專利名稱：一種新型陽極保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于有色金屬鋁電解技術領域，是一種保護預焙陽極鋁電解槽陽極鋼爪的裝置。
背景技術：
預焙陽極鋁電解槽陽極碳塊組包括導桿、鋼爪、碳塊三部分。碳塊頂部有四個裝配鋼爪用的碳孔，鋼爪和碳孔之間用磷生鐵澆鑄連接。在鋁電解生產中陽極碳塊下部浸在950℃左右的高溫電解質中，并不斷發(fā)生電化學反應而消耗。為避免電解質侵蝕鋼爪和磷生鐵，影響原鋁質量和造成掉極事故，當碳陽極在電解中不斷消耗即將達到極限高度時，就必須更換陽極。預焙鋁電解槽陽極保護環(huán)是九十年代初開始研究的，由于陽極保護環(huán)具有抗侵蝕的特性，使得陽極有效參與電化學反應的時間延長，即延長了陽極使用周期。但是，現(xiàn)有的預焙鋁電解槽陽極保護環(huán)(簡稱預焙環(huán))是用碳素材料制成，其形狀為兩個半圓形的環(huán)，套在碳陽極以上的鋼爪外部，用碳膠粘合接縫成為一個整環(huán)。該預焙環(huán)存在的不足是由于該保護環(huán)在使用前已經過焙燒成型，在電解過程中無粘結劑軟化、焦化粘結的過程，所以套在碳陽極鋼爪上，與陽極塊的結合處難免存在縫隙，電解質仍能侵入而腐蝕鋼爪和磷生鐵，仍然存在污染電解原鋁的現(xiàn)象，對碳陽極殘極率和鋼爪修復成本的降低也非常有限。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種新型陽極保護裝置，它與陽極間的粘結強勁，抗腐蝕作用顯著，可有效延長換極周期，降低生產成本，保證原鋁質量。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為該新型陽極保護裝置是在陽極鋼爪與碳孔之間澆鑄的磷生鐵上環(huán)繞鋼爪設一環(huán)狀殼體，將干式陽極糊顆粒堆砌在鋼爪與環(huán)狀殼體之間，陽極糊顆粒在鋁電解生產過程中，利用高溫電解輻射、傳導的熱量和碳塊自身的電阻熱自行燒結成型，形成一個收縮均勻的環(huán)，起到保護鋼爪的作用，使鋼爪和磷生鐵免受電解質的侵蝕。
所述干式陽極糊顆粒是干式陽極糊在切割的同時產生的15～0mm粒級的顆粒。
本實用新型提供的新型陽極保護裝置，堆砌在鋼爪與環(huán)狀殼體之間的干式陽極糊顆粒，在鋁電解生產過程中，利用高溫電解輻射、傳導的熱量和碳塊自身的電阻熱在陽極鋼爪周圍自行燒結成一個堅硬的、結合緊密的并具有良好導電性能的燒結環(huán)，對鋼爪和磷生鐵起到保護作用，使鋼爪免受電解質的侵蝕，使陽極殘極率由原來不加保護環(huán)時的36～40％降低為20％，降低了噸鋁預焙陽極碳塊消耗，從而達到了延長換極周期(28天以上)和防止鋼爪的熔化，保證原鋁質量的目的。據不完全測算按每個碳陽極延長兩天的換極周期來計算，可節(jié)約陽極碳塊0.6噸，申請人蘭州鋁業(yè)股份有限公司228臺預焙電解槽，年產電解鋁12萬噸，每臺預焙電解槽有28組陽極碳塊，則全公司年可節(jié)約預焙陽極碳塊3786噸，扣除干式陽極糊顆粒一年的用量1200噸，年可節(jié)約589萬元。由于采用自焙式鋁電解槽陽極保護環(huán)，年節(jié)約外購陽極環(huán)費用為292萬元。則每年總的經濟效益為881萬元。


