一种连续预焙阳极铝电解生产方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种连续预焙阳极铝电解生产方法及系统，其特征在于：包括阳极炭块（1），在阳极炭块（1）上开设第二层错位搭接多功能孔槽（2），承重导电梁（7）穿过第二层错位搭接多功能孔槽（2），贯通阳极炭块（1）并将其串联挑起，在正在电解的阳极炭块（1）上方放置新的阳极炭块（1），上下阳极炭块（1）之间涂覆黏结层（6），通过电解过程中下方阳极炭块（1）的热传导，将阳极炭块（1）烧结在一起。本发明专利技术具有铝电解生产阳极炭块可连续增加，无残极，消除换极对铝电解的影响，具有电耗低，节约成本、环保和生产效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电解铝生产方法及系统，特别是一种连续预焙阳极铝电解生产方法及系统。
技术介绍
现代电解铝工业，普遍采用预焙阳极生产电解铝。在阳极炭块上表面设有2～4个直径为160～180mm，深为80～110mm的圆槽，俗称炭碗，在阳极组装时炭碗用来安装阳极爪头，并用磷生铁将阳极爪头浇铸在炭碗内，阳极爪头和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，继而使铝导电杆与阳极炭块紧密连接，组成阳极炭块组。在电解铝生产过程中，阳极炭块会因其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而不断消耗，因此阳极炭块需定期更换，更换后残余的炭块俗称阳极残极。目前该生产工艺主要存在以下缺点，1)更换新的阳极炭块处于常温态，要放入电解槽内经约24小时预热后才能导电，因此更换阳极炭块会使热损失增大，且换极时对电解槽的工作平稳冲击很大；2)阳极的更换会对铝电解生产形成周期性的影响，破坏电解槽的能量和物料平衡，影响电流效率，增大电耗率；3)为了将阳极爪头与阳极残极分离，需要将磷生铁浇铸处的炭碗敲碎，使阳极残极从阳极爪头脱落以实现分离，该过程不仅耗时，而且工人劳动强度大、效率低；4)更换下的阳极残极产生量一般为铝锭产量的10％～15％，按我国铝锭产量为2600万～2700万吨/年计算，每年产生的阳极残极为260万～390万吨/年，按照阳极炭块2700元/吨计算，每年我国会浪费价值达百亿元的阳极炭块；4)因阳极炭块本身有14％～18％的孔隙率，因此阳极残极内吸附了大量的电解质，电解质的主要成分是氟化盐，含有大量氟化盐的阳极残极对环境污染十分严重；5)在将将阳极爪头浇铸在炭碗内时，为了减少阳极残极浪费，必须尽量把阳极残极烧薄，在阳极炭块寿命末期，阳极炭块的顶面十分接近电解质水平面，受磁场和气流影响，电解质表面不断有强烈的波浪产生，在实际生产过程中，阳极爪头常被电解质侵蚀，阳极爪头的铁元素溶入
电解质中，随即进入铝锭，影响成品品质；阳极爪头一般使用寿命在3年左右，这也使生产成本相应增加，且在阳极炭块寿命末期，过薄的阳极残极厚度，必然带来炭极导电不均，进而导致电解槽工况波动，电耗增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种连续预焙阳极铝电解生产方法。本专利技术具有铝电解生产阳极炭块可连续增加，无残极，消除换极对铝电解的影响等特点。本专利技术的技术方案：一种连续预焙阳极铝电解生产方法，包括阳极炭块，在阳极炭块上开设第二层错位搭接多功能孔槽，承重导电梁穿过第二层错位搭接多功能孔槽，贯通阳极炭块并将其串联挑起，在正在电解的阳极炭块上方放置新的阳极炭块，上下阳极炭块之间涂覆黏结层，通过电解过程中下方阳极炭块的热传导，将阳极炭块烧结在一起。