CN201268725Y - 开有导流槽的预焙阳极炭块 - Google Patents
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Abstract
开有导流槽的预焙阳极炭块，涉及一种电解铝生产的预焙阳极炭块。包括预焙阳极本体、在预焙阳极本体的底部向上开有的一个或多个导流槽；其特征在于其向上开至炭块内部的导流槽的顶边与水平成2°～10°倾角。本实用新型的预焙阳极炭块底部开有的导流槽，导流槽上顶边与水平成2°～10°倾角，带倾角的导流槽可快速、连续、稳定地将预焙阳极底部产生气体的排出，不仅降低气体引起的气泡电压而且减小排气时引起的槽电压波动。另外，利用倾角可将气体排到氧化铝喂入点，使附近的电解质产生的搅动，有利于氧化铝颗粒的更快地溶解到电解质中，提高电解质中氧化铝的速度，从而减少电极浓差电压，进一步提高电解槽能源效率。
Description
技术领域
开有导流槽的预焙阳极炭块，涉及一种电解铝生产的预焙阳极炭块。
背景技术
在电解铝生产中，电能消耗对电解铝生产成本的影响很很大。许多研究都是针对降低电能消耗进行的。特别是近年来我国的电解铝生产迅猛发展，产量已达千万吨，节电降耗的压力更加迫切。针对节能降耗的研发成为目前铝电解技术研发的热点。为了降低铝电解电能消耗，对阳极炭块进行改进也是方向之一，如中国专利ZL200520200777.9：“底部开槽的预焙阳极”的中国专利就是针对阳极炭块进行的改进。
采用底部开槽的预焙阳极可以在很大程度上解决气泡电压问题，但是仍然有两个问题有待进一步解决：
1、槽电压的波动
上世纪九十年代，薛继来教授对预焙阳极底部产生的CO2和CO气泡的形成和排放作了研究和总结(Light Metals，1995，265～271页)：单个气泡形成后并不马上从底部排出，而是聚合成一个大面积的薄片状气膜，最后无规则地从预焙阳极底部一侧排出。测量到的槽电压是波动。采用底部开槽的预焙阳极后，槽电压的波动减少了，但由于开的槽底仍然是平整，薄片状气膜还会产生，槽电压的波动依然存在。
2、浓差电压
邱竹贤教授的《预焙槽炼铝》(冶金工业出版社)指出“槽电压是由反电势、电解质电压降、阳极电压降、阴极电压降和外线路中极电压降五部分组成。”其分配比例如下表所示：
| 项目 | 电压/V | 百分比％ |
| 反电势 | 1.7 | 42.5 |
| 电解质电压降 | 1.4 | 35.0 |
| 阳极电压降 | 0.3 | 7.5 |
| 阴极电压降 | 0.4 | 10.0 |
| 外线路中极电压降 | 0.2 | 5.0 |
| 总计 | 4.0 | 100 |
上述的反电势不仅包括预焙阳极底部产生的CO2和CO气泡形成的气泡电压还包括浓差电压。
在铝电解过程中，阴极表面上析出铝而炭阳极上吸附阳极气体；同时阴极近层液中铝离子浓度减少、钠离子增多；阳极近层液中氧离子浓度减少、氟离子增多；结果阴阳两极的电位偏移。
在阴阳电极之间由于磁场和温差的存在，使得电解液能够搅动，浓差减少；但在氧化铝点式下料和电解液的接触处的磁场和温差明显小于阴阳电极之间，因此如果利用倾角将气体排到氧化铝喂入点，使附近的电解质产生的机械搅动，有利于氧化铝颗粒更快地溶解到电解质中，提高电解质中氧化铝的浓度，从而减少电极浓差电压。一般过电压值仅为0.55V，但相对于4.0V的整体槽电压，过电压的就不可忽略。
发明内容
本实用新型的目的是就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效、及时地排出阳极产生的CO2和CO气体，而且连续、稳定地排出，从而减少槽电压的波动；同时改进氧化铝的溶解速度，减少浓差电压的开有导流槽的预焙阳极炭块。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
开有导流槽的预焙阳极炭块，包括预焙阳极本体、在预焙阳极本体的底部向上开有的一个或多个导流槽；其特征在于其向上开至炭块内部的导流槽的顶边与水平成20～100倾角。
本实用新型的开有导流槽的预焙阳极炭块，其特征在于所述的导流槽顶边为一条水平成20～100倾角的斜线。
本实用新型的开有导流槽的预焙阳极炭块，其特征在于所述的导流槽的顶边由两条相交点位于炭块中部、并由相交点分别斜向上、与水平成20～100倾角的斜线组成。
本实用新型的开有导流槽的预焙阳极炭块，其特征在于所述的导流槽的槽宽度为10～20mm，开槽平均深度为阳极块高度的二分之一。
本实用新型的开有导流槽的预焙阳极炭块，开有的导流槽向电解槽中心线一边倾斜或向两边倾斜，预焙阳极底部产生气体形成的气泡可以沿导流槽上顶边斜向上运动，克服了已有技术水平顶连气泡滞集的现象，可以快速、连续、稳定地将预焙阳极底部产生气体的排出，在降低气体引起的气泡电压的同时减小排气时引起的槽电压波动。另外，利用倾角可将气体排出时产生的电解质搅动的位置引导到氧化铝喂入点，有利于氧化铝颗粒的更快地溶解到电解质中，提高电解质中氧化铝的浓度，从而减少电极浓差电压，进一步提高电解槽能源效率。
附图说明
