CN102345141A - 带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块及其制备方法，顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有一排或两排炭碗，每排炭碗沿阳极炭块纵向排列，由3～5个炭碗组成；其中炭碗之间设有凹槽，阳极炭块底部设有沟槽，凹槽底部设有通孔与阳极炭块底部的沟槽连通。制备方法是采用带有对应的凸起的振模或压模用振动成型法或模压成型法制成炭块，再焙烧后切割出沟槽制成。本发明的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块具有制作工艺简便，工作效率高等特点，经过试验，采用该阳极炭块能够降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少。
Description
技术领域
本发明属于铝电解技术领域，特别涉及一种带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块
背景技术
对工业铝电解槽来说，有两个重要的技术经济指标，一个是电流效率，一个是直流电耗，两个指标虽然概念不同，但关系密切，铝电解的电流效率CE(％)与直流电耗W(kWh/t-Al)之间的关系可用如下公式来表示：
式中V平为铝电解的平均槽电压，由此公式可以看出，电解槽电流效率每提高1％，可使直流电耗降低150kWh/t铝左右，同时使铝产量增加1％；而槽电压降低0.1伏，能使直流电耗降低300kWh/t铝左右。
众所周知，铝电解槽内电流效率的降低是由于溶解在电解质熔体内的金属铝与阳极产生并排放出的CO2发生的所谓铝的二次反应引起的，这就意味着电解槽的阳极越大，阳极气体从阳极底掌下放出，然后逸出于电解质表面所引起的路程越长，与电解质熔体中金属铝发生的铝的二次反应就越多，造成电流效率损失也就越大。因此，让铝电解槽中阳极底掌表面生成的CO2气体能够快速地从阳极底掌表面逸出，缩短CO2在电解质中的停留时间则可以大大提高铝电解槽的电流效率。
基于上述理论，美国人发明了一种在电解槽的纵向方向从阳极底掌表面向上开2个沟槽的电解槽阳极技术，其目的是为了让电解槽阳极底掌下生成的阳极气体能部分地从沟槽中逸出来，以达到减少阳极气体与铝的二次反应的目的，这种电解槽阳极底掌上的沟槽的深度为200～250mm。然而由于这种沟槽太浅，在大部分的阳极工作时间内，其沟槽全部浸没在电解质熔体中，致使阳极气体在电解质熔体中的行程并没有缩短，其所受的阻力也没有减小，因此，其提高电解槽电流效率或降低电耗的效果并不明显。
其后，为了改进这种情况，人们又发明了其它结构型式的铝电解槽阳极技术，这其中包括李劼等人的1个阳极导杆、4个钢爪、4个小阳极的铝电解槽阳极技术，冯乃祥和彭建平发明的1个阳极导杆、8个钢爪、4个以上小阳极的专利技术；这些专利技术在工业上能够实施的话，固然对提高阳极气体的排放速度，提高电解槽的电流效率有好处，但是实际在运行过程中发现，这种单个小阳极技术，在电解槽上容易造成阳极的脱落，这种脱落是由于没有来 自于阳极钢爪之上的横梁在电解槽上表的高温情况下所产生的膨胀力对阳极炭碗横向作用力的支撑所致，因此开发一种有利于阳极快速排气的技术是目前急需解决的问题。
发明内容
针对现有铝电解槽阳极在排气上存在的上述问题，本发明提供一种带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块及其制备方法，通过在炭阳极单个阳极炭块炭碗之间设置凹槽，凹槽通过通孔与阳极炭块底部的沟槽连通，使阳极炭块在工作时阳极产生的气体排放畅通均匀，减少气体从电解质中逸出对阴极铝液波动影响，既能避免阳极脱落，又能使气体从阳极底掌表面快速排出。
本发明的带有排气通道的异形结构铝电解槽炭阳极的阳极炭块的顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有一排或两排炭碗，每排炭碗沿阳极炭块纵向排列，由3～5个炭碗组成；其中炭碗之间设有凹槽，阳极炭块底部设有沟槽；其中凹槽底部设有通孔与阳极炭块底部的沟槽连通。
上述的阳极炭块中，当阳极炭块顶面上设有一排炭碗时，相邻两个炭碗之间设有横向凹槽；当阳极炭块顶面上设有两排炭碗时，在两排炭碗之间设有纵向凹槽，或者同一排的相邻两个炭碗之间设有横向凹槽并且在两排炭碗之间设有纵向凹槽，当同时设有横向凹槽和纵向凹槽时，横向凹槽与纵向凹槽连通。
上述的沟槽位于与每个凹槽在阳极炭块底面相对应的位置；每个凹槽底部设有至少一个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通。
上述的横向凹槽的轴线与阳极炭块的纵向轴线垂直，横向凹槽的轴线位于相邻两个炭碗正中，横向凹槽的两端通到阳极炭块两个长边上的倒角上；上述的纵向凹槽的轴线与阳极炭块的轴线平行；纵向凹槽位于相邻两排炭碗正中，纵向凹槽的两端通到阳极炭块两个短边上的倒角上。
