一种新型电解槽阳极碳块无功消耗的结构优化装置的制作方法

本发明涉及铝电解的碳素技术领域，具体是一种新型电解槽阳极碳块无功消耗的结构优化装置。

背景技术：

阳极碳块是碳素厂的一种产品，主要用于电解槽阳极导电体，被铝行业称之为电解槽心脏，阳极碳块的质量与外观结构直接影响到铝电解槽的使用寿命和生产成本。我国电解槽自使用阳极碳块以来，不断有专家对质量和外观结构进行改进，外观结构改进有阳极碳块单开槽、双开槽、竖开槽、切四角、切八边、横串孔、加高、加长碳块等，无论怎样改进都没有使碳块毛耗降低下来，截止目前电解槽每生产一吨铝平均碳块毛耗485kg占生产成本的13.2%，阳极使用周期32天,从整个生产成本构成来看，唯有碳耗指标有降低的空间，如果提高碳块质量需要增加阳极碳块的生产成本，如果加高或加长阳极碳块可以延长使用周期，而带来的负面影响是增加了电阻浪费了电耗，在这激烈竞争市场里提高质量不增加费用没有一个碳素厂家愿意这样做，如何在各项技术条件不变、阳极碳块质量不变的情况下，使阳极碳耗降下来是目前所有专家研发的主要课题。

技术实现要素：

本发明目的是对阳极碳块的无功消耗结构进行优化，彻底改变以上对阳极碳块的有功消耗结构优化理念。阳极碳块的有功消耗结构无论如何改变，但供电电流、电压、阳极碳块的自身电阻和碳素的配料成份等是不会随意改变的，既然改变不了就无法降低消耗，以上的几种改进方法都是在阳极碳块有功消耗部位减少阳极碳块的导电面积，面积减少消耗速度加快碳块毛耗不降反升，因此只有实现阳极碳块无功消耗结构优化才能真正把碳块消耗降低下来。

所述的阳极碳块有功消耗，就是阳极碳块在950℃电解质液体内和氧发生反应生成一氧化碳和二氧化碳气体所产生的消耗简称为有功消耗，占整个阳极碳块的五分之四，以400ka电解槽阳极碳块重量1020kg为例，其消耗高度为450mm，消耗重量为810kg，占整个阳极重量的80.5%。

所述的阳极碳块无功消耗，就是阳极碳块没有和950℃电解质液体接触或者是接触的部分没有氧化完的阳极碳块就被电解换极工人更换出来，简称为无功消耗，电解工人称之为残极，占整个阳极碳块的五分之一，以400ka电解槽阳极碳块重量1020kg为例，其没有消耗的高度为170mm，重量为210kg，占整个阳极重量的19.5%。

本发明电解槽阳极碳块无功消耗的结构优化后的效果：凸台重量由原来的30kg上升到76kg，凸台下面阳极碳块重量由原来的180kg下降到54kg，结构优化后的重量为130kg比优化前降低了80kg，平均吨铝下降了37kg，此项结构优化对降低阳极碳块毛耗非常明显，将改变整个阳极碳块毛耗指标，为企业降低生产成本奠定了基础，由于无功消耗的残极量大量降低，减少了运输量、减少了对环境的污染。

附图说明

图1为本发明阳极碳块无功消耗结构优化前后的模具对比图

图2为本发明阳极碳块无功消耗结构优化前后的对比图

图中：1—为优化前阳极碳块模具振动成型料箱；2—为优化前阳极碳块模具振动成型钢板；3—为优化后阳极碳块模具振动成型箱；4—为优化后阳极碳块模具振动成型钢板；5—优化前的阳极碳块；6—优化前的阳极碳块有功消耗高度450mm；7—优化前的阳极碳块无功消耗高度100mm；8—优化前的阳极碳块凸台高度70mm；9—优化前的阳极碳块凸台下边宽度600mm；10—优化前的阳极碳块无功消耗高度170mm；11—优化后的阳极碳块;12—优化后的阳极碳块有功消耗高度450mm；13—优化后的阳极碳块无功消耗高度30mm；14—优化后的阳极碳块凸台高度140mm；15—优化后的阳极碳块凸台下边宽度480mm；16—优化后的阳极碳块无功消耗高度170mm；17—阳极碳块优化前后对比分隔线。

具体实施方式

如图2所示：一种新型电解槽阳极碳块无功消耗的结构优化装置,是将阳极碳块自上而下170mm之间的凸台与碳块结构进行优化（图2中的16），凸台高度由原来的70mm（图2中的8）优化到140mm（图2中的13），凸台下面的阳极碳块100mm（图2中的7）优化到30mm（图2中的12），凸台下边宽度由600mm（图2中的9）缩小到480mm（图2中的14），阳极密度由原来的1.58g/cm³提高到1.62g/cm³。

所述的阳极碳块自上而下170mm之间的凸台与碳块结构，就是阳极碳块无功消耗的高度，电解工人称之为残极高度，也是本发明结构优化的高度。

如图所示：按照阳极碳块无功消耗的结构优化的尺寸，通过铁水浇筑或者使用钢板焊接的方式完成阳极碳块模具制作（图1中的2），将制作好的阳极碳块模具安装在碳素振动成型机器上，进入到自动化操作模式，阳极碳块模具振动成型料箱自动进入到配料计量箱下面，配料计量箱将配制好的糊料倒入模具振动成型料箱内，糊料倒完后自动收起配料计量箱接收下一块配料，模具振动成型料箱内接收完配料后自动回位，有振动成型器推动振动成型钢板对箱内的糊料进行振动成型，振动成型完成后振动成型料箱将生阳极碳块自动卸到传送带上进入到下一道焙烧工序，通过一个周期的焙烧后，清除阳极碳块上面的焙烧料，对优化后的阳极碳块外观测量（图2中的11）阳极的总高度620mm，凸台的高度140mm，凸台下边的宽度480mm，完全达到设计尺寸后送入到阳极组装车间进行阳极碳块的组装，对组装好的阳极组送入到电解车间有换极工人将按照换极周期安装到电解槽上面使用，按照预定的使用周期跟踪观察其效果。

最后说明的是：上述实施仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明电解槽阳极碳块无功消耗的结构优化后的效果：凸台重量由原来的30kg上升到76kg，凸台下面阳极碳块重量由原来的180 kg 下降到54kg，结构优化后的重量为130kg比优化前降低了80kg，平均吨铝下降了37kg，此项结构优化对降低阳极碳块毛耗非常明显，将改变整个阳极碳块毛耗指标，为企业降低生产成本奠定了基础，由于无功消耗的残极量大量降低，减少了运输量、减少了对环境的污染。

技术研发人员：吴中华;吴怡梦;吴克飞;吴凯;王晓娟
受保护的技术使用者：吴中华
技术研发日：2017.08.29
技术公布日：2019.03.05