CN110042429A - 一种连续预焙阳极炭块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续预焙阳极炭块。包括有炭块本体，炭块本体上部长轴中线上设有一组炭碗，炭碗底部设有浇铸‑机械复合式钢爪连接环槽，炭碗两侧炭块本体顶部长轴中线上设有连接凸头，连接凸头下方炭块本体底部设有贯通连接凹槽。本发明与浇铸‑‑机械复合式钢爪配合，能实现预焙阳极的连续使用，连接阳极炭块时间短，使用方便，降低电解能耗，消除阳极残极，降低劳动强度，新旧炭块粘结牢固的有益效果。采用旧炭块连接凸头冷却后再与新炭块连接，确保新、旧炭块的粘接连接的可靠性、牢固性，防止粘接层的剪切，连接凸头、炭碗和填充块的结构和使用方式，有效的配合了浇铸‑‑机械复合式钢爪的使用，能够实现在现有的电解槽上直接连接阳极炭块。

Description

一种连续预焙阳极炭块

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽预焙阳极炭块，特别是一种连续预焙阳极炭块。

背景技术

现代电解铝工艺均采用预焙阳极生产电解铝。在电解槽工作时阳极组件由铝导杆、爆炸片、阳极钢爪、磷生铁浇铸层和预焙阳极炭块共同构成。预焙阳极炭块一般为长方体，具有稳定的几何形状，以石焦油、沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，根据电解槽电流的大小和工艺的不同而有不同的尺寸，其电流密度一般在0 .68～0 .9A/cm2范围内，每个炭块使用周期一般在30天左右。

在电解铝生产过程中，炭阳极与氧化铝电解分解出来的氧气在高温下不断反应，释放二氧化碳气体而不断消耗，需要定时更换，更换下来的炭块行业中称之为阳极残极。预焙铝电解生产必定产生大量阳极残极，无残极产生是上世纪60～70年代，预焙铝电解工艺成熟以来一直没有实现的行业梦想。

现有的预焙阳极炭块为一次性产品，在换极时首先必须靠多功能天车仔细打掉残极四周的保温料，再拔出导杆、钢爪、残极组合体。当残极移除后，高温的残极不仅带走了大量热能，还使得熔融的电解质直接暴露在眼前，930～950℃的高温，大面积的热辐射和对流也造成巨大的热能损失。换上的新阳极直接插入电解质中，需吸收电解槽内的有效大量热能，冷凝在冷炭块表面的电解质使新炭块不导电，需一天左右新换上的炭块才能正常工作。

本发明申请人在申请了一系列的铝电解连续阳极生产专利基础上，如中国专利201710088066.4—预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构，对阳极钢爪和阳极炭块结构以及钢爪与炭块的连接方式等方面进行了改造，连续阳极炭块不需要炭块消耗到很薄就可直接对接新炭块，所以不需要担心阳极钢爪会被高温的电解质烧蚀而变形、损坏。钢爪和阳极炭块的连接，用铝水浇铸替代磷生铁，阳极炭块在电解槽中逐渐烧损，炭块表面温度会达到750℃左右，而铝的熔点为660℃，此时炭碗中的铝早已彻底熔化，解锁复合式机械钢爪，提起铝导杆，整体移除机械复合式阳极钢爪。移除了钢爪的炭块，被其四周烧结了的保温料支撑，保留在原位未动，能承受巨大的重压也不会下沉。

综上所述，现有技术存在以下技术缺陷：1、现有的预焙阳极生产电解铝更换阳极造成巨大的热能损失，更换阳极费时，造成电能浪费，换极时的工作环境温度高，劳动条件极端恶劣，炭素材料浪费大，对环境污染严重；2、中国专利201710088066.4公开的预焙阳极铝电解在线连接阳极的方法及结构，旧炭块要和新炭块进行连接时，温度达到750℃左右，和常温的新炭块温差在700℃以上，二者粘结后，随着新炭块的温度逐渐上升到750℃左右，由于热胀冷缩的原因，新炭块体积膨胀，粘结处发生剪切，粘结不牢。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种连续预焙阳极炭块。本发明与浇铸-机械复合式钢爪配合，可实现预焙阳极的连续使用，有连接新阳极炭块时间短、劳动强度低，使用方便，能降低电解能耗，新旧炭块粘结牢固的特点，并消除了由阳极残极本身和吸附粘带的氟化盐对环境的严重污染。

