[发明专利]阳极悬挂具接头保护器材件

说明书

本发明涉及用霍尔-艾鲁（Hall-Heroult）电解法炼铝时保护阳极悬持器下部（下称接头）的器件，该保护器件用由碳质材料、硬化材料、水及催化剂组成的复合材料制成。

阳极悬挂具在电解槽中起着象导电体和阳极固定器的作用。阳极悬挂具的下部由两个或更多个以浇注法固定在阳极中的钢螺栓组成。

一般来说，铝用溶于主要由熔融冰晶石组成的槽液中的氧化铝来炼取。通常，槽液维持在940-980℃的温度范围。阴极是如容纳槽液的容器那样形成电解槽的槽底部，而阳极则从上往下浸入槽液中。电流从阳极悬挂具经阳极和槽液/金属层到阴极，这样流过电解槽。阳极从其底表面开始向上，被氧化铝分解相中产生的氧所氧化。为能最大程度地利用阳极，在阳极达到临界消耗程度时，必须对固着阳极的接头进行保护，不使液态槽液朝接头那边压入。

如果没有保护器件，槽液会浸蚀接头，结果使铁腐蚀，这对金属的质量很有危害。目前，保护接头的正常方法是，使铝带或低板做成的模壳围住接头，在模壳和接头之间形成环状空间，其中填满由碳（优选为焦炭）和一种由沥青组成的粘合材料组成的粒状物。

这种复合料被阳极的温度加热，并熔融，焙烧成固态形稳保护器。此方法的缺点是，在此过程中，复合料释出PAH（多环芳香烃）气体，这些气体目前显示出可能为致癌物。此外，此方法因使用高质量原料而成本高昂。

本发明的目的，是要超越已知技术，改进现有已知的接头保护方案。还有一个目的是，生产一种生产成本合理的、阳极就位后便绕接头周围结合;且能有效保护接头的保护器件。

根据本发明，上述目的通过本说明书引言中提及的器件得以实现，该器件的特征在于，它由两个或更多个预制部件构成，这些部件被设计成可围绕每个接头拼装在一起。下面以一个实施例，并参照附图来说明本发明。

图1示出一个霍尔-艾鲁电解槽的剖面图，其中置有一个新的阳极和一个几乎消耗完的阳极。

图2示出一个装有阳极的阳极悬挂具和一个保护器件。

图3示出一个保护器件的立体图。

图1示出常规的霍尔-艾鲁电解槽的原理图，其中阴极1连同液态金属铝2一起构成电解池的底部。当阳极损耗时，为使阳极损耗表面同电解池底部之间保持大约恒定的距离，阳极4朝电解池底部向下移动，进入液态冰晶石槽液中。器件5防止侵蚀性槽液冲击并浸蚀其上固着了阳极、并将电流导向阳极的钢接头6。槽液上覆上覆盖以由碎槽料和氧化铝组成的绝缘层7。

图2示出一个装挂有阳极4的阳极悬挂具和设有本发明防止冰晶石槽液影响的器件5实例的接头6。截面图A-A示出接头6和器件5之间的环形空间9，其中可填充碎槽材和氧化铝，以避免器件5因膨胀力作用而开裂。

图3示出本发明的一种简便结构，其中，上部设有倾斜部10，便于在环形空间9中填充碎槽料和氧化铝，而且还设有阴、阳接合面11。阴、阳接合面的结构示如断面图B-B，该图示出，在阴、阳件之间使用斜面，就可以用一个简单的夹具将阴、阳两件固定在一起。阴、阳件的简单结构，使器件5易于大量生产，并意味着可将在很短时内拼装起来，并能有效地保护接头，使生产成本大大节省。

在上述并示如图2及图3的实施例中，保护器件5被设计得在该器件与接头之间形成一个环形空间。但是正如权利要求书中所限定的那样，本发明并不局限于这种结构，倒是可以用能够消除膨胀力，并使之直接作用于接头的材料来制造。并且，构成保护器件5的各部件可借助粘合剂来固定在一起，及/或这些部件可借助这样的粘合剂来固着于阳极及/或接头上。此外，保护器件5的形状可不同于图中所示的环状，例如为方形。