CN114030063B

CN114030063B - 一种预焙阳极炭块抗氧化结构

Info

Publication number: CN114030063B
Application number: CN202111291659.3A
Authority: CN
Inventors: 许亨权; 李刚; 杨尚明; 崔根群
Original assignee: ABA Aluminium Factory
Current assignee: ABA Aluminium Factory
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2041-11-03
Also published as: CN114030063A

Abstract

本发明提供了一种预焙阳极炭块抗氧化结构，包括炭块本体，其顶部设置有炭碗；保温箱体，其内侧面开设有多个上下分布的凹槽；其中，保温箱体包围着炭块本体的上表面及四周，保温箱体内部匹配容纳有机械复合式钢爪，机械复合式钢爪与炭碗配套设置，机械复合式钢爪上的导杆从保温箱体的顶部伸出；多个凹槽由下至上依次连通，保温箱体的顶部开设有贯穿的通孔，位于最高处的凹槽与通孔连通，位于最低处的凹槽设置有朝向下的缺口，凹槽的开口朝向炭块本体且在开口处与炭块本体相接触。保温箱体包围着炭块本体的上表面及四周，对炭块本体进行保温并隔绝空气，降低产生裂纹的可能性，从而实现抗氧化，为阳极碳块的抗氧化方案提供更多的选择。

Description

一种预焙阳极炭块抗氧化结构

技术领域

本发明涉及铝电解槽预焙阳极炭块技术领域，具体涉及一种预焙阳极炭块抗氧化结构。

背景技术

阳极炭块是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂生产的炭块，用作预焙铝电解槽的阳极材料。这种炭块已经过焙烧，具有稳定的几何形状，所以也称预焙阳极炭块，习惯上又称为铝电解用炭阳极。

在阳极炭块成型后，通常会在阳极碳块外表面喷涂抗氧化涂层，或者是进行溶液浸渍优化处理，从而提高抗氧化性。目前的抗氧化方案基本都是在这两种基础方案上进行优化、延伸扩展的方案，除此之外，并没有更多可选的抗氧化方案。因此，有必要提供一种预焙阳极炭块抗氧化结构。

发明内容

本发明提供了一种预焙阳极炭块抗氧化结构，以满足上述需求。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种预焙阳极炭块抗氧化结构，包括:炭块本体，其顶部设置有炭碗；保温箱体，其内侧面开设有多个上下分布的凹槽；其中，所述保温箱体包围着所述炭块本体的上表面及四周，所述保温箱体内部匹配容纳有机械复合式钢爪，所述机械复合式钢爪与所述炭碗配套设置，所述机械复合式钢爪上的导杆从所述保温箱体的顶部伸出；多个所述凹槽由下至上依次连通，所述保温箱体的顶部开设有贯穿的通孔，位于最高处的所述凹槽与所述通孔连通，位于最低处的所述凹槽设置有朝向下的缺口，所述凹槽的开口朝向所述炭块本体且在开口处与所述炭块本体相接触。

本发明公开的一个实施例中，所述保温箱体的四周的内侧面分别开设有多个所述凹槽。

本发明公开的一个实施例中，四周的内侧面的位于同一高度的所述凹槽依次首尾连通构成环状通道结构，不同高度的所述环状通道由下至上依次连通。

本发明公开的一个实施例中，四周的内侧面的所述凹槽由下至上依次首尾连通构成环绕所述炭块本体的螺旋通道结构。

本发明公开的一个实施例中，所述保温箱体的顶部的内侧面开设有多个所述凹槽，顶部的内侧面的相邻所述凹槽间相互连通且位于中间的一个或多个所述凹槽与所述通孔连通，顶部的内侧面的多个所述凹槽中的任意一个所述凹槽与四周的内侧面的位于最高处的所述凹槽连通。

