CN201801607U - 一种铝电解用组合式阳极炭块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种铝电解用预焙阳极结构。其特征在于所述阳极炭块由至少3块形状与大小相同或相近似的子炭块组成，所述子炭块通过阳极钢爪组合成一个整体。子炭块之间的间隙为5～50mm。本实用新型通过对炭块整体结构的改进与优化，具有以下优点：1)将原来的整块阳极炭块分解为若干子炭块，增加了阳极气体排放的通道，有利于阳极气泡的排出，降低气膜层厚度，从而降低气膜电压；2)阳极气泡的及时排出，有利于抑制阳极效应的发生，为实现“零效应”或“超低效应”电解创造条件。本阳极制作简单，只需将阳极整体尺寸变小，无需任何附加工艺，易于实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铝电解的预焙阳极，特别是指一种铝电解用组合式阳极炭块，属于铝电解技术领域。
背景技术
在铝电解生产过程中，炭阳极的使用能效对电解生产的稳定性起着非常关键的作用，且直接影响着电解生产的主要技术指标如电解能耗、电流效率以及吨铝炭耗等，因而被称为铝电解槽的“心脏”。
电解过程中，在直流电流的作用下将发生如下电极反应：
2Al2O3+3C＝4Al+3CO2 (1)
Al2O3+3C＝2Al+3CO (2)
上述反应中的CO2和CO均在阳极底掌部位产生，正常情况下，CO2占70％左右，CO占30％左右。传统预焙炭阳极由于阳极底掌面积大且不平整，加之底部全部浸润在熔融电解质中处于全封闭状态，炭阳极在电解过程中产生的CO2和CO气体难以及时排出，由此产生一定的气膜电压而使得铝电解生产的槽电压逐渐升高，造成电能消耗的增加；此外，当阳极底掌气泡积累到一定程度的时候就会冲破熔融电解质层而集中排出，导致槽电压摆动加剧，不利于电解槽生产运行的稳定性。
为了及时有效地排出炭阳极所产生的气体，国内外围绕阳极设 计方面开展了诸多研究，形成了一系列专利技术，其中，吴举等、杨晓东等、龚石开等、王佐任等、郎光辉等、王有来等、高刘以及任宗顺等分别开发了沿阳极底部纵向或横向开设深浅和宽度不一的水平或倾斜沟槽，以达到及时有效排出阳极气体的实用新型和发明专利。
上述专利尽管具备一定的效果，但仍有一些不足，表现在：1)由于开槽数量有限(最多两条)，位于槽边缘部位的气泡很容易排出，而距离开槽较远的阳极底掌面积仍易积累气泡，当积累的气泡集中排出时仍对电解槽造成冲击，引起电压摆动；2)开槽的深度影响阳极的效果，在阳极消耗前期，开槽可有效排出气体，但在后期，由于阳极的消耗，阳极底掌重新变为平底，此时将失去开槽的效果，而气体仍将容易聚集在底部，导致阳极气膜厚度的增加。尽管增加开槽深度可以缓解这个问题，但开槽的顶部不能太靠近钢爪(钢爪用于连接阳极导杆与阳极炭块)，否则将造成阳极早期脱落事故！这也就决定了开槽的深度不能太深。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提供结构简单合理、加工制造容易、可有效提高阳极气泡排出效率的一种铝电解用组合式阳极炭块。
本实用新型的技术方案为：一种铝电解用组合式阳极炭块，所述阳极炭块由至少3块形状与大小相同或相近似的子炭块组成，所述子炭块通过阳极钢爪组合成一个整体。
本实用新型中，所述子炭块之间的间距为5～50mm，每块子炭 块至少与一个阳极钢爪连接。
本实用新型中，所述子炭块底部设有导气沟，所述导气沟的宽度为10～30mm，高为100～300mm，
本实用新型中，所述子炭块底面与侧面之间通过斜面连接，所述斜面与底面之间的夹角α为5°～45°。
本实用新型由于采用上述结构，与现有技术相比具有以下优点：
