阴极炭块加热装置的制作方法

本实用新型涉及电解铝加工设备技术领域，尤其涉及一种阴极炭块加热装置。

背景技术：

电解槽是工业制铝的大型设备，其使用寿命的长短是企业长期关注的焦点。一般而言，铝电解槽在使用5-7年后因材料、工艺、管理等各方面因素，就会被迫进入大修周期。电解槽大修质量的好坏直接对后期铝电解槽的铝液质量、槽体寿命以及吨铝生产成本有着决定性的作用。

阴极炭块组是铝电解槽阴极导电的主体结构，其导电能力的强弱直接影响铝电解槽的生产电耗，而阴极炭块组的导电能力取决于炭块及粘结料的导电性和其施工的方式方法。阴极炭块组在组装前需要将整体预热至100℃左右，以满足扎固工艺要求。目前，阴极炭块组装时加热方式常采用地炉式加热或加热帽加热。地炉加热占用空间大，加热阴极炭块数量有限；加热帽加热采用电阻丝进行装配对燕尾槽直接进行加热。阴极组装工艺对材料的温度要求非常严格，加热温度的控制直接影响到阴极炭块组的压降及能耗。

在执行上述加热方法时，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

采用地炉加热的阴极炭块数量有限，无法提升阴极炭块组装的效率，另一方面是加热耗能高、电损耗大。

采用加热帽加热耗能高，加热成本高，电阻丝容易损坏，从而带来较高的返修率，造成务工成本的提升。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种阴极炭块加热装置，主要目的是解决现有技术存在的炭块加热设备不能适应不同凹槽类型的炭块的问题。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种阴极炭块加热装置，其包括：炭块、产热部、隔热部和传热部；所述炭块的上表面设有凹槽；所述产热部包括第一产热机构和第二产热机构，所述第一产热机构位于所述凹槽的一端，所述第二产热机构位于所述凹槽的另一端；所述隔热部覆盖于所述炭块，用于避免炭块接受到的热量散失；所述传热部包括第一传热件和第二传热件，所述第一传热件连接于所述第一产热机构，所述第二传热件连接于所述第二产热机构，所述第一传热件自所述凹槽的一端延伸至所述凹槽内，所述第二传热件自所述凹槽的另一端延伸至所述凹槽内，所述第一传热件和所述第二传热件不相互重叠。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，所述第一传热件包括第一套管和嵌套于所述第一套管内的第一电阻丝，所述第二传热件包括第二套管和嵌套于所述第二套管内的第二电阻丝，所述第一电阻丝的两端分别连接于所述第一产热机构，所述第二电阻丝的两端分别连接于所述第二产热机构。

可选的，所述第一传热件和所述第二传热件均呈螺旋形。

可选的，所述第一传热件和所述第二传热件均呈蛇形。

可选的，所述隔热部包括依次连接的第一隔热件、第二隔热件和第三隔热件，所述第一隔热件覆盖于所述炭块的上表面，所述第二隔热件覆盖于所述炭块的一侧面，所述第三隔热件覆盖于所述炭块的另一侧面。

可选的，所述第一隔热件、所述第二隔热件和所述第三隔热件均包括框架和隔热板，所述框架分别连接于所述第一产热机构和所述第二产热机构，所述隔热板安装于所述框架。

可选的，所述产热部还包括plc控制器和温感探头，所述温感探头的一端接触于所述炭块，另一端连接于所述plc控制器输入端，所述plc控制器的输出端分别连接于所述第一产热机构和所述第二产热机构。

可选的，所述温感探头接触于所述炭块的两个侧面和所述凹槽的底部。

可选的，所述隔热部连接有起吊部件，用于借助外力使所述隔热部、所述产热部和所述传热部相对于所述炭块移动。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：

作为铝电解槽阴极的炭块上表面的凹槽不全是通槽，有的凹槽中间设有挡块，即凹槽为非通槽，所以现有技术中的炭块加热设备中直管状的加热管不能放入凹槽内。而在本装置中，所述第一传热件和所述第二传热件均位于所述凹槽内，且不相互重叠，这样第一传热件和第二传热件的位置关系就可以适应凹槽中间设有炭块，非通槽的情况；而当凹槽为通槽时，第一传热件和第二传热件也可以同时放置入凹槽，对炭块进行加热。

综上所述，本装置中炭块的凹槽可以为通槽，也可以为非通槽，即所述凹槽的类型不影响本装置对炭块的加热。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种阴极炭块加热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种阴极炭块加热装置的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：凹槽1、第一传热件2、第二传热件3、挡块4、第一产热机构5、第二产热机构6、框架7、隔热板8、温感探头9、plc控制器10、起吊部件11。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1或图2所示，本实用新型的一个实施例提供的一种阴极炭块加热装置，其包括：炭块、产热部、隔热部和传热部；炭块的上表面设有凹槽1；产热部包括第一产热机构5和第二产热机构6，第一产热机构5位于凹槽1的一端，第二产热机构6位于凹槽1的另一端；隔热部覆盖于炭块，用于避免炭块接受到的热量散失；传热部包括第一传热件2和第二传热件3，第一传热件2连接于第一产热机构5，第二传热件3连接于第二产热机构6，第一传热件2自凹槽1的一端延伸至凹槽1内，第二传热件3自凹槽1的另一端延伸至凹槽1内，第一传热件2和第二传热件3不相互重叠。

