[发明专利]一种用于阳极炭块上部的定型保温组合砖块

说明书

本发明一种用于阳极炭块上部的定型保温组合块，主要应用于铝电解槽阳极炭块上部保温层的构造，其技术特征是：该定型保温组合块为组合式结构，由2块以上的单体定型保温砖块，相互配置组合而成；在阳极炭块上部由多个单体定型保温组合砖块，构成整体的阳极炭块上部保温层，其外轮廓为矩形，中间留有阳极钢爪头通过的空间位置。该定型覆盖料保温组合块，采用的保温耐火材料制成；或采用金属材料加保温耐火材料复合构造而成。采用本发明设计的定型保温组合砖块作为功能材料部件，用于铝电解槽阳极炭块上部保温层构造，可以替代现有传统的采用颗粒粉状覆盖料作为原料，对阳极炭块上部进行保温层作业的技术。

技术领域：本发明一种用于阳极炭块上部的定型保温组合砖块，主要应用与预备铝电解槽，在生产过程中的阳极炭块上部保温层的构造，和该定型保温组合块的生产制备。

技术背景：在现有预焙铝电解槽在进行电解生产过程中，一个重要的生产工序是更换阳极作业，即当阳极炭块消耗到残极厚度时，即当电解质液腐蚀危及到阳极钢爪头的安全时，需进行更换阳极炭块的作业，即将残阳极炭块从铝电解槽槽膛内取出，更换上一个高度如初的新阳极炭块。

在新更换的阳极炭块入槽就位后，为了提升阳极炭块的升温速度，防止阳极炭块氧化，减少铝电解槽阳极炭块的热散失，保证铝电解槽的热平衡，需在新阳极炭块的上表面部添加的散状颗粒物料粉，在阳极炭块上部形成一厚度在15cm至18cm厚度的覆盖料保温层。在电解生产过程中，覆盖在阳极炭块上部的散状覆盖料保温层，会随着阳极炭块消耗，温度的提高，会和整个铝电解槽阳极炭块上部的覆盖料，烧结成一个整体的覆盖料结壳块层，俗称覆盖料结壳块。

该覆盖料结壳块一旦在铝电解槽内阳极炭块上部烧结定型后，其强度和温度较高，在铝电解槽更换阳极炭块时，需要用多功能天车打壳锤头，将残极边部的覆盖料结壳块打开，(俗称开边缝作业)，而后，才能将残极炭块和处于红热状态的覆盖料结壳块层，从铝电解槽内取出，并更换上一块新阳极炭块。

刚从铝电解槽内取出的残极炭块以及阳极钢爪，和覆盖料结壳层烧结在一起，还是处于红热状态，其平均温度在700℃左右。为了使得阳极钢爪和覆盖料可重复利用，以及在阳极钢爪的底部重新浇注钢爪阳极炭块，需先清理掉阳极炭块上部的覆盖料结壳。其清理工序是：待残极炭块和电解质覆盖料结壳层冷却后，采用机械干涉破碎或人工锤击破碎的方法，将电解质覆盖料结壳层破碎，并从残极炭块上清理下来，而后在将这些覆盖料结壳层块，运送到机械破碎系统装置，将其破碎成粉状物料后，重新返回到电解生产工艺中，添加到新更换的阳极炭块上部，作为覆盖料重复使用。

现通用的铝电解槽生产工艺，采用散状不定型的颗粒粉状物料，作为阳极炭块上部覆盖料生产方式，在电解铝生产行业，已经延续了几年，这种生产工艺作业方式存在以下缺陷；

1、用散状物料，即电解质及氧化铝颗粒粉形成覆盖料保温层，在电解槽内烧结形成硬质结壳的过程中，会吸收大量的热能，

2、在更换阳极作业的过程中，残极炭块上部带出的处在红热状态下的覆盖保温结壳层，会在铝电解槽外，释放散失大量的无功热能，浪费电解能耗。

3、在清理破碎残极炭块上部覆盖料结壳，使覆盖料保温结壳层与残极炭块和阳极钢爪头分离过程中，不仅会消耗大量的人工劳动和机械能耗，而且会产生大量的粉尘，污染环境。

4、在将电解质结壳块破碎成颗粒粉末状，形成可重复利用的覆盖料粉料的过程中，不仅会消耗大量的人工劳动量和机械能耗，也产生大量的粉尘，污染环境。

5、在更换残极时，由于有部分覆盖料结壳块会坠入到电解质液中，为防止覆盖料结壳块污染电解质，需要用人工和机械进行捞块作业。该项工作在高温环境下进行，不仅作业环境艰苦，而且工作强度较大。