CN102691074B - 一种降低阳极效应发生机率的曲面阳极及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种降低阳极效应发生机率的曲面阳极及生产方法。曲面阳极结构为：阳极的下面棱部位置呈凸曲面，阳极大面与底面通过凸曲面相贯，端头为渐变半径凸曲面与底面相贯。该结构阳极在电解槽中使用，并且能使气体沿着阳极底掌向边缘移动，在弧形棱边的引导作用下气体顺利从阳极端头和大面排出，减少阳极效应的产生机率；能很好借助流动的电解质，冲散气膜，从而降低了阳极效应的发生。整个曲面阳极可提高电解槽电流效率0.5～1.5%，缩短了气体气泡在阳极表面富集的时间，减少了阳极气体对阳极本体的侵蚀，降低阳极无效消耗。

Description

一种降低阳极效应发生机率的曲面阳极及生产方法
技术领域
本发明涉及一种铝电解阳极结构生产技术，具体是一种降低阳极效应发生机率的曲面阳极及生产方法。
背景技术
阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显，在铝电解生产中阳极效应的危害性，不仅表现在对生产的危害上，而且对生态环境的危害极其严重，当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。对于阳极效应的产生机理到目前尚未探明，但是能较好地解释阳极效应的发生机理的是“阳极过程改变学说”，这种观点认为：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，当达到一定程度后，则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒，这些炭粒附在阳极表面上，阻止了电解质与阳极的接触，使电解质不能很好地湿润阳极，就像水不能湿润涂油的表面一样，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，引起阳极效应。通常的处理方法是：用效应棒（木棒）熄灭，或降低阳极，增加氧化铝的下料量，达到熄灭阳极效应的目的，这些处理方法虽然有效，但是总存在一定的局限性，如处理不够及时、要消耗一定的材料等。
发明内容
本发明的目的是提供一种能降低阳极效应发生机率的曲面阳极及生产方法，该曲面阳极能及时导走电解质-阳极间形成的不良导电气膜，并且能很好借助流动的电解质，冲散气膜，从而降低了阳极效应的发生。
本发明通过对阳极的底部结构进行创新设计，将底部设计成曲面，曲面阳极结构为：阳极的下面棱部位置呈凸曲面，阳极大面与底面通过凸曲面相贯，端头为渐变半径凸曲面与底面相贯。
本发明的所述的曲面阳极生产方法为：
1、曲面阳极生产装置由成型机活动曲面底模和成型机上模组成；活动曲面底模设置在成型机模具底部，活动曲面底模与生阳极接触的工作面呈曲面；活动曲面底模由固定单元、可拆卸单元、2个能对开的活动单元组成，固定单元与可拆卸单元和能对开对关的活动单元配合。
2、在成型机底模上设置温控系统；成型机底模温度控制在沥青软化点以上5~10℃，使曲面阳极凸曲面弧获得更强的结构力；
3、在相邻阳极之间设15~20mm的填充焦下料区，在每装完一层阳极后对填充焦进行密实处理，使填充焦充分填充到因曲面弧生产的阳极之间的空隙内，对阳极在该部位有较好的支撑，从而提高阳极质量；
4、曲面阳极焙烧工艺中采取低温阶段快速通过低温软化区的控制技术，当曲面阳极温度为100~130℃时，以13~18℃/h升温速率进行升温，升温至230~260℃（使曲面阳极通过低温软化区时快速升温，缩短沥青迁移时间，防止制品缺棱掉角的产生）。
本发明打破了传统的阳极结构，该结构阳极在电解槽中使用，能使气体沿着阳极底掌向边缘移动，在弧形棱边的引导作用下气体顺利从阳极端头和大面排出，减少阳极效应的产生机率；另外并且能很好借助流动的电解质，冲散气膜，从而降低了阳极效应的发生。整个曲面阳极可提高电解槽电流效率0.5～1.5%，缩短了气体气泡在阳极表面富集的时间，减少了阳极气体对阳极本体的侵蚀，降低阳极无效消耗，可降低吨铝阳极碳耗5kg左右。因此，该曲面阳极具有降低阳极效应发生的机率和节碳的作用。在曲面阳极生产过程中，每吨曲面阳极节约糊料约5~10kg左右，减少原料消耗约0.6~2.5%左右。
附图说明
图1是本发明的曲面阳极成型机底模示意图。
图2是本发明的曲面阳极结构立体示意图。
图3是本发明的曲面阳极结构主视示意图。
图4是本发明的曲面阳极结构左视示意图。
图5是本发明的曲面阳极结构仰视示意图。
图1中，1―固定单元，2―可拆卸单元，3―2个能对开的活动单元。
具体实施方式
本发明的曲面阳极结构如图2-5所示, 阳极的下面棱部位置呈凸曲面，阳极大面与底面通过凸曲面相贯，端头为渐变半径凸曲面与底面相贯。端头渐变半径凸曲面弧从角部向阳极端面中心线方向延伸，长度为100～330mm，凸曲面弧半径从50～100mm逐渐收小至0~20mm。阳极大面的渐变半径凸曲面弧从角部向大面中心线方向延伸，长度为100～330mm，凸曲面弧半径从80～100mm逐渐收小至30~50mm。
所述的曲面阳极生产方法为：
1、曲面阳极生产装置由成型机活动曲面底模和成型机上模组成；活动曲面底模设置在成型机模具底部，活动曲面底模与生阳极接触的工作面呈曲面；活动曲面底模由固定单元1、可拆卸单元2、2个能对开的活动单元3组成，固定单元与可拆卸单元和能对开对关的活动单元配合。
2、在成型机底模上设置温控系统；成型机底模温度控制在沥青软化点以上5~10℃，使曲面阳极凸曲面弧获得更强的结构力；
3、在相邻阳极之间设15~20mm的填充焦下料区，在每装完一层阳极后对填充焦进行密实处理，使填充焦充分填充到因曲面弧生产的阳极之间的空隙内，对阳极在该部位有较好的支撑，从而提高阳极质量；
4、曲面阳极焙烧工艺中采取低温阶段快速通过低温软化区的控制技术，当曲面阳极温度为100~130℃时，以13~18℃/h升温速率进行升温，升温至230~260℃，使曲面阳极通过低温软化区时快速升温，缩短沥青迁移时间，防止制品缺棱掉角的产生。

