电解铝用阴极炭块预热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电解铝技术领域，具体涉及一种电解铝用阴极炭块预热装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]我国铝电解槽还一直沿用炭糊捣固技术组装阴极炭块，由于受到原材料质量及操作技术水平的影响，捣固后的阴极炭块电阻不均匀且相对较大，且捣固糊需要在电解槽内进行焙烧烧结，而这一过程又难以有效控制，使电解槽阴极电流分布出现偏差，炉底压降偏高(与国外磷铁浇铸阴极相比)。
[0003]磷铁浇铸的主要优势是在电解槽使用寿命周期内，阴极压降比较稳定，且整体比普通糊料扎固阴极炭块低约50毫伏左右，节能效果显著；磷铁浇铸的质量稳定，均匀性好，有利于提高电解槽寿命；磷铁在整个生产过程中无损耗，可重复使用，节约了大量的材料成本；磷铁代替糊料，可减少阴极内衬废料的产生，环保效果好；对操作人员的技术依赖小，浇铸所需人员少，产量高。
[0004]在常温下进行阴极磷生铁浇筑，由于钢棒与炭块的导热系数不同，例如，钢为50千卡/平方米?时?度，炭块为0.2千卡/平方米?时?度，两者相差250倍，热膨胀系数也不同，当磷生铁水(1300°C左右)注入后，钢棒受热快、膨胀大，同样热量传给热膨胀系数小的炭块，将会造成炭块开裂。炭块的裂纹一般都发生在燕尾槽的端角上，这是因为热应力容易在端角处集中，即所谓“端角效应”。该炭块上槽后会造成电解槽漏槽事故的发生。
[0005]因此，要想减少炭块的开裂倾向必须对炭块和阴极钢棒进行预热，而国内外尚没有类似的成熟装置。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种电解铝用阴极炭块预热装置，以解决上述问题。
[0007]本实用新型提供一种电解铝用阴极炭块预热装置，包括预热机框架、分别安装在所述预热机框架上的预热机和预热机提升机构、设置在所述预热机下方的轨道以及可沿所述轨道移动的阴极组合块输送车，所述阴极组合块输送车上设置有阴极组合块安装工位，所述预热机与所述阴极组合块输送车配合可形成阴极组合块加热腔，其中，所述阴极组合块安装工位位于所述阴极组合块加热腔内。
[0008]其中，所述预热机提升机构可以是液压式或电动式等结构，其具体结构不限，只要其与所述预热机连接，并能使所述预热机升降且降落至所述阴极组合块输送车上即可。
[0009]基于上述预热装置，所述预热机包括有多个沿所述轨道长度方向并排设置的加热结构，每个所述加热结构与所述阴极组合块输送车配合形成一个所述阴极组合块加热腔。
[0010]基于上述预热装置，所述阴极组合块输送车上设置有多个所述阴极组合块安装工位，每个所述阴极组合块安装工位与一个所述加热结构对应。其中，所述阴极组合块加热腔覆盖与所述加热结构对应的所述阴极组合块安装工位。所述定位传感器使多个所述加热结构与多个所述阴极组合块安装工位一一对应，确保每个所述阴极组合块加热腔覆盖单个所述阴极组合块安装工位。
[0011]基于上述预热装置，所述加热结构包括有安装在所述阴极组合块安装工位上方的加热元件。其中，所述加热元件优选为电加热元件，所述加热元件设置在与安装在所述阴极组合块安装工位中的阴极组合块中的阴极钢棒的正上方。所述加热结构用于间接辐射加热安装在对应的阴极组合块安装工位上的阴极组合块。所述加热元件优选为电阻丝、电阻带或陶瓷加热器等电阻式加热元件。
[0012]基于上述预热装置，它还包括控制所述预热机、所述预热机提升机构以及所述阴极组合块输送车的控制器。其中，所述控制器可以控制所述预热机中的加热结构选择性加热，可以控制所述阴极组合块输送车沿所述轨道将其上的阴极组合块移动至所述预加热中的加热结构对应的位置，还可以控制所述预热机提升机构工作，以带动所述预热机做升降运动。