本发明的技术方案： 一种连续预焙阳极炭块，包括有炭块本体，炭块本体顶部长轴中线上设有一组炭碗，炭碗底部设有钢爪连接环槽，炭碗两侧炭块本体顶部长轴中线上设有一组与炭碗相间隔的连接凸头，连接凸头下方炭块本体底部设有贯通连接凹槽。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述炭碗壁上设有机械钢爪通道竖槽。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述炭块本体厚度为400～500mm。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述旧炭块的炭碗内插入有炭碗-连接凸头填充块,炭碗-连接凸头填充块的下部用于填充移除了钢爪后空下来旧炭块的炭碗空间，其上部用于和旧炭块顶部的连接凸头共同构成的组合式贯通连接凸头，所述旧炭块为电解使用过的炭块本体。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述旧炭块上的组合式贯通连接凸头比新炭块的贯通连接凹槽窄,新炭块的贯通连接凹槽的两侧内壁和旧炭块上的组合式贯通连接凸头的两侧外壁共同构成导气槽，所述新炭块为未电解使用过的炭块本体。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述旧炭块的组合式贯通连接凸头比新炭块的贯通连接凹槽窄10～40mm。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述组合贯通连接凸头的高度为50～250mm。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述炭碗-连接凸头填充块下部的长度比炭碗深度短1～2mm，直径小1～2mm。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述炭碗活动连接有浇铸-机械复合式钢爪。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述浇铸-机械复合式钢爪包括有导杆，导杆连接有浇铸式钢爪横梁，浇铸式钢爪横梁下端设有一组浇铸式钢爪脚，浇铸式钢爪脚及浇铸式钢爪横梁内均活动设有栓柱，位于浇铸式钢爪横梁上端面的栓柱经螺纹连接有调整螺母，浇铸式钢爪脚下端的栓柱底部上连接有浇铸-机械复合式钢爪爪片，浇铸-机械复合式钢爪爪片两侧浇铸式钢爪脚的下端面上设有两块支撑限位块。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述浇铸式钢爪脚及浇铸式钢爪横梁内均经栓柱孔活动设有栓柱。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述栓柱的上头端设有旋转卡头。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述两块支撑限位块分别错位设置于浇铸-机械复合式钢爪爪片的两侧，浇铸-机械复合式钢爪爪片在两块支撑限位块之间转动的角度范围为0-90°。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、连续预培阳极炭块未在电解槽上使用过为新炭块。连续预焙阳极炭块在电解槽上工作时逐步被烧损消耗，当炭块本体的厚度剩余240～300mm时为旧炭块，此时是为对接新炭块的最适宜时机。先解锁移除浇铸-机械复合式钢爪，由于旧炭块四周板结的保温料支撑，旧炭块永远留在电解槽上原地不动，在移除了阳极钢爪后不但不会下落，还可以承受巨大的力量也不会下落，再将炭碗-连接凸头填充块插入炭碗。炭碗-连接凸头填充块下部的长度比炭碗深度短1～2mm，直径小1～2mm为宜，其长度、直径短、小1～2mm留出的间隙为涂抹粘接剂预留了空间。炭碗-连接凸头填充块上部的连接凸头与旧炭块顶部的连接凸头等高、等宽，炭碗-连接凸头填充块插入炭碗后，填充块上部的连接凸头与旧炭块顶部连接凸头之间有1～2ｍｍ的粘接剂预留空间。