上述的沟槽的顶部距阳极炭块顶部高度为20～50cm，沟槽的底部通到阳极炭块的底表面，其中与横向凹槽相对应的沟槽为横向沟槽，与纵向凹槽相对应的沟槽为纵向沟槽，横向沟槽的长度与阳极炭块宽度相等，纵向沟槽的长度与阳极炭块长度相等，各沟槽的宽度为1.0～3.5cm。
上述的凹槽的横截面为倒置的等腰三角形或倒置的等腰梯形，凹槽高度为3～10cm；当凹槽的横截面为倒置的等腰三角形时，该凹槽顶面的宽度为3～10cm；当凹槽的横截面为倒置的等腰梯形时，该凹槽的顶面宽度为5～10cm，底面的宽度为3～8cm。
上述的通孔在凹槽底部，且其纵向轴线与阳极炭块底面垂直。
上述的通孔分为小通孔和大通孔，小通孔的横截面为圆形、椭圆形、正方形或长方形，面积为3～18cm2，其中当小通孔的横截面为方形或长方形时，该方形或长方形的四个角为圆角；大通孔的横截面为长方形，面积为18～500cm2。
上述的阳极炭块中，当通孔的长度与阳极炭块的长度相同时，通孔与沟槽连接在一起，将一个阳极炭块在纵向断开形成两个相同的小阳极炭块
本发明的带有排气通道的异形结构铝电解槽炭阳极是由20个以上的单体的具有上述异型结构阳极炭块组成的，单个阳极炭块的制备方法为：
采用振动成型法或模压成型法制作阳极炭块生坯；当采用振动成型法时，其振模内的上部重锤的下表面带有对应的凸起；当采用模压成型法时，其压模内的上模芯的下表面带有对应的凸起；在振动成型或模压成型时在阳极炭块生坯上制成炭碗、凹槽和高度在20～50cm的深孔；阳极炭块生坯出模并冷却后，置入焙烧炉焙烧到1100～1300℃，制成顶部带有炭碗、深孔和凹槽的阳极炭块焙烧体；再在阳极炭块焙烧体底部物理切割开设沟槽，并使沟槽与深孔或者槽形通道连通，形成通孔，制成带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块；所述的对应的凸起是指与阳极炭块上的炭碗、凹槽和通孔位置相应的凸起结构。
本发明的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块在使用前在凹槽上设置盖板，横向凹槽上设置横向盖板，横向盖板盖在横向凹槽上，横向盖板的长度与阳极炭块的宽度相同；纵向凹槽的上方设置纵向盖板，纵向盖板盖在纵向凹槽上，纵向盖板的长度与阳极炭块的长度相同；当阳极炭块上同时有横向盖板和纵向盖板时，纵向盖板与横向盖板连接构成一体结构，盖板之上覆盖冰晶石粉，然后装配到铝电解槽中阳极爪上。
上述的盖板选用炭质材料或无机材料或金属材料，选用的无机材料可以是耐火材料板或耐火纤维板，选用的金属材料的材质为铝板或铁板；选用炭块或耐火材料板或耐火纤维板时，其盖板的厚度为5～20cm，选用铝板或铁板时，铝板或铁板的厚度为1～4mm，当选用铁板时，铁板上可带孔，孔上焊有上口高于阳极上表面所覆盖的电解质和氧化铝保温料厚度的铁管，使之更有利于阳极气体排出槽外。
本发明的带有排气通道的异形结构铝电解槽炭阳极的阳极炭块的工作原理是：进行铝电解时，阳极炭块底面生成的CO2气体大部经由沟槽上升进入通孔中，再由通孔汇集到阳极炭块上表面的凹槽内，进入到盖板和凹槽之间的空腔内，并经由此空腔从盖板的端部或上部的铁管排出到阳极炭块外。
本发明的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块具有制作工艺简便，工作效率高等特点，经过试验，采用该阳极炭块能够降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的 逸出对阴极铝液波动影响明显减少，有利于电流效率的提高，同时避免了小阳极炭块的脱落现象，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1的带有排气通道的异形结构铝电解槽炭阳极单体阳极炭块剖面结构示意图；
图2为图1的A-A面剖图；
图3为图1的B-B面剖图；
图4为图1的C-C面剖图；
图5为图1的D-D面剖图；
图6为图1的E-E面剖图；
图7为本发明实施例2的带有排气通道的异形结构铝电解槽单体阳极炭块剖面结构示意图；
图8为图7的A-A面剖图；
图9为图7的B-B面剖图；
图10为图7的C-C面剖图；
图11为图7的D-D面剖图；
图12为图7的E-E面剖图；
图13为本发明实施例3的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图14为图13的A-A面剖图；
图15为图13的B-B面剖图；
图16为图13的C-C面剖图；
图17为图13的D-D面剖图；
图18为图13的E-E面剖图；
图19为本发明实施例4的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图20为图19的A-A面剖图；