本发明公开的一个实施例中，顶部的内侧面的多个所述凹槽绕开所述机械复合式钢爪设置，以使所述机械复合式钢爪被所述保温箱体包覆。

本发明公开的一个实施例中，顶部的内侧面的多个所述凹槽依次首尾连通，且首尾两端中的一端与所述通孔连通，另一端与四周的内侧面的位于最高处的所述凹槽连通。

本发明公开的一个实施例中，所述通孔外接有管道，所述管道连接有风机。

本发明公开的一个实施例中，所述导杆外侧设置有定滑轮组，所述定滑轮组连接有牵引绳，所述牵引绳一端与所述保温箱体的顶部连接，另一端穿过所述保温箱体的顶部与所述机械复合式钢爪连接。

本发明公开的一个实施例中，所述定滑轮组有2组，2组所述定滑轮组以所述导杆为中心对称设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过保温箱体包围着炭块本体的上表面及四周，对炭块本体进行保温并隔绝空气，从而实现抗氧化，为阳极碳块的抗氧化方案提供更多的选择。

2、本发明通过多个相连通的凹槽形成热气引流通道，热气沿该热气引流通道自然上升，最终从通孔排出，从而削弱炭块本体受到的热冲击力，使得热气对炭块本体的传热速度减慢，且炭块本体受热较为均匀，炭块本体整体或局部的温差不会过大，从而降低产生裂纹的可能性，实现抗氧化。

3、本发明中，热气沿该热气引流通道自然上升，热气可以带走在炭块本体底部因氧化反应产生的二氧化碳和一氧化碳等气体，有利于铝电解的同时，二氧化碳和一氧化碳在上升的过程，一定程度上可以抑制炭块本体的上表面及四周可能发生的氧化，实现抗氧化；同时在炭块本体刚使用时，热气也可以带走存在于炭块本体内部的氧气，实现抗氧化。

4、本发明在一定程度上也能降低阳极效应发生的可能性，和降低阳极效应的严重程度，热气沿该热气引流通道自然上升，热气可以带走氟化氢等气体，可以抑制炭的氟化物的生成；或带走炭的氟化物分解时产生的细微的炭粒，从而降低阳极效应发生的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例中所涉及的预焙阳极炭块抗氧化结构的结构示意图。

图2为本发明一些实施例中所涉及的螺旋通道的结构示意图。

图3为本发明一些实施例中所涉及的螺旋通道的另一结构示意图。

图4为本发明一些实施例中所涉及的风机与管道的结构示意图。

图5为本发明一些实施例中所涉及的定滑轮与牵引绳的结构示意图。

附图标记：

1、炭块本体；11、炭碗；

2、保温箱体；21、凹槽；22、通孔；23、缺口；

31、机械复合式钢爪；32、导杆；

41、管道；42、风机；

51、定滑轮；52、牵引绳。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本实施例提供了一种预焙阳极炭块抗氧化结构，包括:炭块本体1，其顶部设置有炭碗11；保温箱体2，其内侧面开设有多个上下分布的凹槽21；其中，保温箱体2包围着炭块本体1的上表面及四周，保温箱体2内部匹配容纳有机械复合式钢爪31，机械复合式钢爪31与炭碗11配套设置，机械复合式钢爪31上的导杆32从保温箱体2的顶部伸出；多个凹槽21由下至上依次连通，保温箱体2的顶部开设有贯穿的通孔22，位于最高处的凹槽21与通孔22连通，位于最低处的凹槽21设置有朝向下的缺口23，凹槽21的开口朝向炭块本体1且在开口处与炭块本体1相接触。

应当理解的是，保温箱体2包围着炭块本体1的上表面及四周，对炭块本体1进行保温并隔绝空气，从而实现抗氧化，为阳极碳块的抗氧化方案提供更多的选择。

多个相连通的凹槽21形成热气引流通道，热气沿该热气引流通道自然上升，最终从通孔22排出，从而削弱炭块本体1受到的热冲击力，使得热气对炭块本体1的传热速度减慢，且炭块本体1受热较为均匀，炭块本体1整体或局部的温差不会过大，从而降低产生裂纹的可能性，实现抗氧化。另一方面降低炭碗11产生裂纹的可能性，可以保证机械复合式钢爪31与炭碗11在配套使用时的连接结构的稳定性，避免炭块本体1失衡影响铝电解的正常进行，甚至有落入电解质的危险。