2、所有的连接凸头沿炭块长轴中线相互粘接，共同组合成了一个贯通旧炭块顶面的组合式贯通连接凸头。在完成了贯通连接凸头组合的旧炭块上对接新炭块，对接时被旧炭块的组合式贯通连接凸头一分为二的旧炭块上表面与被新炭块贯通连接凹槽一分为二的下表面接触。因旧炭块的组合式贯通连接凸头的高度与新炭块的贯通连接凹槽深度相等，旧炭块贯通连接凸头上表面与新炭块贯通连接凹槽下表面，在新旧炭块的上、下表面同时接触时同时接触，三对对应的上、下表面间的粘接剂同时粘接，使新旧炭块粘接成了整体。因为旧炭块的组合式贯通连接凸头比新炭块的贯通连接凹槽窄10～40mm，新炭块的贯通连接凹槽宽度约为炭块本体宽度的1/3，此时旧炭块贯通连接凸头的外壁与新炭块贯通连接凹槽内壁共同构成的两个导气槽宽窄适宜，位置最佳。

新炭块在旧炭块消耗完毕后接力消耗，维持了电解质槽的连续工作。当新炭块被消耗至240～300mm时，新炭块自身变成旧炭块等待对接新炭块，至此连续预培阳极炭块在电解槽上形成消耗、对接、再消耗、再对接的循环状况，实现了预焙阳极炭块的粘接连续使用的目的。单块连续预焙阳极炭块寿命取为30天左右，预焙阳极炭块平均消耗速度约为14～15mm/天，连续阳极炭块本体厚度为430～450mm。

当旧炭块厚度剩240～300mm时，对接新炭块，两炭块总高度约为700mm左右。为了控制对接好的新炭块炭碗的底部到旧炭块底部的距离，取炭碗深度为180～200mm。新炭块炭碗底部到旧炭块底部的距离为530mm左右。现有预焙阳极炭块高度多为630mm左右，炭碗深度多为100mm，炭碗底部到炭块底部距离约为530mm左右。连续预焙阳极炭块太高，会造成炭块内阻过大，电损大。电解槽内空间有限，炭块高度也不适宜过高，特别是两块炭块叠加的时候不宜过高。炭碗-连接凸头填充块的使用，使炭碗空间及炭块顶部连接凸头之间的空间被两次利用。第一次容纳钢爪，完成对接炭块与钢爪的任务。第二次插入炭碗-连接凸头填充块帮助对炭块本体和其顶部的连接凸头的冷却；帮助新、旧炭块形成统一的温度梯度；延长电解槽热量的传导距离；与风冷常温新炭块冷却方法并用，确保了新、旧炭块的粘接连接的可靠性、牢固性，同时提高了连续预焙阳极的炭填充率，降低阳极炭块整体的电阻，有利于稳定电解槽工作和延长单块炭块的寿命。

3、旧炭块消耗至240～300mm时，旧炭块上表面温度约在750℃左右。取炭块本体顶部的连接凸头高度为200ｍｍ，因200ｍｍ高度的碳素材料延缓、减少了热量的传导，连接凸头上表面的温度降至350～400℃，十分有利于确保粘接剂的粘接可靠性、牢固性的提高，且十分有利于新、旧炭块在冷却对接后形成统一的温度梯度，使新旧炭块同步缓慢逐步升温，同步缓慢膨胀，预防炭块温差带来的剪切破坏。炭块下部的贯通连接凹槽与贯通连接凸头匹配，取深度为200mm。连接凸头以200mm高度为宜，太高电解槽内空间有限，会给炭块对接安装带来困难，太低对对接可靠性、牢固性降低。

4、炭块本体下部沿长方向中轴线有贯通的连接凹槽，连接凹槽将炭块本体下表面一分为二，连接凹槽宽度约为炭块本体宽度的1/3。炭块本体上部沿长方向中轴线分布有被炭碗分隔开的多个连接凸头，连接凸头可以是同炭块一起焙烧成型的，也可以是单独制作焙烧成型，再用粘接剂粘接到炭块本体上的两种，以单独制作的为佳。连接凸头单独制作，为炭块本体的成型、焙烧、运输、上下表面找平整、上下表面找平行度等工序带来极大的便利。连接凸头宽度约为炭块本体宽度的1/3，且窄于贯通连接凹槽10～40mm。