1)将原来的整块阳极炭块分解为若干子炭块，并在子碳块底部设置导气沟及在子炭块底面与侧面之间通过斜面连接，增加了阳极气体排放的通道，降低了阳极气体排放的阻力，有利于阳极气泡的排出，降低气膜层厚度，从而降低气膜电压；
2)阳极气泡的及时排出，有利于抑制阳极效应的发生，为实现“零效应”或“超低效应”电解创造条件。
3)本阳极制作简单，只需将阳极整体尺寸变小，无需任何附加工艺，易于实现。
附图说明
附图1为本实用新型阳极实施例1的主视图；
附图2为本实用新型阳极实施例1的侧视图；
附图3为本实用新型阳极实施例1的俯视图；
附图4为本实用新型阳极实施例2的主视图；
附图5为本实用新型阳极实施例2的侧视图；
附图6为本实用新型阳极实施例2的俯视图；
附图7为本实用新型阳极实施例3的主视图；
附图8为本实用新型阳极实施例3的侧视图；
附图9为本实用新型阳极实施例3的俯视图。
附图中，1-子炭块、2-钢爪、3-爆炸焊块、4-铝导杆、5-磷生铁。
具体实施方式
实施例1：
参见附图1、2、3，本实施例中，由长600～700mm，宽300～400mm，高度500～560mm的4个子炭块1，组合成的阳极总长度为1300～1600mm，宽600～700mm，高500～560mm，基本和现行阳极保持一致，在4个子炭块1之间增多了3个宽度在10～30mm左右的阳极气泡排放通道。这些通道的存在，使得在铝电解进行过程中，阳极所产生的CO2/CO等气泡会迅速从阳极底掌逸出，从而降低气膜层厚度，故降低气膜电阻，提高电解槽稳定性，最终提高电解槽电流效率并降低电解能耗。
实施例2：
参见附图4、5、6，本实施例中，子阳极炭块大小和实施例1基本一样。但是，为了增加气泡排出的效果，在子炭块底面与侧面之间通过斜面连接，所述斜面与底面之间的夹角α为5°～45°。这些斜面的存在，使得阳极在消耗过程中，始终保持该形状，气泡将极容易在界面张力的作用下从阳极底掌通过排气通道排出电解槽，避免了大体积CO2/CO气泡的生长和形成，从而降低气膜层厚度，故降低气膜电阻，提高电解槽稳定性，最终提高电解槽电流效率并降低电解能耗。
实施例3：
参见附图7、8、9，本实施例中，子阳极炭块和实施例1基本保持一致，但在每个子炭块的底部增加1～2条导气沟(本图例中为两条)，导气沟宽10～30mm，高100～300mm，这些导气沟配合子炭块之间的间隙，将更加有利于CO2/CO气泡会迅速从阳极底掌逸出，从而降低气膜层厚度，故降低气膜电阻，提高电解槽稳定性，最终提高电解槽电流效率并降低电解能耗。
Claims (4)
1.一种铝电解用组合式阳极炭块，其特征在于：所述阳极炭块由至少3块形状与大小相同或相近似的子炭块组成，所述子炭块通过阳极钢爪组合成一个整体。
2.根据权利要求1所述的铝电解用组合式阳极炭块，其特征在于：所述子炭块之间的间距为5～50mm，每块子炭块至少与一个阳极钢爪连接。
3.根据权利要求2所述的铝电解用组合式阳极炭块，其特征在于：所述子炭块底部设有导气沟，所述导气沟的宽度为10～30mm，高为100～300mm，
4.根据权利要求1、2或3任意一项所述的铝电解用组合式阳极炭块，其特征在于：所述子炭块底面与侧面之间通过斜面连接，所述斜面与底面之间的夹角α为5°～45°。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104962950A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-07 | 包头市中硕焊接科技有限公司 | 降低铝电解中阳极效应发生的方法及相应的阳极结构 |
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2010
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