CN101914787A

CN101914787A - 一种预焙阳极

Info

Publication number: CN101914787A
Application number: CN 201010261620
Authority: CN
Inventors: 高小明; 龚克成; 夏春福; 唐剑; 彭优
Original assignee: Hunan Chuangyuan Aluminium Industry Co Ltd
Current assignee: Hunan Chuangyuan Aluminium Industry Co Ltd
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明公开了一种铝电解行业使用的预焙阳极，其底面或侧面设有沟槽，所述沟槽的顶部长度大于所述沟槽的底部长度。本发明预焙阳极通过改变预焙阳极沟槽的形状，使得阳极底掌处聚集气泡的排出速度更快，阳极的升温速度提高，缩短阳极从不导电到导电的时间。

Description

一种预焙阳极

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，尤其涉及一种设有异形沟槽的预焙阳极。

背景技术

铝工业生产主要采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法，在直流电通入电解槽后，浸泡在电解质中的阴极和阳极发生电化学反应：阴极上的电解产物是铝液，阳极上的电解产物是CO₂气体。随着电解过程的进行，气泡聚集在预焙阳极底部，使得阳极炭块具有较大的阳极底掌气膜电阻，从而增加电能消耗。因此，有效及时的排出阳极上产生的CO₂气体，成为各电解铝厂家关注的焦点。

目前，国内外电解铝行业采用底面或侧面开有沟槽的预焙阳极。如图1所示，现有阳极沟槽为直线贯通槽，该槽多为纵向或横向贯通，可为1-3道。

发明内容

本发明实施例提供了一种预焙阳极，通过改变预焙阳极沟槽的形状，使得阳极底掌处聚集气泡的排除速度更快。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种预焙阳极，其底面或侧面设有沟槽，该沟槽纵截面的顶部长度大于沟槽纵截面的底部长度。

进一步地，该沟槽的顶部任一点与顶部至少另一点到沟槽底部的距离不相等。

进一步地，该沟槽的中间顶部到沟槽底部的距离小于所述沟槽的两端顶部到沟槽底部的距离。

进一步地，该沟槽的顶部的横向宽度和/或纵向宽度不相等。

进一步地，该沟槽纵截面顶部为弧形、V形或者阶梯形；该弧形的弧度为0.26π～0.62π；该V形的中间夹角为90-165°；该沟槽顶部的阶梯形朝向沟槽底部方向的拐角处为圆角或者斜面。

进一步地，该沟槽纵截面顶部的两端为与沟槽纵截面底部平行或者不平行的线段。

进一步地，该沟槽纵截面顶部的两端与沟槽纵截面底部的距离不相等。

与现有的技术相比，本发明预焙阳极具体有益效果如下：

1、优化后的沟槽形状使得CO₂气体逸出阻力更小，利于预焙阳极底部聚集的气泡快速排出，不增加阳极底掌气膜电阻，从而降低电能消耗；

2、优化后的沟槽形状使得CO₂气体逸出阻力更小，有利于降低阳极膜电压，降低电解槽效应系数；

3、相对于现有的直线贯通槽，本发明预焙阳极在不增加阳极外表面积的前提下，进一步增加了阳极与电解质的接触面积，使得阳极的升温速度提高，缩短阳极从不导电到导电的时间。

附图说明

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中阳极沟槽的示意图；

图2是本发明实施例一阳极沟槽的示意图；

图3是本发明实施例一阳极沟槽的另一示意图；

图4是本发明实施例三阳极沟槽的示意图；

图5是本发明实施例三阳极沟槽的俯视示意图；

图6是本发明实施例四阳极沟槽的示意图；

图7是本发明实施例五阳极沟槽的示意图；

图8是本发明实施例七阳极沟槽的示意图；

图9是本发明实施例八阳极沟槽的示意图；

1、阳极本体，2、沟槽顶部，3、沟槽底部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例通过改变现有技术中预焙阳极沟槽的纵截面顶部形状及立体形状，加长沟槽顶部线条长度和/或宽度，增大阳极底部与气体的接触面积，使得阳极底掌处聚集气泡的排除速度更快，阳极的升温速度更快。