5、为了确保新、旧阳极炭块粘接牢固可靠、导电良好，且尽可能少的使用粘接剂。先对阳极炭块本体进行机械加工，特别是炭块的上、下平面，经机加工后的炭块本体初步消除了翘曲及表面凹凸点，使炭块本体上、下平面基本平行，也提高了炭块本体表面的平整度。把机加工后的炭块上、下表面同时涂抹一层粘接剂，再把炭块本体置于上、下两块平行、平整的挤压板之间挤压，挤压板可以是两平板，也可以是凹凸平面对应的平行折板，挤压板材料以钢材为佳。用辅助调整机构调整上、下挤压板的平行度，尽量减小平行度误差，钢板上、下挤压涂抹了粘接剂的炭块本体，挤压时给挤压板加温。炭块表面机加工、涂抹粘接剂、加温了的挤压板挤压等多种技术手段配合使用，保证了炭块本体上、下平面之间的翘曲、凹坑、凸起的消失，多余的粘接剂在挤压板的挤压下，会自动从四周的缝隙中挤出，在保证了炭块本体平行、平整的前提下，使粘接剂用量降至最低。因为炭块本身有15～18%的孔隙率，粘接剂在加温状态下被挤压，有足够的流动性填充进入炭块本体表面的孔隙中，极大的增强了粘接剂在烧结后与炭块本体结合的机械强度。挤压板不加温挤压，粘接剂与炭块本体的粘接效果比加温的要差。在完成挤压后，用钢丝刷或其他工具，打毛炭块本体上、下表面的粘接剂层，可增加新、旧炭块对接时，新、旧粘接剂的粘接可靠性。

6、新、旧炭块粘接前，预先在炭块本体上、下表面涂抹粘接剂且找平、打毛，炭块上表面的粘接剂在炭块与电解槽上的旧炭块对接后，逐步升温过程中缓慢烧结硬化，烧结硬化的粘接剂强度超过炭块强度，更重要的是使新、旧炭块对接时，新炭块的粘接剂要粘接的不是粘接相对困难的旧炭块高温上表面，而是粘接互粘性良好的旧粘接剂烧结面，彻底的克服了粘接剂直接与炽热炭块表面粘接的可靠性、牢固性低的致命缺陷。

7、炭碗两侧炭块本体顶部沿长轴方向分布的连接凸头，其长度有炭块本体边沿到炭碗孔边沿距离相当的和两炭碗边沿之间的距离相当的两种，连接凸头宽度取与炭碗-连接凸头填充块上部连接凸头等宽。炭块连接凸头形状为正方形、长方形。连接凸头高度与炭碗-连接凸头填充块上部连接凸头等高。沿炭块本体的长轴方向中线排列的多块炭块连接凸头和多块炭碗-连接凸头填充块上部共同构成了贯通炭块上表面的组合式贯通连接凸头。欲使旧炭块贯通连接凸头外壁与新炭块贯通链接凹槽的内壁共同构建的两条导气槽宽窄合适，贯通连接凸头须小于贯通连接凹槽宽度10～40mm，贯通连接凹槽宽度约为炭块本体的1/3，此时导气槽宽窄、位置最合适。

8、组合贯通连接凸头的高度为50～250mm，以200mm为最佳。当贯通连接凸头取高度为200mm时，炭块下部的额贯通连接凹槽的深度与之匹配同样为200mm。

9、当在电解槽上新、旧炭块对接时，被组合贯通连接凸头一分为二的旧炭块上表面与新炭块被贯通连接凹槽一分为二的下表面；旧炭块贯通连接凸头的上表面与新炭块贯同凹槽的下表面，因凸头高度与凹槽深度的匹配，新旧炭块对接时同时接触。

10、组合贯通连接凸头在炭块本体上突出200mm，当炭块高度剩余约为240～300mm时（取新块原高度450mm）最为合适对接新炭块。移除旧炭块本体上的发泡保温盖板和浇铸-机械复合式钢爪，此时旧炭块两表面温度在750℃左右，此时直接对接新炭块，两炭块对接面温差达700℃以上。为了粘接牢固，防止过高的温差造成新、旧炭块之间发生剪切而破坏粘接效果，先用冷风（特别是加湿冷风）给旧炭块上表面降温。风冷——特别是加湿风冷是一个从冷却介质到冷却方法的一种最经济、可靠、简单、安全、环保的冷却新方法。