圖1為新型陽極保護裝置的結構示意圖。
圖2為新型陽極保護裝置局部俯視圖。
具體實現(xiàn)方式 圖中1-陽極導桿；2-陽極鋼爪；3-陽極碳塊；4-磷生鐵；5-干式陽極糊顆粒；6-環(huán)狀殼體。
如圖1、圖2所示，本實用新型提供的新型陽極保護裝置，是在陽極鋼爪2與碳孔之間澆鑄的磷生鐵4上環(huán)繞鋼爪2設置一環(huán)狀殼體6，環(huán)狀殼體6可用自插式、鑲嵌式或粘扣式工業(yè)紙板、薄鋁板或其它對原鋁不會造成污染的材質圍成，如將適當長度的條狀板材一端制成插頭狀，另一端設與其適配的插口，將插頭插入插口中，圍成一環(huán)狀殼體6。干式陽極糊顆粒5堆砌在鋼爪2與圓環(huán)狀殼體6之間。干式陽極糊顆粒5利用的是干式陽極糊在切割時產生的15～0mm粒級的顆粒。
上述干式陽極糊顆粒5，在鋁電解生產過程中，利用高溫電解輻射、傳導的熱量和碳塊自身的電阻熱自行燒結成型，當溫度超過140℃左右時，干式陽極糊顆粒中的粘結劑開始軟化、分解；200℃～300℃時糊內吸附水和化合水以及低分子烷烴被排除；當溫度超過350℃時，改質瀝青中的焦碳開始粘結糊中的固體碳粒形成焦碳格，整體呈粘稠狀態(tài)；500℃～650℃時，碳環(huán)聚合形成半焦；當溫度超過700℃時，干式陽極糊焦化過程基本完成，在陽極鋼爪2周圍形成一個堅硬的、結合緊密的并具有良好導電性能的燒結環(huán)，起到保護鋼爪2的作用，使鋼爪2和磷生鐵4免受電解質的侵蝕。
權利要求1.一種新型陽極保護裝置，其特征在于在陽極鋼爪與碳孔之間澆鑄的磷生鐵上環(huán)繞鋼爪圍成一環(huán)狀殼體，將干式陽極糊顆粒堆砌在鋼爪與環(huán)狀殼體之間，堆砌在鋼爪與環(huán)狀殼體之間的干式陽極糊顆粒，在鋁電解生產過程中，利用高溫電解輻射、傳導的熱量和碳塊自身的電阻熱自行燒結成型，形成一個收縮均勻的環(huán)。
2.根據權利要求1所述的新型陽極保護裝置，其特征在于上述干式陽極糊顆粒是干式陽極糊在切割的同時產生的15～0mm粒級的顆粒。
3.根據權利要求1所述的新型陽極保護裝置，其特征在于上述環(huán)繞鋼爪的環(huán)狀殼體是用自插式、鑲嵌式或粘扣式工業(yè)紙板、薄鋁板或其它對原鋁不會造成污染的材質圍成。
專利摘要一種新型陽極保護裝置，在陽極鋼爪與碳孔之間澆鑄的磷生鐵上環(huán)繞鋼爪設有一環(huán)狀殼體，將干式陽極糊顆粒堆砌在鋼爪與環(huán)狀殼體之間，堆砌在鋼爪與環(huán)狀殼體之間的干式陽極糊顆粒。所述干式陽極糊顆粒是干式陽極糊在切割的同時產生的15～0mm粒級的顆粒。陽極糊顆粒在鋁電解生產過程中，利用高溫電解輻射、傳導的熱量和碳塊自身的電阻熱自行燒結成型，形成一個收縮均勻的環(huán)，對鋼爪和磷生鐵起到保護作用，使鋼爪免受電解質的侵蝕，降低噸鋁預焙陽極碳塊消耗，以達到延長換極周期和防止鋼爪的熔化，從而保證原鋁質量的目的。據不完全測算按每組碳陽極延長兩天的換極周期來計算，對年產電解鋁12萬噸鋁廠，可節(jié)約881萬元/年。
文檔編號C25C3/00GK2627009SQ0324663
公開日2004年7月21日 申請日期2003年4月16日 優(yōu)先權日2003年4月16日
發(fā)明者王洪, 肖偉峰, 肇玉卿, 陸惠國, 屈毅, 唐瑤 申請人:蘭州鋁業(yè)股份有限公司