Claims (3)

1.一种降低阳极效应发生机率的曲面阳极，其特征在于曲面阳极结构为：阳极的下面棱部位置呈凸曲面，阳极大面与底面通过凸曲面相贯，端头为渐变半径凸曲面与底面相贯；端头渐变半径凸曲面与底面相贯时，渐变半径凸曲面弧从角部向阳极端面中心线方向延伸，长度为100～330mm，凸曲面弧半径从50～100mm逐渐收小至0~20mm；阳极大面与底面通过凸曲面相贯时，渐变半径凸曲面弧从角部向大面中心线方向延伸，长度为100～330mm，凸曲面弧半径从80～100mm逐渐收小至30~50mm。
2.一种降低阳极效应发生机率的曲面阳极的生产方法，其特征在于按以下进行：
1）曲面阳极生产装置由成型机活动曲面底模和成型机上模组成，活动曲面底模设置在成型机模具底部，活动曲面底模与生阳极接触的工作面呈曲面；
2）在成型机底模上设置温控系统；成型机底模温度控制在沥青软化点以上5~10℃；
3）在相邻阳极之间设15~20mm的填充焦下料区，在每装完一层阳极后对填充焦进行密实处理，使填充焦充分填充到因曲面弧生产的阳极之间的空隙内；
4）曲面阳极焙烧工艺中，当曲面阳极温度为100~130℃时，以13~18℃/h升温速率进行升温，升温至230~260℃，使曲面阳极通过低温软化区时快速升温，缩短沥青迁移时间。
3.根据权利要求2所述的降低阳极效应发生机率的曲面阳极的生产方法，其特征在于所述的活动曲面底模由固定单元、可拆卸单元、2个能对开的活动单元组成，固定单元与可拆卸单元和能对开对关的活动单元配合。
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