11、因为200mm的高度大幅减少了连接凸头上表面的热量传导，其上表面温度约为350～400℃。用液态冷却剂、可挥发冷却块、冷风、加湿冷风等方法均可给旧炭块降温，冷却方法可以并用也可以单一使用。以单一的加湿冷风为最佳。用特制的冷风罩罩住旧炭块、用加湿冷风给旧炭块所有上表面降温，达到设定的冷却温度时移除冷风罩，降温后的旧炭块长度、宽度收缩。把常温状态的炭碗-连接凸头填充块插入炭碗和连接凸头之间的空间，再对接上体量巨大的常温态的新炭块本体，特别是连接凸头经过加湿冷风冷却，再被常温的炭碗填充快和新炭块本体包围进一步降温。由于炭块的导热系数仅为1.7w/m.k，与密实的砖的导热系数1.3w/m.k相差无几，与铜377w/m.k、铝250w/m.k相去甚远，炭块热能传导速度比较慢，其上表面温度用加湿冷风控制在200℃以下是比较容易的。旧炭块上表面经冷却与常温态的新炭块下表面相接时，旧炭块上表面温度被控制在200℃以下，对接完成后，因为旧炭块本体上表面距离温度为900多度的液态电解质较近，两块炭块本体上下平面间的新粘接剂优先被烧结，粘接剂内含的沥青、焦油炭化，富含石墨粉、铝粉的粘接剂粘接层电阻率降至炭块本体电阻率以下，实现新、旧炭块的连接、导电，恢复电解槽的正常工作。在旧炭块传导的热量作用下，逐步升高的温度最终将贯同连接凸头上表面与新炭块贯通连接凹槽下表面间的新粘接剂层烧结且导电良好。这种缓慢烧结的粘接剂层粘接的更牢固，犹如给新、旧炭块连接上了一个可靠的保险。

12、本发明采用的粘接剂为特配的高导电性阳极炭块粘接专用炮泥，炮泥富含焦油、沥青、石墨、铝粉。炮泥在360℃以下无任何强度可言，500℃以上才开始烧结固化，逐步升高的温度使新、旧炭块形成统一的温度梯度，同步缓慢升温、同步膨胀变长、变宽。消除了新、旧炭块对接面原本的700℃以上的温差，消除了常温新炭块单边升温膨胀变长、变宽带来的剪切危害，使粘接连接牢固可靠。也只有预冷加常温冷块包围的复合冷却方法才能达到预防剪切的最佳效果。

13、在炭块本体上、下表面涂抹粘接剂层、平行钢板挤压、找平、打毛粘接剂层后，将独立加工的连接凸头涂抹粘接剂，按压在炭块上表面长方向中轴线上炭碗与炭碗之间的区间以及炭碗与炭块之间的区间内。连接凸头宽度以炭块本体宽度的1/3为佳，连接凸头随炭块本体在电解槽上工作时，缓慢升温，连接凸头与炭块本体之间的粘接剂最终被烧结，两者被牢固的粘接为一体。

14、在新、旧炭块对接前，先把常温态的涂抹了粘接剂的炭碗-连接凸头填充块插入炭碗中，填充块上表面与连接凸头上表面平齐，炭块长方向中轴线上多个连接凸头和炭碗-连接凸头填充块上部的连接凸头共同组成贯通连接凸头，因为有常温的炭碗-连接凸头填充块插入高温状态的炭碗中，不仅提高了炭块的填充率，还起到了给高温旧炭块降温的作用。