热气沿该热气引流通道自然上升，热气可以带走在炭块本体1底部因氧化反应产生的二氧化碳和一氧化碳等气体，有利于铝电解的同时，二氧化碳和一氧化碳在上升的过程，一定程度上可以抑制炭块本体1的上表面及四周可能发生的氧化，实现抗氧化；同时在炭块本体1刚使用时，热气也可以带走存在于炭块本体1内部的氧气，实现抗氧化。

热气也可以带走氟化氢等气体，可以抑制炭的氟化物的生成；或带走炭的氟化物分解时产生的细微的炭粒；在一定程度上也能降低阳极效应发生的可能性，和降低阳极效应的严重程度。

清楚的是，机械复合式钢爪31与炭碗11在配套使用时，需要进行浇铸；可以在保温箱体2的顶部开设浇铸孔，铝水可以通过浇铸孔进行灌注，浇铸孔在不使用时，可以用堵塞头封闭即可；或者使用可以中空灌注铝水的机械复合式钢爪与炭碗11配套；本发明并不涉及机械复合式钢爪31与炭碗11的改进，在此作简单说明只为实际应用提供参考，可以使用现有的常规方案或以常规方案为基础作适应性修改均可，只需不与本发明的技术方案相违背即可。

在一些实施例中，保温箱体2的四周的内侧面分别开设有多个凹槽21。本实施例对上述实施例进行了优化，四周的内侧面的多个凹槽21可以迅速将在炭块本体1底部的热气带走，使得炭块本体1受到的无序的热冲击力变得有序、缓慢且均匀，从而降低产生裂纹的可能性，实现抗氧化。

在一些实施例中，四周的内侧面的位于同一高度的凹槽21依次首尾连通构成环状通道结构，不同高度的环状通道由下至上依次连通。本实施例对上述实施例进行了优化，多个凹槽21构成相连通的层状的环状通道，可以使热气有足够的时间对炭块本体1进行热交换，避免热量损失，而且使得炭块本体1受热更加均匀。

在一些实施例中，四周的内侧面的凹槽21由下至上依次首尾连通构成环绕炭块本体1的螺旋通道结构。本实施例中，如图2和图3所示，螺旋通道可以为单螺旋或双螺旋，或螺旋并完全缠绕在炭块本体1四周表面上；螺旋通道可以有多个，且相互之间可以连通，也可以不连通；由下至上的螺旋通道有利于热气的上升。

在一些实施例中，保温箱体2的顶部的内侧面开设有多个凹槽21，顶部的内侧面的相邻凹槽21间相互连通且位于中间的一个或多个凹槽21与通孔22连通，顶部的内侧面的多个凹槽21中的任意一个凹槽21与四周的内侧面的位于最高处的凹槽21连通。本实施例中，顶部的内侧面的多个凹槽21，可以对炭块本体1的上表面进行进一步的抗氧化；也可以使热气有足够的时间对炭块本体1进行热交换，避免热量损失，而且使得炭块本体1受热更加均匀。

在一些实施例中，顶部的内侧面的多个凹槽21绕开机械复合式钢爪31设置，以使机械复合式钢爪31被保温箱体2包覆。本实施例可以进一步保证保温箱体2对炭块本体1进行空气隔绝的性能。

在一些实施例中，顶部的内侧面的多个凹槽21依次首尾连通，且首尾两端中的一端与通孔22连通，另一端与四周的内侧面的位于最高处的凹槽21连通。本实施例可以使热气有足够的时间对炭块本体1进行热交换，避免热量损失，而且使得炭块本体1受热更加均匀。

在一些实施例中，如图4所示，通孔22外接有管道41，管道41连接有风机42。本实施例中，通过风机42的设置，可以加快热气的上升速度；在实际应用中，风机42可以根据实际情况选择使用，如需要加快热气上升时，即可选择使用。

