CN203625492U - 一种有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，包括炭块主体、炭环、钢爪，所述的炭块主体上表面设置炭碗，炭碗为圆柱形沉孔结构；所述的钢爪与炭碗插接配合，钢爪上套接炭环，炭环贴合于炭块主体的上表面。本实用新型通过优化预焙阳极炭块主体外形几何要素，以此改变阳极导电面积，改变阳极在槽内的导电位置，达到提高铝电解行业420KA系列预焙槽生产安全性的目的。阳极发热源距侧部炉帮增加，易于侧部炉帮的形成；阳极高度降低后操作难度和劳动强度大大降低，操作方便，同时易于极上保温料厚度的增加，保温效果明显改善，向外辐射的热量大幅降低，作业环境温度得到了降低。

Description

一种有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组

技术领域

本实用新型属于铝电解技术领域，具体涉及一种有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组。

背景技术

历经120多年的铝冶炼技术革新，电解槽的容量和生产技术都发生了质的变化，电流效率的大幅提高，电能消耗大幅下降以及槽控制技术的不断开发和完善，国内铝电解技术总体水平和国际生产技术水平基本相当，尤其近几年，400KA级、500KA级特大型预焙槽相继投入生产，工艺控制技术和计算机控制技术日趋成熟。现有技术中，某公司420kA级预焙槽设计产能为30万吨，槽寿命为1500～1800天。经过了一年多的运行，部份电解槽表现出设计的缺陷，热场和流场与设计时差距较大，表现为A、B两个操作面的炉帮难以形成，中部炉底温度相对较低，中缝沉淀较多，边部炉帮最薄的只有20mm，最厚的也不到80mm，经过200多天的运行，发现人工伸腿脚与阴极剥离，形成深约20～30mm，高度约10mm的缝隙，在投产初期出了渗铝和渗电解质现象，漏炉的可能性极大，部分电解槽出现了早期破损被迫停槽，整个420KA系列生产存在极大的安全隐患。经过不断的总结分析和开专题会讨论，得出阳极边部长度方向和高度不适应现有的生产，阳极自身压降较高（390mv），行业内的阳极自身压降在（360～370mv），阳极压降高，自身发热量大，不利于节能和侧部炉帮的形成，阳极前期氧化严重，收边操作难度大。为此，研制开发一种结构简单、工作稳定可靠的有效减少漏炉易于侧部炉帮形成的预焙阳极炭块组是解决这一问题的有效途径。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组。

本实用新型的目的是这样实现的，包括炭块主体、炭环、钢爪，所述的炭块主体上表面设置炭碗，炭碗为圆柱形沉孔结构；所述的钢爪与炭碗插接配合，钢爪上套接炭环，炭环贴合于炭块主体的上表面。

本实用新型通过优化预焙阳极炭块主体的几何外形，炭块主体1的长度缩短，靠电解槽大面操作面的炭块主体中心距减小，从而改变了阳极导电面积和阳极在槽内的导电位置，实现提高420KA系列预焙槽生产安全性的目的。通过降低炭块主体1高度，一是降低碳块压降使之节能，二是利于日常换极的收边操作，新阳极自换入电解槽后就处于密封状态，降低了空气的氧化、减少阳极碳耗，三是利于电解槽上部保温，降低作业环境温度。

附图说明

图1为本实用新型之整体结构剖示示意图； 

图2为本实用新型之左视示意图；

图中：1-炭块主体，2-炭环，3-钢爪，4-炭碗。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变换，均落入本实用新型保护范围。

如图1~2所示，本实用新型包括炭块主体1、炭环2、钢爪3，所述的炭块主体1上表面设置炭碗4，炭碗4为圆柱形沉孔结构；所述的钢爪3与炭碗4插接配合，钢爪3上套接炭环2，炭环2贴合于炭块主体1的上表面。

所述的炭块主体1与钢爪3的长边偏心对应，偏心量e为20~40mm；所述的偏心量e优选为30mm。

所述的炭块主体1为矩形体结构，其长宽比为2.5~2.54，高宽比为0.85~0.9，高度小于电解槽的深度；所述的炭块主体1的长宽比优选为2.53，高宽比优选为0.86。

所述的炭块主体1之上平面之四边倒棱。

所述的炭块主体1之通过电流密度为0.70~0.90A/cm²。

所述炭环2由一对固定成形的半圆环体的炭素结构组成，炭环2内孔与钢爪3之外缘相适应。

所述的钢爪3为平行排列的四爪、六爪或八爪结构。

所述的钢爪3与炭碗4之间浇注磷生铁。

本实用新型的工作原理：

本实用新型通过优化预焙阳极炭块主体1的几何外形，炭块主体1的长度缩短，靠电解槽大面操作面的阳极炭块主体1中心距减小，从而改变了阳极导电面积和阳极在槽内的导电位置，实现提高420KA系列预焙槽生产安全性的目的。阳极发热源距侧部炉帮增加，易于侧部炉帮形成；阳极高度降低后操作难度和劳动强度大大降低，操作方便，同时易于极上保温料厚度的增加，保温效果明显改善，向外辐射的热量大幅降低，作业环境温度得到了降低。

本实用新型的工作过程：

将炭块主体1的长度由原来1700mm减小至1670mm，靠近电解槽大面操作面的炭块主体1中心距减小了30mm；中缝阳极不改变，炭块主体1高度由原来的635mm降低到570mm，降低65mm；这样改变后，与原结构相比，钢爪3与阳极形成30mm的偏心。应用后发现，原来侧部人工伸腿脚深度约20~30mm的缝隙得到了有效的封堵，生产安全风险大幅降低；阳极压降降低了20mv，在各参数不变的情况下，电流效率按现有的95%计算，可降低吨铝直流电耗63.72kWh；作业环境温度降低了4.6℃，炉帮厚度从改进前的70～80mm增加到改进后的100～120mm，获得了规整、稳固的槽膛内型，实现铝电解生产的安全、平稳、高效、节能、环保运行。

Claims (10)

1.一种有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，包括炭块主体（1）、炭环（2）、钢爪（3），其特征是：所述的炭块主体（1）上表面设置炭碗（4），炭碗（4）为圆柱形沉孔结构；所述的钢爪（3）与炭碗（4）插接配合，钢爪（3）上套接炭环（2），炭环（2）贴合于炭块主体（1）的上表面。

2.根据权利要求1所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的炭块主体（1）与钢爪（3）的长边偏心对应，偏心量e为20~40mm。

3.根据权利要求2所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的偏心量e为30mm。

4.根据权利要求1或2所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的炭块主体（1）为矩形体结构，其长宽比为2.5~2.54，高宽比为0.85~0.9，高度小于电解槽的深度。

5.根据权利要求4所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的炭块主体（1）的长宽比为2.53，高宽比为0.86。

6.根据权利要求1或2所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的炭块主体（1）的上平面之四边倒棱。

7.根据权利要求1或2所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的炭块主体（1）的通过电流密度为0.70~0.90A/cm²。

8.根据权利要求1所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述炭环（2）由一对固定成形的半圆环体的炭素结构组成，炭环（2）内孔与钢爪（3）之外缘相适应。

9.根据权利要求1或2所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的钢爪（3）为平行排列的四爪、六爪或八爪结构。

10.根据权利要求1或2所述的有效减少漏炉、易形成侧部炉帮的预焙阳极炭块组，其特征是：所述的钢爪（3）与炭碗（4）之间浇注磷生铁。

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