15、用工具打毛炭块本体上表面的旧粘接剂层，可增加新、旧粘接剂粘接的牢固性和可靠性。通过旧炭块本体传导的热量，使新、旧炭块逐步升温，最终电解槽的高温将炭块间的粘接剂层烧结，新、旧炭块牢固可靠的站接到了一起。因电解槽高温逐步升温将新炭块上表面预先涂抹的粘接剂层烧结固化。炭碗-连接凸头填充块的底部和四周通过粘接剂与旧炭块本体粘接，其上表面与旧炭块顶部的连接凸头上表面一起和新炭块连接凹槽顶面粘接在一起。对接上的新炭块在旧炭块消耗完以后接着消耗，逐渐自身变成旧炭块，炭块一块接一块的连续消耗，单块炭块寿命约为30天左右。阳极炭块在被消耗、对接新炭块、再消耗、再对接新炭块的不断循环中，实现了预焙阳极炭块的粘接连续使用，消除了阳极残极，即可节能降耗，又消除了阳极残极本身和它带出来的氟化盐对环境的污染。阳极含氟炭渣（炭渣危险废弃物代码：321—023—18）已列入国家危险废弃物名录。

16、当新、旧炭块对接时，常温状态下的新炭块下部涂抹的粘接剂中有大量的焦油、沥青的存在，粘接剂层此时是绝缘的，在新、旧炭块对接时起到可靠的绝缘作用，确保了对接炭块工作的绝对安全。

综上所述，本发明与浇铸--机械复合式钢爪配合，能实现预焙阳极的连续使用，连接阳极炭块时间短，使用方便，降低电解能耗，消除阳极残极，降低劳动强度，新旧炭块粘结牢固的有益效果。采用旧炭块连接凸头冷却后再与新炭块连接，确保新、旧炭块的粘接连接的可靠性、牢固性，连接凸头的高度差，能有效延长阳极炭块整体的热传导时间，使新旧炭块建立统一的温度梯度，共同缓慢升温，防止粘接层的剪切，连接凸头、炭碗和填充块的结构和使用方式，有效的配合了浇铸--机械复合式钢爪的使用，能够实现在现有的电解槽上直接连接阳极炭块。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明新、旧炭块连接在一起结构示意图；

图5是本发明新、旧炭块连接侧视图；

图6是本发明浇铸-机械复合式钢爪的结构示意图；

图7是本发明浇铸-机械复合式钢爪的局部放大图；

图8是本发明浇铸-机械复合式钢爪与新炭块连接示意图；

图9是本发明浇铸-机械复合式钢爪上新炭块粘接旧炭块的结构示意图。

附图中的标记为：1-炭块本体，2-炭碗，3-连接凸头，4-钢爪爪片通道竖槽，5-钢爪连接环槽，6-贯通连接凹槽，7-炭碗-连接凸头填充块，8-组合式贯通连接凸头，9-导气槽，10-浇铸-机械复合式钢爪，11-导杆,12-调整螺母，13-浇铸式钢爪横梁，14-栓柱孔，15-栓柱，16-浇铸式钢爪脚，17-支撑限位块，18-浇铸-机械复合式钢爪爪片，19-旋转卡头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种连续预焙阳极炭块，构成如图1-9所示，包括有炭块本体1，炭块本体1上部长轴中线上设有一组炭碗2，炭碗2底部设有钢爪连接环槽5，炭碗2上方炭块本体1顶部长轴中线上设有连接凸头3，连接凸头3下方炭块本体1底部设有贯通连接凹槽6。

所述炭碗2壁上设有机械钢爪通道竖槽4。

所述炭块本体1厚度为400～500mm。

所述旧炭块的炭碗2内插入有炭碗-连接凸头填充块7,炭碗-连接凸头填充块7和旧炭块顶部的连接凸头3共同构成的组合式贯通连接凸头8，所述旧炭块为电解使用过的炭块本体1。

所述旧炭块上的组合式贯通连接凸头8比新炭块的贯通连接凹槽6窄,新炭块的贯通连接凹槽6的两侧内壁和旧炭块上的组合式贯通连接凸头8的两侧外壁共同构成导气槽9，所述新炭块为未电解使用过的炭块本体1。