图21为图19的B-B面剖图；
图22为图19的C-C面剖图；
图23为图19的D-D面剖图；
图24为图19的E-E面剖图；
图25为本发明实施例5的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图26为图25的A-A面剖图；
图27为图25的B-B面剖图；
图28为图25的C-C面剖图；
图29为图25的D-D面剖图；
图30为图25的E-E面剖图；
图31为本发明实施例6的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图32为图31的A-A面剖图；
图33为图31的B-B面剖图；
图34为图31的C-C面剖图；
图35为图31的D-D面剖图；
图36为图31的E-E面剖图；
图37为本发明实施例7的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图38为图37的A-A面剖图；
图39为图37的B-B面剖图；
图40为图37的C-C面剖图；
图41为图37的D-D面剖图；
图42为图37的E-E面剖图；
图43为本发明实施例8的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图44为图43的A-A面剖图；
图45为图43的B-B面剖图；
图46为图43的C-C面剖图；
图47为图43的D-D面剖图；
图48为图43的E-E面剖图；
图49为本发明实施例9的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意图；
图50为图49的A-A面剖图；
图51为图49的B-B面剖图；
图52为图49的C-C面剖图；
图53为图49的D-D面剖图；
图54为图49的E-E面剖图；
图55为本发明实施例10的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构示意 图；
图56为图55的A-A面剖图；
图57为图55的C-C面剖图；
图中1、阳极炭块，2、炭碗，3、凹槽，4、通孔，5、沟槽，6、盖板。
具体实施方式
本发明实施例中的炭碗的内径为100～250mm，深度为100～200mm。
实施例1
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图1所示，A-A面结构如图2所示，B-B面结构如图3所示，C-C面结构如图4所示，D-D面结构如图5所示，E-E面结构如图6所示；阳极炭块1的顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有两排炭碗，每排炭碗沿阳极炭块纵向排列，由4个炭碗2组成；炭碗之间设有凹槽3，凹槽底部设有通孔4与阳极炭块底部的沟槽5连通；凹槽上方设有盖板6；
同一排炭碗上的相邻两个炭碗之间设有横向凹槽，在两排炭碗之间设有纵向凹槽，横向凹槽与纵向凹槽互相连通；
每个凹槽在阳极炭块底面相对应的位置上设有沟槽；每个凹槽底部设有3个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通。
横向凹槽的轴线与阳极炭块的纵向轴线垂直，横向凹槽的轴线位于相邻两个炭碗正中，横向凹槽的两端通到阳极炭块两个长边上的倒角上；纵向凹槽的轴线与阳极炭块的轴线平行；纵向凹槽位于相邻两排炭碗正中，纵向凹槽的两端通到阳极炭块两个短边上的倒角上；
各沟槽的顶部距阳极炭块顶部高度为20～50cm，底部通到阳极炭块的底表面，其中与横向凹槽相对应的沟槽为横向沟槽，与纵向凹槽相对应的沟槽为纵向沟槽，横向沟槽的长度与阳极炭块宽度相等，纵向沟槽的长度与阳极炭块长度相等，各沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
各凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔的纵轴线与阳极炭块底面垂直；
通孔为小通孔，横截面为四个角为圆角的长方形，面积为10cm2；
制备方法为：
采用振动成型制作阳极炭块生坯，振模内炭糊上部的重锤的下表面带有对应的凸起，对应凸起是指与阳极炭块上的炭碗、凹槽和深孔位置相应的凸起结构，在振动成型时在阳极炭块生坯上制成炭碗凹槽和高度在20～50cm的深孔，然后将脱模后的这种阳极炭块生坯送到焙烧炉中，在1100～1300℃的温度下进行焙烧，制成带有炭碗、凹槽和深孔的阳极炭块焙烧体； 然后再在阳极炭块焙烧体底部物理切割开设沟槽，并使沟槽与深孔连通，形成通孔，制成带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块；
制成后在凹槽上设置盖板；盖板搭在凹槽上，使盖板与炭块形成一体，在盖板和凹槽之间形成断面为三角形的孔道。
