本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)陽極炭塊及其加工方法。

背景技術(shù)：

預(yù)焙陽極鋁電解槽已成為當(dāng)今世界煉鋁方法的技術(shù)主流。然而，傳統(tǒng)鋁電解槽生產(chǎn)采用“間斷更換預(yù)焙陽極”的工藝方法，存在著如下問題：①配套的陽極組裝生產(chǎn)線投資與運(yùn)行成本增加；②鋁電解槽未使用完的殘極，處理量大(約為20％)；③殘極返回陽極生產(chǎn)系統(tǒng)作為添加料后，大幅降低了預(yù)焙陽極的質(zhì)量。

以30萬噸鋁電解系列工程為例，配套的陽極組裝生產(chǎn)線的基建投資約為1.03億元，折合噸鋁投資約增加264元；按陽極毛耗540kg和凈耗410kg計(jì)算噸鋁殘極量為130kg，占陽極毛耗的24.1％，返回陽極組裝車間和陽極制造生產(chǎn)線的殘極年處理量達(dá)到3.76萬噸。單陽極組裝生產(chǎn)線的噸鋁生產(chǎn)成本就增加了約300元，約為鋁用炭陽極售價(jià)的10％。

為了解決陽極無法連續(xù)更換及產(chǎn)生殘極的問題，國內(nèi)外做了一些開發(fā)應(yīng)用。包括：1)上世紀(jì)50年代，德國VAW公司開發(fā)了一種連續(xù)預(yù)焙陽極CPA(Continuous Prebaked Anode)結(jié)構(gòu)，并于1972年改進(jìn)后在Eibewerk鋁廠投產(chǎn)了7萬噸產(chǎn)能的204臺(tái)120kA連續(xù)預(yù)焙陽極鋁電解槽系列，其特點(diǎn)是：①特制粘結(jié)糊。由焦炭和瀝青組成，在75℃下可塑，焦化狀態(tài)下能提供較強(qiáng)的機(jī)械連接作用；②采用類似于自焙陽極鋁電解槽的自焙陽極炭塊從炭塊側(cè)部插入導(dǎo)電鋼棒的組裝方式。該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：不能采用中間點(diǎn)式自動(dòng)下料技術(shù)，預(yù)焙陽極尺寸過大難于更換，對特制粘結(jié)糊質(zhì)量要求非常高等。

國內(nèi)的一些專利也提出連續(xù)陽極方法。專利“鋁電解槽的連續(xù)預(yù)焙陽極組合結(jié)構(gòu)(CN103088367A)”提供了一種新型的夾具與異形陽極炭塊配合使用，可以解決產(chǎn)生殘極的問題，但是陽極無法連續(xù)更換。專利“一種鋁電解槽連續(xù)陽極的裝置(CN2552947Y)”提出采用履帶以及陽極糊，實(shí)現(xiàn)陽極連續(xù)供應(yīng)，該專利采用的類似于自焙陽極的陽極炭塊，且沒有提供陽極母線的連接方法。

隨著現(xiàn)代鋁電解廠的設(shè)計(jì)產(chǎn)能越來越大，對鋁電解槽的原材料質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保、高效降本要求越來越高。因而，設(shè)計(jì)提供一種能大幅降低生產(chǎn)成本、節(jié)約投資、改善陽極質(zhì)量的新型連續(xù)預(yù)焙陽極組合結(jié)構(gòu)是必須的、意義重大的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對傳統(tǒng)鋁電解槽需間斷更換預(yù)焙陽極所產(chǎn)生的問題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)陽極炭塊及其加工方法，該連續(xù)陽極炭塊是一種鋁電解槽的連續(xù)預(yù)焙陽極結(jié)構(gòu)，起到導(dǎo)電和還原的雙重作用，具有穩(wěn)定的幾何形狀，該方法加工的陽極炭塊實(shí)現(xiàn)了鋁電解槽陽極的連續(xù)化操作，解決了目前間斷性更換陽極以及產(chǎn)生殘極的問題，降低鋁電解過程的成本。

本發(fā)明的一種連續(xù)陽極炭塊，為長方體或正方體結(jié)構(gòu)，上表面設(shè)置有卡裝塊，下表面設(shè)置有卡裝槽，上表面和下表面均為鋸齒波紋面；側(cè)面的一組對立面上分別設(shè)置有滑道，滑道兩側(cè)為固連區(qū)。

所述的卡裝塊為燕尾塊；所述的卡裝槽為燕尾槽。

所述的固連區(qū)，采用鋸齒波紋面或平面，當(dāng)固連區(qū)為平面時(shí)，在平面上設(shè)置有固連孔。

所述的固連區(qū)的鋸齒波紋面為貫通鋸齒波紋面。

所述的固連孔為圓孔或多邊形孔。

所述的固連孔為1～3列。

所述的固連區(qū)為鋸齒波紋面時(shí)，配合使用的移機(jī)履帶的鋸齒波紋面，與固連區(qū)的鋸齒波紋面卡裝配合；所述的固連區(qū)為帶有固連孔的平面時(shí)，配合使用的移機(jī)履帶的固連鈕，與固連孔卡裝配合。