所述旧炭块的组合式贯通连接凸头8比新炭块的贯通连接凹槽6窄10～40mm。

所述组合贯通连接凸头8的高度为50～250mm。

所述炭碗-连接凸头填充块7下部的长度比炭碗2深度短1～2mm，直径小1～2mm。

所述炭碗2活动连接有浇铸-机械复合式钢爪10。

前述的连续预焙阳极炭块中，所述浇铸-机械复合式钢爪10包括有导杆11，导杆11连接有浇铸式钢爪横梁13，浇铸式钢爪横梁13下端设有一组浇铸式钢爪脚16，浇铸式钢爪脚16及浇铸式钢爪横梁13内均活动设有栓柱15，位于浇铸式钢爪横梁13上端面的栓柱15经螺纹连接有调整螺母12，浇铸式钢爪脚16下端的栓柱15底部上连接有浇铸-机械复合式钢爪爪片18，浇铸-机械复合式钢爪爪片18两侧浇铸式钢爪脚16的下端面上设有两块支撑限位块17。

所述浇铸式钢爪脚16及浇铸式钢爪横梁13内均经栓柱孔14活动设有栓柱15。

所述栓柱15的上头端设有旋转卡头19。

所述两块支撑限位块17分别错位设置于浇铸-机械复合式钢爪爪片18的两侧，浇铸-机械复合式钢爪爪片18在两块支撑限位块17之间转动的角度范围为0-90°。

本发明使用时，操作步骤如下所示：

1、先对阳极炭块本体1进行机械加工，特别是炭块本体1的上、下平面，经机加工后的炭块本体1初步消除了翘曲及表面凹凸点，使炭块本体1上、下平面基本平行，也提高了炭块本体1表面的平整度。把机加工后的炭块本体1上、下表面同时涂抹一层粘接剂，再把炭块本体1置于上、下两块平行、平整的挤压板之间挤压，挤压板可以是两平板，也可以是凹凸平面对应的平行折板，挤压板材料以钢材为佳。用辅助调整机构调整上、下挤压板的平行度，尽量减小平行度误差，钢板上、下挤压涂抹了粘接剂的炭块本体1，挤压时给挤压板加温。炭块本体1表面机加工、涂抹粘接剂、加温了的挤压板挤压等多种技术手段配合使用，保证了炭块本体1上、下平面之间的翘曲、凹坑、凸起的消失，多余的粘接剂在挤压板的挤压下，会自动从四周的缝隙中挤出，在保证了炭块本体1平行、平整的前提下，使粘接剂用量降至最低，在完成挤压后，用钢丝刷或其他工具，打毛炭块本体1上、下表面的粘接剂层；

2、本发明通过将浇铸-机械复合式钢爪10 上的浇铸式钢爪脚16放入炭块本体1上炭碗2内，同时浇铸式钢爪脚16下端的浇铸-机械复合式钢爪爪片18的两端经炭碗2两侧的钢爪爪片通道竖槽4进入到炭碗2底部的钢爪连接环槽5内后，且支撑限位块17位于炭碗2的底板上后，用工具卡住旋转卡头19，扭转栓柱孔14内的栓柱15，栓柱15带动浇铸-机械复合式钢爪爪片18转动，使浇铸-机械复合式钢爪爪片18转动90°，转入炭碗2底部的钢爪连接环槽5中，在两块支撑限位块17分别错位设置于浇铸-机械复合式钢爪爪片18的两侧，浇铸-机械复合式钢爪爪片18在两块支撑限位块17之间转动的角度范围为0-90°的作用下，两块支撑限位块17分别将浇铸-机械复合式钢爪爪片18定位，将炭块本体1钩挂浇铸式钢爪脚16下端的在浇铸-机械复合式钢爪爪片18上，再通过旋转调整螺母12，调节栓柱15在浇铸式钢爪脚16及浇铸式钢爪横梁13栓柱孔14内的位置，从而调节浇铸式钢爪脚16下端的栓柱15底部上浇铸-机械复合式钢爪爪片18的高低，浇铸-机械复合式钢爪爪片18经炭碗2带动炭块本体1，依托钢爪整体联动匹配，逐一联合适配调整，调节炭块本体1位置，保证炭块的高水平度和导杆11的高垂直度要求；当炭块位置调整完成后，本发明用铝水浇铸连接钢爪与炭块本体1上炭碗2之间，常温下钢爪与炭块钢性连接，导杆11与电解槽横母线连接后，形成连续预焙阳极炭块，通过本发明的钢爪将炭块本体1放入电解槽内工作；