经过试验，采用该阳极炭块能够降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例2
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图7所示，A-A面结构如图8所示，B-B面结构如图9所示，C-C面结构如图10所示，D-D面结构如图11所示，E-E面结构如图12所示；阳极炭块1的顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有一排炭碗沿阳极炭块纵向排列，一排炭碗由4个炭碗2组成；炭碗之间设有凹槽3，凹槽底部设有通孔4与阳极炭块底部的沟槽5连通；凹槽上方设有盖板6；
相邻两个炭碗之间设有横向凹槽；每个凹槽在阳极炭块底面相对应的位置上设有沟槽；每个凹槽底部设有7个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通；
横向凹槽的轴线与阳极炭块的纵向轴线垂直，横向凹槽的轴线位于相邻两个炭碗正中，横向凹槽的两端通到阳极炭块两个长边上的倒角处；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，底面与阳极炭块的底面连通，沟槽的长度与阳极炭块宽度相等，各沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm；顶面的宽度为3～10cm；
通孔的纵轴线与阳极炭块底面垂直；
通孔为小通孔，横截面为四个角为圆角的长方形，面积为12cm2；
制备方法为：
采用模压成型法制作炭块，其压模内的上模芯的下表面带有对应的凸起，在模压成型时在阳极炭块生坯上制成炭碗、凹槽和高度在20～50cm的深孔，其余部分同实施例1；
在凹槽上设置横向盖板；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例3
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图13所示，A-A面结构如图14所示，B-B面结构如图15所示，C-C面结构如图16所示，D-D面结构如图17所示，E-E面 结构如图18所示；结构同实施例1，不同点在于：横向凹槽上设有两个通孔与相对应的沟槽连通，纵向凹槽上设有一个通孔与相对应的沟槽连通；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔为大通孔，横截面为长方形，横向凹槽内的两个通孔的横截面面积为50cm2，纵向凹槽内的通孔的面积为390cm2；
制备方法同实施例1；
在凹槽上设置盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例4
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图19所示，A-A面结构如图20所示，B-B面结构如图21所示，C-C面结构如图22所示，D-D面结构如图23所示，E-E面结构如图24所示；结构同实施例1，不同点在于：每个凹槽底部设有1个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，各沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，凹槽高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔为大通孔，横截面为长方形，横向凹槽内的通孔面积为100cm2，纵向凹槽内的通孔面积为390cm2；各通孔互相连通；
制备方法同实施例2；
在凹槽上设置盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例5
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图25所示，A-A面结构如图26所示，B-B面结构如图27所示，C-C面结构如图28所示，D-D面结构如图29所示，E-E面结构如图30所示；结构同实施例1，不同点在于：每个横向凹槽内设有1各通孔与相对应的沟槽连通，纵向凹槽内设有4各通孔与相对应的沟槽连通；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，各沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔为大通孔，横截面为长方形，横向凹槽内的通孔的横截面面积为100cm2，纵向凹槽内的通孔的面积为300cm2；
制备方法同实施例1；
在凹槽上设置盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例6