前述的连续预焙阳极铝电解生产方法，所述承重导电梁通过联固横担连接提挂升降装置，所述阳极炭块烧结在一起后，当电解的阳极炭块烧损接近承重导电梁时，提挂升降装置连接上方阳极炭块的承重导电梁，放开下方阳极炭块的承重导电梁，此时在上方阳极炭块的承重导电梁上连接辅助挂钩，将辅助挂钩下部插入下方阳极炭块的第二层错位搭接多功能孔槽内，勾住下方剩余的阳极炭块，通过辅助挂钩承受下方阳极炭块的重量，保证黏结层在不受拉力的情况下继续烧结。前述的连续预焙阳极铝电解生产方法，承重导电梁包括梁体A，梁体A与梁体B连接；所述梁体A的连接表面设有顶齿；所述梁体B的连接表面设有顶槽；通过顶齿与顶槽配合错位移动，将梁体A与梁体B张开，使得承重导电梁表面与第二层错位搭接多功能孔槽充分接触。前述的连续预焙阳极铝电解生产方法，所述承重导电梁上还设置结构和梁体A与梁体B相同的第一辅助梁体与第二辅助梁体，与承重导电梁构成承重导电梁及压紧辅梁工作总成机构，通过第一辅助梁体与第二辅助梁体的张紧将承重导电梁与第二层错位搭接多功能孔槽紧密连接。前述的连续预焙阳极铝电解生产方法，阳极炭块顶部覆盖保温盖及侧面设
置泡沫保温层，防止电解过程中热能流失。连续预焙阳极铝电解生产系统，包括阳极炭块，在阳极炭块上开设第二层错位搭接多功能孔槽，承重导电梁穿过第二层错位搭接多功能孔槽，贯通阳极炭块在正在电解的阳极炭块上方放置新的阳极炭块，上下阳极炭块之间涂覆黏结层。前述的连续预焙阳极铝电解生产系统，所述承重导电梁通过联固横担连接提挂升降装置，当电解的阳极炭块烧损接近承重导电梁时，提挂升降装置连接上方阳极炭块的承重导电梁，此时在上方阳极炭块的承重导电梁上连接辅助挂钩，将辅助挂钩下部插入下方阳极炭块的第二层错位搭接多功能孔槽内。前述的连续预焙阳极铝电解生产系统，所述的梁体A的一端设有梁耳A，另一端设有拉杆A；所述的梁耳A上设有拉杆滑槽A；所述的梁体B的一端设有梁耳B，另一端设有拉杆B；所述的梁耳B上设有拉杆滑槽B；所述的梁体A和梁体B为分段式结构，所述的分段式结构的各梁段间用耦合搭接凸台结构，梁体A有耦合搭接凸台连接，梁体B有耦合搭接凸台连接；所述的梁体A的外表面上设有导电层A；梁体B的外表面上设有导电层B。前述的连续预焙阳极铝电解生产系统，所述阳极炭块由上而下还设有第一层错位搭接多功能孔槽、第三层错位搭接多功能孔槽和第四层错位搭接多功能孔槽，所述的第一层错位搭接多功能孔槽与第四层错位搭接多功能孔槽在竖直方向一一对应。前述的连续预焙阳极铝电解生产系统，所述联固横担连接2个以上承重导电梁；所述联固横担连接的承重导电梁穿过1个以上的阳极炭块。与现有技术相比，本专利技术在阳极炭块的阳极炭块上设有第二层错位搭接多功能孔槽，使用时，将承重导电梁贯通第二层错位搭接多功能孔槽，将阳极炭块串挑起来，并由联固横担连接阳极串组升降装置；通过该结构，替代了炭碗结构；与炭碗结构相比，阳极炭块与其连接结构(指承重导电梁或阳极爪头)的分离无需经过敲碎阳极残极的过程，而是直接将承重导电梁从第二层错位搭接多功能孔槽抽出，因此不仅节约时间，而且使劳动强度降低、效率提高。本专利技术通过炭块黏结层连接两块阳极炭块(简称上一块和下一块)，生产过程中，下一块进行电解生产，上一块随着生产中温度的升高通过炭块黏结层粘接在一起。当下一块消耗到承重导电梁必须撤出，不然承重导电梁将被电解质侵蚀时，将联固横担连接贯通上一块的承重导电梁，并使联固横担脱离下一块上的承重导电梁，将下一块炭块承重导电梁上的导电小母线一一转接到上一块承重导电梁的相应部位，联固横担、小母线都连接好后，抽出下一块内的承重导电梁，(该过程简称连接转换)。