CN201704421U - 一种用于铝电解的开槽碳阳极 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于铝电解的开槽碳阳极，包括阳极，碗孔，碗孔均匀布置在整个开槽阳极的中间，其特征在于：将开槽碳阳极底掌的四周的直角边切割，切割后的倒角大于90°小于或等于135°角，并在阳极的两个端头或端面设有若干条上下贯通槽。改进后的开槽碳阳极疏通了排逸渠道，以减少电解挥发气体排逸阻力，使阳极在电解过程中底部所生的CO₂、CO和其他挥发气体能顺畅地从阳极四周和贯通槽中排出，减少了挥发气体集结形成的气膜，增加阳极导电面积，提高电解效率；同时由于电解挥发气体的顺畅排出，增强了电解状态的稳定性，避免大量挥发气体集结后引起铝液的过于波动和阳极开裂与过快消耗，实现提高电解效率和节能的目的。

Description

一种用于铝电解的开槽碳阳极

技术领域

本实用新型属于电解铝设备领域，尤其涉及铝电解的开槽碳阳极形状结构。

背景技术

在铝电解工业生产中，目前普遍采用的是冰晶石-氧化铝溶盐电解槽电解法。阳极作为电解槽的核心，其电解反应产生的CO₂和CO以及其他挥发气体等，容易在阳极底掌形成气泡，这些气泡形态挥发气体，一部份能顺着阳极四面逸出，余下一部分则会在阳极底掌逐渐集结，形成一种气膜，从而影响阳极导电而增大电解槽电阻，因而增加了电解耗电；另外电解槽由于挥发气体排出不畅通，会时而引起铝液的波动和阳极开裂与过快消耗。因此，电解槽阳极结构、几何形状、尺寸以及电解生产中的阳极管理等因素皆与阳极消耗有关。在通过改变铝电解槽阳极结构、几何形状来降低电耗和阳极消耗的研究方面，我们检索到如下国内外公开文献：

1.【题名】电解铝降低阳极碳耗的途径与措施【作者】朱丹青【机构】沈阳铝镁设计研究院，辽宁沈阳110001【刊名】轻金属.2008(8).-25-28【文摘】推导出炭阳极与CO2作用以及炭阳极与空气反应阳极消耗数量的计算公式和在电解铝生产过程中如何确定过量消耗碳量。电解过程中炭阳极消耗与电解槽设计、电解工艺操作、阳极质量等有关，并提出了新型阳极炭块形状及结构型式，阳极碳毛耗可望降至460kg/t-Al。但该结构的炭阳极沟槽开设在阳极炭块的底部，虽然在一定程度上方便CO₂的排出，还是会气膜的形成并增加电耗。

2.中国专利，名称：一种节能环保型结构铝电解槽的阳极碳块，申请(专利)号：CN200820081509.3申请日：2008.06.27，分类号：C25C3/12(2006.01)I  申请(专利权)人：云南润鑫铝业有限公司，摘要：该实用新型提供一种节能环保型结构铝电解槽的阳极碳块，其在阳极底掌上设置凹槽，使阳极底掌上产生的CO₂、CO及其它气体能够尽快经凹槽从阳极底掌排出，以减少气泡的形成机会，增加阳极与电解质液面的导电面积，降低槽电阻，提高电流效率；降低阳极热应力，让高温热电解质直接进入凹槽内，使阳极受热良好，避免阳极冷、热不均，减小阳极内部热变形应力，防止阳极开裂；同时加快新换阳极的升温速度，有利新换阳极尽快参与电解反应，降低电耗，减小阳极偏流，确保电解槽平稳。但随电解时间的延伸和阳极的消耗，该结构的凹槽会堵塞或消失而逐渐失去排逸效能。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有电解铝生产中阳极存在的挥发气体排逸不畅带来的电耗高、阳极消耗快的问题，提供一种用于铝电解的开槽碳阳极。

