專利名稱：一種新型陽極保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于有色金屬鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，是一種保護(hù)預(yù)焙陽極鋁電解槽陽極鋼爪的裝置。
背景技術(shù)：
預(yù)焙陽極鋁電解槽陽極碳?jí)K組包括導(dǎo)桿、鋼爪、碳?jí)K三部分。碳?jí)K頂部有四個(gè)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(chǎn)中陽極碳?jí)K下部浸在950℃左右的高溫電解質(zhì)中，并不斷發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而消耗。為避免電解質(zhì)侵蝕鋼爪和磷生鐵，影響原鋁質(zhì)量和造成掉極事故，當(dāng)碳陽極在電解中不斷消耗即將達(dá)到極限高度時(shí)，就必須更換陽極。預(yù)焙鋁電解槽陽極保護(hù)環(huán)是九十年代初開始研究的，由于陽極保護(hù)環(huán)具有抗侵蝕的特性，使得陽極有效參與電化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間延長(zhǎng)，即延長(zhǎng)了陽極使用周期。但是，現(xiàn)有的預(yù)焙鋁電解槽陽極保護(hù)環(huán)(簡(jiǎn)稱預(yù)焙環(huán))是用碳素材料制成，其形狀為兩個(gè)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(gè)整環(huán)。該預(yù)焙環(huán)存在的不足是由于該保護(hù)環(huán)在使用前已經(jīng)過焙燒成型，在電解過程中無粘結(jié)劑軟化、焦化粘結(jié)的過程，所以套在碳陽極鋼爪上，與陽極塊的結(jié)合處難免存在縫隙，電解質(zhì)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(duì)碳陽極殘極率和鋼爪修復(fù)成本的降低也非常有限。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型陽極保護(hù)裝置，它與陽極間的粘結(jié)強(qiáng)勁，抗腐蝕作用顯著，可有效延長(zhǎng)換極周期，降低生產(chǎn)成本，保證原鋁質(zhì)量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為該新型陽極保護(hù)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(shè)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(chǎn)過程中，利用高溫電解輻射、傳導(dǎo)的熱量和碳?jí)K自身的電阻熱自行燒結(jié)成型，形成一個(gè)收縮均勻的環(huán)，起到保護(hù)鋼爪的作用，使鋼爪和磷生鐵免受電解質(zhì)的侵蝕。
所述干式陽極糊顆粒是干式陽極糊在切割的同時(shí)產(chǎn)生的15～0mm粒級(jí)的顆粒。
本實(shí)用新型提供的新型陽極保護(hù)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(chǎn)過程中，利用高溫電解輻射、傳導(dǎo)的熱量和碳?jí)K自身的電阻熱在陽極鋼爪周圍自行燒結(jié)成一個(gè)堅(jiān)硬的、結(jié)合緊密的并具有良好導(dǎo)電性能的燒結(jié)環(huán)，對(duì)鋼爪和磷生鐵起到保護(hù)作用，使鋼爪免受電解質(zhì)的侵蝕，使陽極殘極率由原來不加保護(hù)環(huán)時(shí)的36～40％降低為20％，降低了噸鋁預(yù)焙陽極碳?jí)K消耗，從而達(dá)到了延長(zhǎng)換極周期(28天以上)和防止鋼爪的熔化，保證原鋁質(zhì)量的目的。據(jù)不完全測(cè)算按每個(gè)碳陽極延長(zhǎng)兩天的換極周期來計(jì)算，可節(jié)約陽極碳?jí)K0.6噸，申請(qǐng)人蘭州鋁業(yè)股份有限公司228臺(tái)預(yù)焙電解槽，年產(chǎn)電解鋁12萬噸，每臺(tái)預(yù)焙電解槽有28組陽極碳?jí)K，則全公司年可節(jié)約預(yù)焙陽極碳?jí)K3786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(hù)環(huán)，年節(jié)約外購(gòu)陽極環(huán)費(fèi)用為292萬元。則每年總的經(jīng)濟(jì)效益為881萬元。


圖1為新型陽極保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為新型陽極保護(hù)裝置局部俯視圖。
具體實(shí)現(xiàn)方式 圖中1-陽極導(dǎo)桿；2-陽極鋼爪；3-陽極碳?jí)K；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(shí)用新型提供的新型陽極保護(hù)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(shè)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(duì)原鋁不會(huì)造成污染的材質(zhì)圍成，如將適當(dāng)長(zhǎng)度的條狀板材一端制成插頭狀，另一端設(shè)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(shí)產(chǎn)生的15～0mm粒級(jí)的顆粒。
上述干式陽極糊顆粒5，在鋁電解生產(chǎn)過程中，利用高溫電解輻射、傳導(dǎo)的熱量和碳?jí)K自身的電阻熱自行燒結(jié)成型，當(dāng)溫度超過140℃左右時(shí)，干式陽極糊顆粒中的粘結(jié)劑開始軟化、分解；200℃～300℃時(shí)糊內(nèi)吸附水和化合水以及低分子烷烴被排除；當(dāng)溫度超過350℃時(shí)，改質(zhì)瀝青中的焦碳開始粘結(jié)糊中的固體碳粒形成焦碳格，整體呈粘稠狀態(tài)；500℃～650℃時(shí)，碳環(huán)聚合形成半焦；當(dāng)溫度超過700℃時(shí)，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(gè)堅(jiān)硬的、結(jié)合緊密的并具有良好導(dǎo)電性能的燒結(jié)環(huán)，起到保護(hù)鋼爪2的作用，使鋼爪2和磷生鐵4免受電解質(zhì)的侵蝕。
權(quán)利要求1.一種新型陽極保護(hù)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(chǎn)過程中，利用高溫電解輻射、傳導(dǎo)的熱量和碳?jí)K自身的電阻熱自行燒結(jié)成型，形成一個(gè)收縮均勻的環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型陽極保護(hù)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(shí)產(chǎn)生的15～0mm粒級(jí)的顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型陽極保護(hù)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(duì)原鋁不會(huì)造成污染的材質(zhì)圍成。
專利摘要一種新型陽極保護(hù)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(shè)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(shí)產(chǎn)生的15～0mm粒級(jí)的顆粒。陽極糊顆粒在鋁電解生產(chǎn)過程中，利用高溫電解輻射、傳導(dǎo)的熱量和碳?jí)K自身的電阻熱自行燒結(jié)成型，形成一個(gè)收縮均勻的環(huán)，對(duì)鋼爪和磷生鐵起到保護(hù)作用，使鋼爪免受電解質(zhì)的侵蝕，降低噸鋁預(yù)焙陽極碳?jí)K消耗，以達(dá)到延長(zhǎng)換極周期和防止鋼爪的熔化，從而保證原鋁質(zhì)量的目的。據(jù)不完全測(cè)算按每組碳陽極延長(zhǎng)兩天的換極周期來計(jì)算，對(duì)年產(chǎn)電解鋁12萬噸鋁廠，可節(jié)約881萬元/年。
文檔編號(hào)C25C3/00GK2627009SQ0324663
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者王洪, 肖偉峰, 肇玉卿, 陸惠國(guó), 屈毅, 唐瑤 申請(qǐng)人:蘭州鋁業(yè)股份有限公司