3、连续预焙阳极炭块在电解槽上工作时逐步被烧损消耗，炭块本体1的厚度剩余240～300mm时，为对接新炭块的最适宜时机，由于炭块本体1在电解槽上工作时，此时完全由浇铸-机械复合式钢爪10承担钢爪与炭块的连接任务，且炭碗2内铸铝熔化，并炭碗2内铝水起到浇铸式钢爪脚16与炭碗2及炭块本体1导电的作用，同时浇铸-机械复合式钢爪爪片18能在熔化的铝水中自由解锁转动，在需要连接新炭块本体1时，炭碗2内铸铝还处于熔化状态，用工具卡住旋转卡头19，扭转栓柱15，使浇铸-机械复合式钢爪爪片18转动90°，浇铸-机械复合式钢爪爪片18由炭碗2底部的钢爪连接环槽5中转出，提起导杆11，浇铸-机械复合式钢爪10整体移除。将浇铸-机械复合式钢爪10运送至阳极组装车间，安装到新炭块本体1上，完成钢爪炭块铝水浇铸连接后，为备用；由于旧炭块四周板结的保温料支撑，旧炭块本体1永远留在电解槽上原地不动，在移除了阳极钢爪后不但不会下落，还可以承受巨大的力量也不会下落；

4、在新旧炭块对接前，具体为浇铸-机械复合式钢爪10连接新炭块本体1与电解槽上的旧炭块本体1对接前；用特制的冷风罩罩住旧炭块、用加湿冷风给旧炭块所有上表面降温，移除冷风罩后，把常温态的涂抹了粘接剂的炭碗-连接凸头填充块7插入旧炭块本体1上的炭碗2中，此时炭碗-连接凸头填充块7上表面与旧炭块本体1上的连接凸头3上表面平齐，旧炭块本体1长方向中轴线上多个连接凸头3和炭碗-连接凸头填充块7上部分共同组成贯通连接凸头8；

5、在旧炭块本体1上表面涂抹粘接剂，并进行找平、打毛，然后在新炭块本体1下表面上涂抹粘接剂，和旧阳极炭块上下叠加，挤压粘结在一起，且旧炭块本体1上的组合式贯通连接凸头8的上表面与其上部对接的新炭块本体1的下部的贯通连接凹槽6的顶面对接粘连在一起，从而组成阳极炭块进行使用。

Claims (8)

1.一种连续预焙阳极炭块，其特征在于：包括有炭块本体（1），炭块本体（1）上部长轴中线上设有一组炭碗（2），炭碗（2）底部设有钢爪连接环槽（5），炭碗（2）两侧炭块本体（1）顶部长轴中线上设有一组与炭碗相间隔的连接凸头（3），连接凸头（3）下方炭块本体（1）底部设有贯通连接凹槽（6）。

2.根据权利要求1所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述炭碗（2）壁上设有机械钢爪通道竖槽（4）。

3.根据权利要求1所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述炭块本体（1）厚度为400～500mm。

4.根据权利要求1所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述炭碗（2）内活动设有炭碗-连接凸头填充块（7）,炭碗-连接凸头填充块（7）和旧炭块顶部的连接凸头（3）共同构成的组合式贯通连接凸头（8），所述旧炭块为电解使用过的炭块本体（1）。

5.根据权利要求4所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述旧炭块上的组合式贯通连接凸头（8）比新炭块的贯通连接凹槽（6）窄,新炭块的贯通连接凹槽（6）的两侧内壁和旧炭块上的组合式贯通连接凸头（8）的两侧外壁共同构成导气槽（9），所述新炭块为未电解使用过的炭块本体（1）。

6.根据权利要求5所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述旧炭块的组合式贯通连接凸头（8）比新炭块的贯通连接凹槽（6）窄10～40mm。

7.根据权利要求4所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述组合贯通连接凸头（8）的高度为50～250mm。

8.根据权利要求4所述的连续预焙阳极炭块，其特征在于：所述炭碗-连接凸头填充块（7）下部的长度比炭碗（2）深度短1～2mm，直径小1～2mm。