[0013]基于上述预热装置，它还包括用于检测所述阴极组合块输送车与所述预热机对准的定位传感器，所述定位传感器与所述控制器连接。其中，所述定位传感器为位置传感器，其主要是为了检测所述预热机与所述阴极组合块输送车上的所述阴极组合块安装工位是否准确对应，并将相应的信息传输给所述控制器，所述控制器控制所述阴极组合块输送车移动，使所述阴极组合块安装工位与所述加热结构对应，以使所述阴极组合块安装工位位于后续形成的所述阴极组合块加热腔中。
[0014]基于上述预热装置，所述阴极组合块输送车为电动式、液压式或拖拉式阴极组合块输送车。
[0015]上述预热装置的使用方法，包括以下步骤:
[0016]步骤一、将阴极组合块装在所述阴极组合块输送车上的所述阴极组合块安装工位上，再将所述阴极组合块输送车沿所述轨道移动至与所述预热机的下方；
[0017]步骤二、控制所述预热机提升机构将所述预热机降落至所述阴极组合块输送车上，形成所述阴极组合块加热腔，且所述阴极组合块位于所述阴极组合块加热腔中；
[0018]步骤三、控制所述预热机对所述阴极组合块加热腔中的阴极组合块进行辐射加热，并加热至预定温度；
[0019]步骤四、停止所述预热机加热，借助所述预热机提升机构将所述预热机升起，并沿着所述轨道使所述阴极组合块输送车将加热后的所述阴极组合块从所述预热机的下方移出。
[0020]当所述预热机包括多个间隔并排设置的加热结构，所述阴极组合块输送车上设置有多个阴极组合块安装工位，所述预热装置包括有定位传感器和控制器时；所述步骤一包括将多个阴极组合块分别装在多个所述阴极组合块安装工位上；再将所述阴极组合块输送车沿所述轨道移动至所述预热机的下方；然后采用所述定位传感器配合所述控制器，通过所述控制器控制所述阴极组合块输送车将多个所述阴极组合块与多个所述加热结构对准。
[0021]所述加热结构上安装有加热元件，在所述步骤一中，所述定位传感器与所述阴极组合块输送车配合，使所述阴极组合块中的阴极钢棒位于所述加热元件的正下方，并间隔设置，以实现多个所述阴极组合块与多个所述加热结构对准。其中，由于阴极钢棒的热导率高，所述加热元件位于所述阴极钢棒的正上方，所述阴极钢棒温度会比较容易加热至300?800°C;而所述阴极炭块升温则较慢，当所述阴极钢棒温度较高时，所述控制器会自动调整加热元件的功率，避免钢棒温度过高而浪费电能。
[0022]与现有技术相比，本实用新型提供的电解铝用阴极炭块预热装置中的预热机借助预热机提升机构可降落至阴极组合块输送车上，并形成所述阴极组合块加热腔来对其中的单块阴极组合块进行加热，可以实现同时对所述阴极炭块和钢棒进行预热，以达到安全浇筑磷生铁的工艺条件，并减少阴极炭块的开裂，同时还可以提高所述预热机的加热效率，并提高间接辐射加热所述阴极组合块的温度；其次，所述预热机可以包括一个或多个加热结构，实现同时对一块或多块所述阴极组合块预热；所述加热结构中的加热元件设置于所述阴极组合块安装工位的上方，可以实现在I?5小时内将钢棒的温度由常温加热至300?800°C，而同时将阴极炭块的温度由常温加热至200?550°C，并且热效率相对较高；所述预热装置通过安装所述预热机提升机构来升降所述预热机，方便所述阴极组合块输送车输送或输出所述阴极组合块；因此，本实用新型提供的电解铝用阴极炭块预热装置具有结构简单、操作方便、节能环保的特点；使用上述电解铝用阴极炭块预热装置可以使所述加热元件位于待加热的阴极组合块中的阴极钢棒的正上方，比较容易实现对阴极组合块加热，使所述阴极钢棒和阴极炭块同时达到预定温度，避免所述钢棒因温度过高而浪费电能。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型实施例提供的阴极炭块预热装置结构的立体示意图。
[0024]图2为图1所示的阴极炭块预热装置结构的正视图。
[0025]图3为图1所示的阴极炭块预热装置结构的侧视图。
[0026]图4为图1所示的阴极炭块预热装置结构的俯视图。
[0027]其中，图中元件符号1、预热机框架；2、预热机；3、阴极组合块输送车；4、预热机提升机构；5、控制器；6、阴极