所述的側(cè)面的一組對立面為左側(cè)面和右側(cè)面，或?yàn)榍懊婧秃竺妗?/p>

所述的側(cè)面的一組對立面的滑道為滑動(dòng)導(dǎo)電槽，與滑動(dòng)導(dǎo)電板配合使用。

在使用中，若干個(gè)陽極炭塊聯(lián)合使用，相鄰的兩個(gè)連續(xù)陽極炭之間，通過燕尾塊和燕尾槽卡裝固連。

本發(fā)明的連續(xù)陽極炭塊的加工方法，按照如下步驟進(jìn)行：

(1)陽極炭塊的制備：

將原料成型為長方體或正方體，預(yù)焙燒后，得到陽極炭塊；

(2)上下面加工：

將陽極炭塊的上表面，加工成帶有卡裝塊的結(jié)構(gòu)，將陽極炭塊的下表面，加工成帶有卡裝槽的結(jié)構(gòu)；

將上表面和下表面，加工成鋸齒波紋面；

(3)兩個(gè)端面加工：

將連續(xù)陽極炭塊與滑動(dòng)導(dǎo)電板方向一致的兩個(gè)端面，加工成上下貫通的滑道；

(4)滑動(dòng)導(dǎo)電槽加工：

在滑道兩側(cè)的凸臺(tái)上，加工成固連孔或鋸齒波紋面，即制得連續(xù)陽極炭塊。

所述的步驟(1)中，原料為石油焦、瀝青焦油、殘極、粘結(jié)劑、生碎和焙燒碎料。

所述的步驟(1)中，焙燒溫度為1050～1250℃，焙燒時(shí)間為24～72h。

所述的步驟(1)中，將原料成型為長方體或正方體的方法為：將原料制備、配料、混粘、成型為長方體或正方體。

所述的步驟(2)中，上表面和下表面的鋸齒波紋面均噴涂高溫導(dǎo)電膠，以便增加導(dǎo)電性。

所述的步驟(3)中，滑道為具有一定寬度的滑動(dòng)導(dǎo)電槽，在使用時(shí)，滑動(dòng)導(dǎo)電板直接放在滑動(dòng)導(dǎo)電槽上，滑動(dòng)導(dǎo)電板與陽極炭塊壓實(shí)，充分接觸，以便保證可連續(xù)供電?；瑒?dòng)導(dǎo)電板可與陽極炭塊一起移動(dòng)。

在使用中，若干個(gè)連續(xù)陽極炭塊聯(lián)合使用，相鄰的兩個(gè)連續(xù)陽極炭之間，通過燕尾塊和燕尾槽卡裝固連，如上表面和下表面的鋸齒波紋面噴涂高溫導(dǎo)電膠，可連續(xù)不斷地將兩個(gè)陽極炭塊快速粘結(jié)，組合成導(dǎo)電性能良好的大體積連續(xù)陽極炭塊。

所述的步驟(4)中，孔或鋸齒波紋面，是便于與移機(jī)履帶上面固定鈕或鋸齒波紋面相互咬合，實(shí)現(xiàn)陽極炭塊的直接連續(xù)位移和安裝。

本發(fā)明的一種連續(xù)陽極炭塊及其加工方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

采用本發(fā)明的連續(xù)陽極炭塊的智能電解槽，可以解決目前電解鋁工業(yè)中陽極炭塊近25％的殘極，減少更換陽極引起的電解槽的電磁場波動(dòng)，提高了資源利用率和降低了電解能耗。

附圖說明

圖1為一種固連區(qū)為平面的連續(xù)陽極炭塊的三維立體圖；

圖2為一種固連區(qū)為鋸齒波紋面連續(xù)陽極炭塊的三維立體圖；

圖3為一種固連區(qū)為平面的連續(xù)陽極炭塊裝配三維立體圖；

圖4為一種固連區(qū)為鋸齒波紋面連續(xù)陽極炭塊裝配三維立體圖；

圖1～4中，1為：卡裝塊；2為：卡裝槽；3為：滑道；4為：設(shè)置有固連孔的平面固連區(qū)；5為：設(shè)置有鋸齒波紋面的固連區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種連續(xù)陽極炭塊，為長方體結(jié)構(gòu)，上表面設(shè)置有卡裝塊1，下表面設(shè)置有卡裝槽2，上表面和下表面均為鋸齒波紋面；側(cè)面的一組對立面上分別設(shè)置有滑道3，滑道兩側(cè)為固連區(qū)。