在一些实施例中，如图5所示，导杆32外侧设置有定滑轮组，定滑轮组连接有牵引绳52，牵引绳52一端与保温箱体2的顶部连接，另一端穿过保温箱体2的顶部与机械复合式钢爪31连接。本实施例中，定滑轮组有一个或一个以上的定滑轮51，多个定滑轮51的高度可以一致，也可以不一致，根据实际情况设置即可；通过定滑轮51和牵引绳52，在炭块本体1下降的同时，保温箱体2被拉升，使得保温箱体2可以重复使用。

在一些实施例中，定滑轮组有2组，2组定滑轮组以导杆32为中心对称设置。本实施例保证了保温箱体2升降的平衡稳定性，即保证了凹槽21与炭块本体1的四周的表面的紧密配合。

基于上述多个实施例，凹槽21可以为圆弧形槽、U型槽、矩形槽、V型槽，根据实际情况选用即可。

基于上述多个实施例，在使用定滑轮51时，保温箱体2可以选用耐高温的保温材料制作，如至少耐1000度高温的保温材料，如水泥发泡保温板、耐高温树脂材料等；在不使用定滑轮51时，保温箱体2与炭块本体1共同升降，保温箱体2可以选用可以参与铝电解或有利于铝电解的材料制作，如碳材料、氧化铝等；当然，保温箱体2也可以选用完全不参与也不影响铝电解的耐高温保温材料制作；本发明不涉及材料的选型或改进，在此作简单说明只为实际应用提供参考，可以使用现有的常规方案或以常规方案为基础作适应性修改均可，只需不与本发明的技术方案相违背即可。同理，保温箱体2、炭块本体1和机械复合式钢爪31三者的组合安装，可以不分先后顺序，因为可以设置浇铸孔，或使用可以中空灌注铝水的机械复合式钢爪；也可以根据实际情况进行三者的组合安装；保温箱体2也可以由两部分组合而成，在机械复合式钢爪31与炭碗11浇铸后，再进行相应的组合安装；在此也只为实际应用提供参考。

综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。

以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，包括:

炭块本体，其顶部设置有炭碗；

保温箱体，其内侧面开设有多个上下分布的凹槽；

其中，所述保温箱体包围着所述炭块本体的上表面及四周，所述保温箱体内部匹配容纳有机械复合式钢爪，所述机械复合式钢爪与所述炭碗配套设置，所述机械复合式钢爪上的导杆从所述保温箱体的顶部伸出；多个所述凹槽由下至上依次连通，所述保温箱体的顶部开设有贯穿的通孔，位于最高处的所述凹槽与所述通孔连通，位于最低处的所述凹槽设置有朝向下的缺口，所述凹槽的开口朝向所述炭块本体且在开口处与所述炭块本体相接触；

其中，所述保温箱体的四周的内侧面分别开设有多个所述凹槽，四周的内侧面的所述凹槽由下至上依次首尾连通构成环绕所述炭块本体的螺旋通道结构。

2.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，所述保温箱体的顶部的内侧面开设有多个所述凹槽，顶部的内侧面的相邻所述凹槽间相互连通且位于中间的一个或多个所述凹槽与所述通孔连通，顶部的内侧面的多个所述凹槽中的任意一个所述凹槽与四周的内侧面的位于最高处的所述凹槽连通。

3.根据权利要求2所述的预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，顶部的内侧面的多个所述凹槽绕开所述机械复合式钢爪设置，以使所述机械复合式钢爪被所述保温箱体包覆。

4.根据权利要求2所述的预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，顶部的内侧面的多个所述凹槽依次首尾连通，且首尾两端中的一端与所述通孔连通，另一端与四周的内侧面的位于最高处的所述凹槽连通。

5.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，所述通孔外接有管道，所述管道连接有风机。

6.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，所述导杆外侧设置有定滑轮组，所述定滑轮组连接有牵引绳，所述牵引绳一端与所述保温箱体的顶部连接，另一端穿过所述保温箱体的顶部与所述机械复合式钢爪连接。

7.根据权利要求6所述的预焙阳极炭块抗氧化结构，其特征在于，所述定滑轮组有2组，2组所述定滑轮组以所述导杆为中心对称设置。