图1为本实用新型一种结构的示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为图1所示的结构预焙阳极炭块使用时的结构示意图。
图4为本实用新型另一种结构示意图。
图5为图4的侧视图。
具体实施方式
开有导流槽的预焙阳极炭块，包括预焙阳极本体1、在预焙阳极本体的底部向上开有的一个或多个导流槽2；其特征在于其向上开至炭块内部的导流槽的顶边3与水平成20～100倾角。
实施例1
在预焙阳极的成型模具设计时，就考虑在底部增开平行于长度方向的两条导流槽，在底部的等分点上，两条等宽的沟槽的宽度为15mm，垂直方向的深度为300mm。向一侧倾斜，与水平面的倾角为40。。如图1和图2所示。预焙阳极的其余结构与常规的相同。在现场使用中，与相同尺寸的普通开槽预焙阳极相比，平均槽电压波动减少18％，平均槽电压降低0.08V。
实施例2
在预焙阳极的成型模具设计时，就考虑在底部增开垂直于长度方向的三条导流槽，在底部的等分点上，三条等宽的沟槽的宽度为15mm，垂直方向的深度为300mm。如照图4所示，向两侧倾斜，与水平面的倾角为80。。预焙阳极的其余结构与常规的相同。在现场使用中，与相同尺寸的普通开槽预焙阳极相比，平均槽电压波动减少19％，平均槽电压降低0.03V。
实施例3
在底部增开平行于长度方向的两条导流槽，在底部的等分点上，两条等宽的沟槽，向一侧倾斜，与水平面的倾角为20。。如图1和图2所示。预焙阳极的其余结构与常规的相同。在现场使用中，与相同尺寸的普通开槽预焙阳极相比，平均槽电压波动减少18％，平均槽电压降低0.08V。
实施例4
在预焙阳极的成型模具设计时，就考虑在底部增开垂直于长度方向的三条导流槽，在底部的等分点上，向两侧倾斜，与水平面的倾角为80。，见照图3。预焙阳极的其余结构与常规的相同。在现场使用中，与相同尺寸的普通开槽预焙阳极相比，平均槽电压波动减少19％，平均槽电压降低0.03V。
Claims (4)
1.开有导流槽的预焙阳极炭块，包括预焙阳极本体、在预焙阳极本体的底部向上开有的一个或多个导流槽；其特征在于其向上开至炭块内部的导流槽的顶边与水平成2°～10°倾角。
2.根据权利要求1所述的开有导流槽的预焙阳极炭块，其特征在于所述的导流槽顶边为一条水平成2°～10°倾角的斜线。
3.根据权利要求1所述的开有导流槽的预焙阳极炭块，其特征在于所述的导流槽的顶边由两条相交点位于炭块中部、并由相交点分别斜向上、与水平成2°～10°倾角的斜线组成。
4.根据权利要求1所述的开有导流槽的预焙阳极炭块，其特征在于所述的导流槽的槽宽度为10～20mm，开槽平均深度为阳极块高度的二分之一。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CNU2008201226838U CN201268725Y (zh) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | 开有导流槽的预焙阳极炭块 |
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| CNU2008201226838U CN201268725Y (zh) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | 开有导流槽的预焙阳极炭块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201268725Y true CN201268725Y (zh) | 2009-07-08 |
Family
ID=40841322
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914787A (zh) * | 2010-08-25 | 2010-12-15 | 湖南创元铝业有限公司 | 一种预焙阳极 |
| WO2013034024A1 (zh) * | 2011-09-05 | 2013-03-14 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 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 |
-
2008
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Cited By (2)
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| WO2013034024A1 (zh) * | 2011-09-05 | 2013-03-14 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 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 |
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