工作过程如下:

作为铝电解槽阴极的炭块上表面的凹槽1不全是通槽，有的凹槽1中间设有挡块4，即凹槽1为非通槽，所以现有技术中的炭块加热设备中直管状的加热管不能放入凹槽1内。而在本装置中，第一传热件2和第二传热件3均位于凹槽1内，且不相互重叠，这样第一传热件2和第二传热件3的位置关系就可以适应凹槽1中间设有炭块，非通槽的情况；而当凹槽1为通槽时，第一传热件2和第二传热件3也可以同时放置入凹槽1，对炭块进行加热。

在本实用新型的技术方案中，本装置中炭块的凹槽1可以为通槽，也可以为非通槽，即凹槽1的类型不影响本装置对炭块的加热。

具体的,第一产热机构5和第二产热机构6结构相同，其结构均包括依次连接的整流器和稳压器。整流器连接外界电源，将380v或220v的交流电变压，稳压器稳定电压，将电压调整至满足工艺要求，稳压器电连接于电阻丝，发热的电阻丝将产生的热量传递给第一传热件2和第二传热件3。

具体的，第一产热机构5和第二产热机构6均设有外壳，该外壳由多块绝缘板拼接而成，该外壳包裹于整流器、稳压器和电阻丝，避免漏电伤人，造成事故。

具体的，本装置的绝缘板采用胶木材质。

在具体实施方式中，第一传热件2包括第一套管和嵌套于第一套管内的第一电阻丝，第二传热件3包括第二套管和嵌套于第二套管内的第二电阻丝，第一电阻丝的两端分别连接于第一产热机构5，第二电阻丝的两端分别连接于第二产热机构6。

在本实施方式中，具体的，第一电阻丝的两端分别连接于第一产热机构5的电阻丝，构成第二用电回路；第二电阻丝的两端分别连接于第二产热机构6的电阻丝，构成第二用电回路。

如图1或图2所示，在具体实施方式中，第一传热件2和第二传热件3均呈螺旋形。

在本实施方式中，相对于直管状的传热件，呈螺旋形的第一传热件2和第二传热件3增加了传热面积；而且，如果采用电加热方式的传热件，增加了套管内电阻丝的长度，即增加了电阻丝的电阻值，根据w＝i²r(i为电流值，r为电阻值，w为电阻丝的发热功率)，即增加了电阻丝产生的热量，即提高了炭块的升温速度。

在具体实施方式中，第一传热件2和第二传热件3均呈蛇形。

在本实施方式中，如果采用电加热方式的传热件，相对于直管状的传热件，呈蛇形的传热件同样增加了传热面积和电阻值；同时，相对于螺旋形的传热件，蛇形的传热件重叠的部分相对较少，降低位于凹槽1内的同一回路的电阻丝中途电接触的概率。

在具体实施方式中，隔热部包括依次连接的第一隔热件、第二隔热件和第三隔热件，第一隔热件覆盖于炭块的上表面，第二隔热件覆盖于炭块的一侧面，第三隔热件覆盖于炭块的另一侧面。

在本实施方式中，第一隔热件、第二隔热件和第三隔热件依次覆盖于炭块的其中一个表面，减少了隔热部和炭块之间的间隙，随着加热的持续进行，在炭块的外侧营造了高温高压的环境，提高了炭块的升温效率。

如图1或图2所示，在具体实施方式中，第一隔热件、第二隔热件和第三隔热件均包括框架7和隔热板8，框架7分别连接于第一产热机构5和第二产热机构6，隔热板8安装于框架7。

具体的，隔热板8采用石棉材质，框架7由角钢焊接而成，这样制造的隔热件，成本低、保温效果满足炭块升温的要求。

如图1或图2所示，在具体实施方式中，产热部还包括plc控制器10和温感探头9，温感探头9的一端接触于炭块，另一端连接于plc控制器10输入端，plc控制器10的输出端分别连接于第一产热机构5和第二产热机构6。

在本实施方式中，具体的，plc控制器10存储有炭块的设定电平值，该电平值对应第一温度值，达到第一温度值的炭块在组装时满足工艺要求。当温感探头9检测到炭块温度达到工艺要求时，温感探头9将温度值转化为电信号，并时时传输至plc控制器10，plc控制器10即向第一产热机构5和第二产热机构6发送断电信号，停止加热炭块。

在具体实施方式中，温感探头9接触于炭块的两个侧面和凹槽1的底部。

在本实施方式中，具体的，plc控制器10内设置有数据处理模块，该模块存储有炭块的数学模型，该数学模型含有炭块的导热系数和尺寸。凹槽1的底部直接接触于第一传热件2和第二传热件3，所以凹槽1的底部温度较高，而炭块的两个侧面温度相对较低，温感探头9将两个位置的温度同时传输至数据处理模块，数据处理模块通过数学模型计算出炭块的整体温度均值。

如图1或图2所示，在具体实施方式中，隔热部连接有起吊部件11，用于借助外力使隔热部、产热部和传热部相对于炭块移动。

在本实施方式中，起吊部件11为吊环，起吊部件11焊接于框架7，用于连接行车起重机构的缆绳钩，便于吊起隔热部、产热部和传热部，便于使加热完毕的炭块移动至电解槽。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。