卡裝塊為燕尾塊；卡裝槽為燕尾槽。

固連區(qū)為設(shè)置有固連孔的平面固連區(qū)4；固連孔為1列圓孔，配合使用的移機(jī)履帶的固連鈕，與固連孔卡裝配合。

側(cè)面的一組對立面的滑道3為滑動(dòng)導(dǎo)電槽，與滑動(dòng)導(dǎo)電板配合使用。

在使用中，若干個(gè)連續(xù)陽極炭塊聯(lián)合使用，相鄰的兩個(gè)連續(xù)陽極炭之間，通過燕尾塊和燕尾槽卡裝固連。

一種連續(xù)陽極炭塊的加工方法，按照如下步驟進(jìn)行：

(1)陽極炭塊的制備：

將原料石油焦、瀝青焦油、殘極、粘結(jié)劑、生碎和焙燒碎料，配料、混粘、成型為長方體，在1100～1250℃，焙燒24h，焙燒后得到陽極炭塊；

(2)上下面加工：

將陽極炭塊的上表面，加工成帶有卡裝塊的結(jié)構(gòu)，將陽極炭塊的下表面，加工成帶有卡裝槽的結(jié)構(gòu)；

將上表面和下表面，加工成鋸齒波紋面；上表面和下表面的鋸齒波紋面均噴涂高溫導(dǎo)電膠；

(3)兩個(gè)端面加工：

將連續(xù)陽極炭塊與滑動(dòng)導(dǎo)電板方向一致的兩個(gè)端面，加工成上下貫通的滑道；

滑道為具有一定寬度的滑動(dòng)導(dǎo)電槽，在使用時(shí)，滑動(dòng)導(dǎo)電板直接放在滑動(dòng)導(dǎo)電槽上，滑動(dòng)導(dǎo)電板與陽極炭塊壓實(shí)，充分接觸，以便保證可連續(xù)供電。滑動(dòng)導(dǎo)電板可與陽極炭塊一起移動(dòng)。

(4)滑動(dòng)導(dǎo)電槽加工：

在滑道兩側(cè)的凸臺(tái)上，加工成固連孔，即制得連續(xù)陽極炭塊。

固連孔，是便于與移機(jī)履帶上面固定鈕相互咬合，實(shí)現(xiàn)陽極炭塊的直接連續(xù)位移和安裝。

本實(shí)施例的連續(xù)陽極炭塊的三維立體圖見圖1，一種連續(xù)陽極炭塊裝配三維立體圖見圖3。

實(shí)施例2

一種連續(xù)陽極炭塊，為正方體結(jié)構(gòu)，上表面設(shè)置有卡裝塊1，下表面設(shè)置有卡裝槽2，上表面和下表面均為鋸齒波紋面；側(cè)面的一組對立面上分別設(shè)置有滑道3，滑道兩側(cè)為固連區(qū)。

卡裝塊為燕尾塊；卡裝槽為燕尾槽。

固連區(qū)為鋸齒波紋面5；鋸齒波紋面為貫通鋸齒波紋面，配合使用的移機(jī)履帶的鋸齒波紋面，與固連區(qū)的鋸齒波紋面卡裝配合；

側(cè)面的一組對立面的滑道3為滑動(dòng)導(dǎo)電槽，與滑動(dòng)導(dǎo)電板配合使用。

在使用中，若干個(gè)連續(xù)陽極炭塊聯(lián)合使用，相鄰的兩個(gè)連續(xù)陽極炭之間，通過燕尾塊和燕尾槽卡裝固連。

一種連續(xù)陽極炭塊的加工方法，按照如下步驟進(jìn)行：

(1)陽極炭塊的制備：

將原料石油焦、瀝青焦油、殘極、粘結(jié)劑、生碎和焙燒碎料，配料、混粘、成型為正方體，在1050～1100℃，焙燒72h，焙燒后得到陽極炭塊；

(2)上下面加工：

將陽極炭塊的上表面，加工成帶有卡裝塊的結(jié)構(gòu)，將陽極炭塊的下表面，加工成帶有卡裝槽的結(jié)構(gòu)；

將上表面和下表面，加工成鋸齒波紋面；上表面和下表面的鋸齒波紋面均噴涂高溫導(dǎo)電膠；

(3)兩個(gè)端面加工：

將連續(xù)陽極炭塊與滑動(dòng)導(dǎo)電板方向一致的兩個(gè)端面，加工成上下貫通的滑道；

滑道為具有一定寬度的滑動(dòng)導(dǎo)電槽，在使用時(shí)，滑動(dòng)導(dǎo)電板直接放在滑動(dòng)導(dǎo)電槽上，滑動(dòng)導(dǎo)電板與陽極炭塊壓實(shí)，充分接觸，以便保證可連續(xù)供電?；瑒?dòng)導(dǎo)電板可與陽極炭塊一起移動(dòng)。

(4)滑動(dòng)導(dǎo)電槽加工：

在滑道兩側(cè)的凸臺(tái)上，加工成鋸齒波紋面，即制得連續(xù)陽極炭塊。

鋸齒波紋面，是便于與移機(jī)履帶上面鋸齒波紋面相互咬合，實(shí)現(xiàn)陽極炭塊的直接連續(xù)位移和安裝。

本實(shí)施例的連續(xù)陽極炭塊的三維立體圖見圖2，一種連續(xù)陽極炭塊裝配三維立體圖見圖4。