以下为具体实施例。本发明实施例和附图大多以沟槽数量为1作为示例进行说明，但本领域人员应该得知，沟槽的数量大于1，并不影响本发明实施例的实现，且具有倒角的阳极、船型阳极及其他形状的阳极也不影响本发明实施例的实现。

实施例一、

本发明预焙阳极1的沟槽纵截面顶部2长度大于沟槽纵截面底部3的长度，参见图2，即线段AA’的长度大于线段BB’的长度。纵截面指与阳极长度方向平行的截面。

相对图1现有技术中沟槽纵截面顶部2长度与沟槽纵截面底部3长度相等的预焙阳极来说，本发明预焙阳极使得阳极底掌处聚集气泡的排除速度更快，从而可降低阳极过电压30～50mv，降低电解效应系数至0.05次/槽·日，加快上槽阳极升温速度，缩短阳极全电流时间。

参见图2，上述沟槽纵截面底部3指的是显露于阳极1表面的凹陷处，沟槽底部3平面与预焙阳极1表面重合，是沟槽的最浅处，可能是预焙阳极的底部、侧面或者任意一个表面；而沟槽纵截面顶部2指的是陷于阳极内部，是从阳极正面外观不可见的平面，也就是沟槽的深处。

沟槽纵截面顶部2长度大于沟槽纵截面的底部3长度，即表示沟槽纵截面顶部2的线条为非直线，自然大于直线型的沟槽纵截面底部3；也就是说，沟槽纵截面顶部2的线条AA’包括但不限于弧形、折线形、阶梯形、不规则形等，只要是利于阳极附近聚集的气泡散出的非直线形状都属于本发明保护的范围。

例如，对于纵向长度为1550mm、高度为650mm的预焙阳极来说，沟槽纵截面的底部3长度为1550mm，沟槽纵截面顶部2长度则大于1550mm：夹角为150°的V形折线的长度约为1600mm，最低处为阳极高度一半的三阶阶梯长度为1875mm。

并且，前述的预焙阳极还应具有沟槽的顶部2任一点与顶部至少另一点到沟槽底部3的距离不相等的特性。

如图3所示，在沟槽顶部任取一点A，都能在顶部找到另一点B，点B到沟槽底部的距离与点A到沟槽底部的距离不相等。

实施例二、

根据实施例一描述的预焙阳极，最佳结构为沟槽顶部2的中间到沟槽底部3的距离小于沟槽顶部2的两端到沟槽底部3的距离。

中间顶部指将沟槽纵截面在长度方向上三等分，中间1/3部分所占的位置。

预焙阳极中间1/3部分所占的位置离阳极边缘较远，其下所聚集的气泡相对两端1/3部分下所聚集的气泡更难排出到电解质之外；因气泡密度小于电解质液体，在顶部的中间1/3位置低于顶部的两端位置时，中间位置聚集的气泡易沿着倾斜的、越来越高的预焙阳极顶部，逸出到电解质之外。

实施例三、

本发明预焙阳极沟槽的顶部2的横向宽度不相等，参见图4和图5，即A处的宽度大于B和C处宽度；显然，B处宽度大于或者等于C处宽度，都不影响本发明实施例的实施。沟槽的横向宽度一般在15～30mm范围内变化。

图5俯视图中所示两条沟槽，一条槽的顶部的横向宽度不相等，一条相等。显然，预焙阳极上的多条沟槽的每一条沟槽横向宽度都可以不相等，或者全部沟槽的横向宽度不相等，或者部分沟槽的横向宽度相等，部分沟槽的横向宽度不相等，都在本发明的保护范围内。

需要说明的是，沟槽的中间顶部的横向宽度大于沟槽的两端顶部的横向宽度时，更加利于预焙阳极中间位置所聚集的气泡的排出。例如，阳极上有两条沟槽，为沟槽DD和沟槽MM；其中，沟槽DD的横向宽度一致，均为25mm，沟槽MM的横向宽度不一致，在22-26mm间变化，中间顶部的横向宽度为26mm，平滑过渡到两端顶部的横向宽度为22mm。