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图31所示，A-A面结构如图32所示，B-B面结构如图33所示，C-C面结构如图34所示，D-D面结构如图35所示，E-E面结构如图36所示；结构同实施例1，不同点在于：每个横向凹槽底部设有2个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通；每个纵向凹槽内设有4个通孔与相对应的沟槽连通；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔为大通孔，横截面为长方形，面积为50cm2；
制备方法同实施例2；
在凹槽上设置盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例7
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图37所示，A-A面结构如图38所示，B-B面结构如图39所示，C-C面结构如图40所示，D-D面结构如图41所示，E-E面结构如图42所示；结构同实施例6，不同点在于：三个横向凹槽分别与纵向凹槽连接的三个交点处还分别设有一个小通孔，小通孔横截面为圆形，面积为11cm2；
制备方法同实施例1；
在凹槽上设置盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例8
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图43所示，A-A面结构如图44所示，B-B面结构如图45所示，C-C面结构如图46所示，D-D面结构如图47所示，E-E面 结构如图48所示，阳极炭块1的顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有两排炭碗，每排炭碗沿阳极炭块纵向排列，由4个炭碗2组成；炭碗之间设有凹槽3，凹槽底部设有通孔4与阳极炭块底部的沟槽5连通，凹槽上方设有盖板6；
凹槽为在两排炭碗之间的纵向凹槽；凹槽在阳极炭块底面相对应的位置上设有沟槽；凹槽底部设有1个通孔与沟槽连通；
纵向凹槽的轴线与阳极炭块的轴线平行；纵向凹槽位于相邻两排炭碗正中，纵向凹槽的两端通到阳极炭块两个短边上的倒角位置上；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，底面与阳极炭块的底面连通，沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔的纵轴线与阳极炭块底面垂直；
通孔为大通孔，横截面为长方形，面积为390cm2；
制备方法同实施例2；
在凹槽上设置纵向盖板，方法同实施例1。
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例9
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图49所示，A-A面结构如图50所示，B-B面结构如图51所示，C-C面结构如图52所示，D-D面结构如图53所示，E-E面结构如图54所示；结构同实施例2，不同点在于：
每个凹槽底部设有1个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为20～50cm，沟槽的宽度为2.5～3.5cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为3～10cm，顶面的宽度为3～10cm；
通孔为大通孔，横截面为长方形，面积为100cm2；
制备方法同实施例1；
在凹槽上设置横向盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
实施例10
带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块剖面结构如图55所示，A-A面结构如图56 所示，C-C面结构如图57所示；阳极炭块顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有一排或两排炭碗2，每排炭碗2沿阳极炭块1纵向排列，由4个炭碗组2成；炭碗2之间设有凹槽3，阳极炭块1底部设有沟槽5；凹槽3底部设置通孔4与沟槽5连通，通孔4的长度与阳极炭块1的长度相同，通孔4与沟槽5连接在一起，将阳极炭块在纵向断开形成两个相同的小阳极炭块；
凹槽为纵向凹槽，位于两排炭碗之间；
沟槽的顶面距阳极炭块顶部高度为40cm，沟槽的宽度为3cm；
凹槽的横截面为倒置的三角形，高度为6cm，顶面的宽度为6m；
通道宽度与沟槽相同，长度为150cm，横截面积为450cm2；