此时，上一块与下一块的剩余部分合并为一个整体(该整体简称中间块)，转接过程中和之后都连续使用中间块进行电解生产，并且再在中间块上叠加粘接一块阳极炭块，且逐步下降，连续消耗，以此实现连续生产；通过该结构，下一块的生产过程也是上一块的缓慢预热过程，预热过程不触及电解质，加极也就不像换极，加极不产生强烈的热、电冲击，使电解生产更平稳。为防止意外掉块(掉极)重大事故的发生，为确保黏结层温度能够达到500～700℃，又提出辅助挂钩，原理如下：当下方阳极炭块烧损时，先用辅助挂钩将下方阳极炭块和上方的承重导电梁连接在一起，使得黏结层能够在不受拉力的情况下继续烧结，阳极炭块继续烧损一大层后的黏结层离电解质越近，温度越高，越牢固。等到黏结层黏结强度能可靠提得起余留的阳极炭块时再撤除辅助挂钩，此时余留的炭块比刚撤除贯通梁时的炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续预焙阳极铝电解生产方法，其特征在于：包括阳极炭块（1），在阳极炭块（1）上开设第二层错位搭接多功能孔槽（2），承重导电梁（7）穿过第二层错位搭接多功能孔槽（2），贯通阳极炭块（1）并将其串联挑起，在正在电解的阳极炭块（1）上方放置新的阳极炭块（1），上下阳极炭块（1）之间涂覆黏结层（6），通过电解过程中下方阳极炭块（1）的热传导，将阳极炭块（1）烧结在一起。

【技术特征摘要】
1. 一种连续预焙阳极铝电解生产方法，其特征在于：包括阳极炭块（1），在阳极炭块（1）上开设第二层错位搭接多功能孔槽（2），承重导电梁（7）穿过第二层错位搭接多功能孔槽（2），贯通阳极炭块（1）并将其串联挑起，在正在电解的阳极炭块（1）上方放置新的阳极炭块（1），上下阳极炭块（1）之间涂覆黏结层（6），通过电解过程中下方阳极炭块（1）的热传导，将阳极炭块（1）烧结在一起。2.如权利要求1所述的连续预焙阳极铝电解生产方法，其特征在于：所述承重导电梁（3）通过联固横担（8）连接提挂升降装置（9），所述阳极炭块（1）烧结在一起后，当电解的阳极炭块（1）烧损接近承重导电梁（7）时，提挂升降装置（9）连接上方阳极炭块（1）的承重导电梁（7），放开下方阳极炭块（1）的承重导电梁（7），此时在上方阳极炭块（1）的承重导电梁（7）上连接辅助挂钩（10），将辅助挂钩（10）下部插入下方阳极炭块（1）的第二层错位搭接多功能孔槽（2）内，勾住下方剩余的阳极炭块（1），通过辅助挂钩（10）承受下方阳极炭块（10）的重量，保证黏结层（6）在不受拉力的情况下继续烧结。3.如权利要求2所述的连续预焙阳极铝电解生产方法，其特征在于：承重导电梁（7）包括梁体A（701），梁体A（701）与梁体B（702）连接；所述梁体A（701）的连接表面设有顶齿（703）；所述梁体B（702）的连接表面设有顶槽（704）；通过顶齿（703）与顶槽（704）配合错位移动，将梁体A（701）与梁体B（702）张开，使得承重导电梁（7）表面与第二层错位搭接多功能孔槽（2）充分接触。4.如权利要求1所述的连续预焙阳极铝电解生产方法，其特征在于：所述承重导电梁（7）上还设置结构和梁体A（701）与梁体B（702）相同的第一辅助梁体（719）与第二辅助梁体（720），与承重导电梁（7）构成承重导电梁及压紧辅梁工作总成机构，通过第一辅助梁体（719）与第二辅助梁体（720）的张紧将承重导电梁（7）与第二层错位搭接多功能孔槽（2）紧密连接。5.如权利要求1所述的连续预焙阳极铝电解生产方法，其特征在于：阳极炭块（1）顶部覆盖保温盖（11）及侧面设...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹建明，
申请(专利权)人：周俊和，杜艳华，
类型：发明
国别省市：贵州;52