本实用新型是这样实现的：

用于铝电解的开槽碳阳极，包括阳极，碗孔，碗孔布置在整个开槽阳极的中间，其特征在于：将开槽碳阳极底掌的四周的直角边切割，切割后的倒角大于90°，小于或等于135°角，减少阳极排气阻力以使阳极底部的挥发气体依自身的浮力顺畅地从阳极四周挥发出来，增加阳极排气能力和导电性，提高电解效率；同时在阳极的两个端头或端面设有上下贯通槽，使挥发气体能在阳极寿命始终顺畅排出。

以上所述的用于铝电解的开槽碳阳极，其碳阳极底掌的四周的直角边切割后的倒角割最佳为135°角。

以上所述的用于铝电解的开槽碳阳极，其阳极的两个端头或端面所设的上下贯通槽为二条或两条以上，并均匀分布在阳极端头或端面上，以使阳极底部的挥发气体除从四周排逸外，还能顺畅从端头贯通槽排逸，有利于电解稳定性，增加阳极导电性，提高电解效率，降低阳极消耗。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.现有阳极底掌四周边均为直角，挥发气体排逸阻力大。本技术将阳极底掌四条直角边改进为90°～135°(不包括90°)角边，接近流线形以减少排逸阻力，电解挥发气体顺畅排逸，增加电解阳极导电面积，提高电解效率；

2.现有阳极底掌或为平面或为开槽，不能实现挥发气体在阳极寿命始终顺畅排出；本技术在阳极两个端头(面)各设置上下贯通槽，贯通槽由于上下贯通，其排逸功能存在阳极寿命的始终，始终实现降低电耗和阳极消耗的目的。

附图说明：

图1为本实用新型主视立体图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的右视图。

图中，1为碳阳极，2为碗孔，3为上下贯通槽，4为阳极底掌周边切割后的倒角

具体实施方式

实施例

如图1所示，一种用于铝电解的开槽碳阳极，包括阳极(1)，碗孔(2)，碗孔(2)均匀布置在整个开槽阳极的中间，将开槽碳阳极底掌的四周的直角边切割为135°角，并在阳极的两个端头或端面设有四条10×15mm上下贯通槽，并均匀分布在阳极端头或端面上。

使用该发明创造后的经济效益：

该实用新型主要是对原来阳极产品的形状进行改造，改造后阳极成品的重量由原来约为930Kg/块降到910-915Kg/块，并且在铝电解槽使用中没有影响到阳极产品的寿命，按初步试生产的结果，使用该开槽阳极产品以后，每吨铝所耗用的阳极比原来减少10Kg左右，阳极使用寿命比同类产品延长4-6天。按照公司产能年产72万吨预焙阳极，可供电解铝生产出144万吨铝，每生产1吨铝节约10Kg阳极，可节约14400吨阳极，每年可为电解铝生产节约4000-5000万元有良好的经济效益和社会效益。

此使用新型产品如能在全国推广，则每年可减少阳极消耗13--15万吨，节省石油焦约14万吨，节约能耗近42000KWh，相当于节约标煤1.7万吨，二氧化硫减少排放1000吨；如加计在铝电解生产中的节能，则铝电解生产相当于可再节能5×108KWh，节约标煤20万吨，节能效果极为显著。

Claims (3)

1.一种用于铝电解的开槽碳阳极，包括阳极(1)，碗孔(2)，碗孔(2)布置在整个开槽阳极的中间，其特征在于：将开槽碳阳极底掌的四周的直角边切割，切割后的倒角大于90°，小于或等于135°角，并在阳极的两个端头或端面设有上下贯通槽。

2.根据权利要求1所述的用于铝电解的开槽碳阳极，其特征在于：开槽碳阳极底掌的四周的直角边切割后的倒角为135°角。

3.根据权利要求1所述的用于铝电解的开槽碳阳极，其特征在于：阳极的两个端头或端面所设的上下贯通槽为二条或两条以上，并均匀分布在阳极端头或端面上。

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