制备方法为：采用振动成型法制作阳极炭块生坯；振模内的上部重锤的下表面带有对应的凸起，在振动成型时在阳极炭块生坯上制成炭碗、凹槽以及高度在40cm且长度与阳极炭块相同的深孔；阳极炭块生坯出模并冷却后，置入焙烧炉焙烧到1100～1300℃，制成带有炭块、深孔和凹槽的阳极炭块焙烧体；再在阳极炭块焙烧体底部物理切割开设沟槽，并使沟槽与深孔连通，将一个阳极炭块分割成两个小阳极炭块，制成带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块；在凹槽上设置横向盖板，方法同实施例1；
经过试验，采用该阳极炭块降低槽电压，阳极产生的气体排放畅通均匀，气体的逸出对阴极铝液波动影响明显减少，未发生阳极炭块的脱落现象。
Claims (10)
1.一种带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，顶面边部设有倒角，顶面上均匀分布有一排或两排炭碗，每排炭碗沿阳极炭块纵向排列，由3～5个炭碗组成；其特征在于炭碗之间设有凹槽，阳极炭块底部设有沟槽；其中凹槽底部设有通孔与阳极炭块底部的沟槽连通。
2.根据权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于当阳极炭块顶面上设有一排炭碗时，相邻两个炭碗之间设有横向凹槽；当阳极炭块顶面上设有两排炭碗时，在两排炭碗之间设有纵向凹槽，或者同一排的相邻两个炭碗之间设有横向凹槽，或同时设有上述两种凹槽。
3.根据权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于所述的沟槽位于每个凹槽在阳极炭块底面相对应的位置；每个凹槽底部设有至少一个通孔与该凹槽相对应的沟槽连通。
4.根据权利要求2所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于横向凹槽的轴线与阳极炭块的纵向轴线垂直，横向凹槽的轴线位于阳极炭块纵向方向上的相邻两个炭碗正中，横向凹槽的两端通到阳极炭块两个长边上的倒角处；纵向凹槽的轴线与阳极炭块的轴线平行；纵向凹槽位于阳极炭块纵向方向上的相邻两排炭碗正中，纵向凹槽的两端通到阳极炭块两个短边上的倒角处。
5.根据权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于所述的沟槽的顶部距阳极炭块顶部高度为20～50cm，沟槽的底部通到阳极炭块的底表面，各沟槽的宽度为1.0～3.5cm。
6.根据权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于所述的凹槽的横截面为倒置的等腰三角形或倒置的等腰梯形，凹槽高度为3～10cm；当凹槽的横截面为倒置的等腰三角形时，该凹槽顶面的宽度为3～10cm；当凹槽的横截面为倒置的等腰梯形时，该凹槽的顶面宽度为5～10cm，底面的宽度为3～8cm。
7.根据权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于所述的通孔在凹槽底部，且其纵轴线与阳极炭块底面垂直。
8.根据权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于所述的通孔分为小通孔和大通孔，小通孔的横截面为圆形、或椭圆形、或方形或长方形，面积为3～18cm2，其中当小通孔的横截面为方形或长方形时，该方形或长方形的四个角为圆角；大通孔的横截面为长方形，面积为18～500cm2。
9.根据权利要求1所述的一种带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块，其特征在于当通孔的长度与阳极炭块的长度相同时，通孔与沟槽连接在一起，将一个阳极炭块在纵向断开形成两个相同的小阳极炭块。
10.权利要求1所述的带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块的制备方法，其特征在于：采用振动成型法或模压成型法制作阳极炭块生坯；当采用振动成型法时，其振模内的上部重锤的下表面带有对应的凸起；当采用模压成型法时，其压模内的上模芯的下表面带有对应的凸起；在振动成型或模压成型时在阳极炭块生坯上制成炭碗、凹槽和高度在20～50cm的深孔；阳极炭块生坯出模并冷却后，置入焙烧炉焙烧到1100～1300℃，制成顶部带有炭碗、深孔和凹槽的阳极炭块焙烧体；再在阳极炭块焙烧体底部物理切割开设沟槽，并使沟槽与深孔或者槽形通道连通，形成通孔，制成带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块；所述的对应的凸起是指与阳极炭块上的炭碗、凹槽和通孔位置相应的凸起结构。
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