实施例四、

本发明预焙阳极沟槽的顶部2的横向宽度小于沟槽底部3的横向宽度，如图6所示，顶部D处的宽度小于底部E处宽度，有利于容纳多一些阳极底部的气泡进入沟槽，加快气泡离开阳极底部的速度。

本领域技术人员应知，实施例三和四所示的沟槽形状可组合在同一沟槽内，不影响本发明实施例的实现。

例如，A处宽度为30mm，B处宽度为26mm，C处宽度为24mm，D处为23mm，E处为30mm。

实施例五、

参见图7，本发明预焙阳极的沟槽顶部2为弧形，该弧形朝向沟槽底部3方向突出，以最低处不超过沟槽底部3所在平面为限。发明人实验得知，该弧线距离沟槽底部3的高度值为200～500mm，半径在940mm～1960mm范围内，弧度在0.26π～0.62π范围内效果最佳。

特别是，弧度在0.47π～0.6π范围内时，降低阳极过电压30～50mv，加快上槽阳极升温速度1.7～7.8℃/h。

实施例六、

参见图3，本发明预焙阳极的沟槽顶部2为V形，该V形朝向沟槽底部3方向突出，以最低处不超过沟槽底部3所在平面为限。发明人实验得知，该V线夹角以105-165°范围内效果最佳。

实施例七、

参见图8，本发明预焙阳极的沟槽顶部2为阶梯形，该阶梯形朝向沟槽底部3方向突出，以最低处不超过沟槽底部3所在平面为限。

该阶梯形的每一个台阶朝向沟槽底部3方向的拐角处为圆角或者斜面时，更有利于气泡离开阳极底部。

实施例八、

参见图9，本发明预焙阳极的沟槽顶部2的中间部分为弧形，两端为直线。两端为弧线端低、阳极表面高的斜线也不影响本发明实施例的实现。

需要说明的是，实施例五至七描述的沟槽顶部形状都可以成为实施例八的中间部分，即中间部分可以是弧形、V形、阶梯形、拐角处为圆角或者斜面的阶梯形等，都不影响本发明实施例的实现。

实施例九、

本发明预焙阳极的沟槽顶部为弧形、V形或者阶梯形，均朝向沟槽底部方向突出，以最低处不超过沟槽底部所在平面为限。

预焙阳极的十二条棱边交界处有至少一个为圆弧角，该形状利于节约碳耗，提高电流强度。

实施例十、

沟槽的中心位置位于底边的等分点上。例如，两条沟槽则位于底边的三等分点上，三条沟槽则位于底边的四等分点上。或者，两条沟槽则位于底边的四等分点的第一个和第三个等分点上。

以上对本发明实施例提供的一种预焙阳极进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上可知，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种预焙阳极，其底面或侧面设有沟槽，其特征在于，所述沟槽纵截面的顶部长度大于所述沟槽纵截面的底部长度。

2.根据权利要求1所述的预焙阳极，所述沟槽的顶部任一点与顶部至少另一点到底部的距离不相等。

3.根据权利要求1所述的预焙阳极，所述沟槽的中间顶部到沟槽底部的距离小于所述沟槽的两端顶部到沟槽底部的距离。

4.根据权利要求1至3任一项所述的预焙阳极，所述沟槽顶部的横向宽度和/或纵向宽度不相等。

5.根据权利要求3所述的预焙阳极，所述沟槽纵截面顶部的形状为弧形、V形或者阶梯形。

6.根据权利要求5所述的预焙阳极，所述弧形的弧度为0.26π～0.62π。

7.根据权利要求5所述的预焙阳极，所述V形的中间夹角为90-165°。

8.根据权利要求5所述的预焙阳极，所述阶梯形朝向沟槽底部方向的拐角处为圆角或者斜面。

9.根据权利要求5至8任一项所述的预焙阳极，所述沟槽纵截面顶部的两端为与沟槽纵截面底部平行或者不平行的线段。

10.根据权利要求5至8任一项所述的预焙阳极，所述沟槽纵截面顶部的两端与沟槽纵截面底部的距离不相等。