CN202187066U - 一种多槽预焙阳极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解行业使用的多槽预焙阳极，其底面设有至少两条沟槽，所述沟槽有至少一个交点。本实用新型多槽预焙阳极通过改变多槽预焙阳极沟槽的相对位置，使沟槽间产生交点，增加阳极气体排出的渠道和通道，分散气泡排出阻力，使阳极四周电解质沸腾力度明显降低，有利于提高电解电流效率。

Description

一种多槽预焙阳极

技术领域

本实用新型涉及铝电解技术领域，尤其涉及一种设有多条交叉沟槽的多槽预焙阳极。

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(注：现有技术中主要采用的还是平底阳极)预焙阳极发生电化学反应：阴极上的电解产物是铝液，预焙阳极上的电解产物是CO₂气体。

预焙阳极的功能是：将直流电通过阳极导杆、爆炸块、阳极钢爪及阳极碳块传输给电解槽内的电解质液，接通电路。目前铝电解使用的阳极为仿长方体块，上表面嵌有钢爪导电装置，底掌为平面设计。随着电解过程的进行，气泡聚集在多槽预焙阳极的底部，阳极底部面积较大且平，气体上浮阻力大，很难顺利上浮逸出槽外，这样阳极底部就形成约2cm厚的气膜层。为了防止二次反应降低电流效率，则必须增大阴阳极之间的距离，从而升高槽电压，增加电能消耗，增加电解铝的制造成本。通常CO₂能产生250mV的电压降，而1mV的电压降会耗电3度，这样生产1吨铝锭会多消耗750度电。因此，有效及时地排出多槽预焙阳极上产生的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的底面开有沟槽的多槽预焙阳极如图1和图2所示，现有阳极沟槽多为彼此平行的1-3道直线贯通槽，可为纵向或横向贯通，沟槽顶部为水平直线。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种多槽预焙阳极，通过改变多槽预焙阳极沟槽的相对位置，使得阳极底掌处聚集气泡的排出速度更快，节能降耗。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种多槽预焙阳极，其底面设有至少两条沟槽，该沟槽存在至少一个交点。

进一步地，至少两条该沟槽间的夹角为90-140°。

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，该沟槽纵截面顶部为弧形或者V形；该弧形的弧度为0.26π～0.62π。

进一步地，至少两条该沟槽的深度相等或者不相等，至少两条该沟槽的宽度相等或者不相等。

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，本实用新型多槽预焙阳极具体有益效果如下：

1、优化后的沟槽相对位置增加阳极气体排出的渠道和通道，缩短了阳极气体排出经过的距离，使得CO₂气体逸出阻力更小，利于多槽预焙阳极底部聚集的气泡快速排出，减少槽电阻，降低电解槽设定电压和工作电压，从而降低电能消耗；

2、优化后的沟槽相对位置使阳极四周电解质沸腾更加均匀，沸腾力度明显降低，减少电解质流速和电解槽中熔体的扰动，减少槽电压的摆动和针振，增加铝电解生产的稳定性，减少了阴极铝液和阳极气体发生二次反应的机会，有利于提高电解电流效率；槽电压的摆动平均降低2～5mV，提高铝电解生产的稳定性，提高铝电解电流效率约0.3％，并有利于改善其他技术经济指标；

3、相对于现有的平行槽，本实用新型炭素预焙阳优化后的沟槽交点一般位于阳极底面中心点附近，有利于阳极底面最易聚集的中心点气泡排出。

附图说明

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是现有技术中阳极底面的示意图；

图3是本实用新型实施例一阳极沟槽的示意图；

图4是本实用新型实施例一阳极沟槽的仰视示意图；

图5是本实用新型实施例二阳极沟槽的示意图；

图6是本实用新型实施例二阳极沟槽的另一示意图；

图7是本实用新型实施例二阳极沟槽的又一示意图；

图8是本实用新型实施例二阳极沟槽的再一示意图；

图9是本实用新型实施例三阳极沟槽的示意图；

图10是本实用新型实施例三阳极沟槽的仰视示意图；

图11是本实用新型实施例三阳极沟槽的另一仰视示意图；

1、阳极顶面，2、第一沟槽，3、第二沟槽，4、阳极底面，5、交点，6、第三沟槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例通过改变现有技术中预焙阳极多个沟槽的相对位置，使得多条沟槽间产生至少一个交点，增加阳极气体排出的渠道和通道，分散气泡排出阻力，使阳极四周电解质沸腾力度明显降低，有利于提高电解电流效率。

以下为具体实施例。本实用新型实施例和附图以普通阳极形状作为示例进行说明，但本领域人员应该得知，具有倒角的阳极、船型阳极、惰性阳极及其他形状和材料的阳极也不影响本实用新型实施例的实现。

实施例一、

参见图3和图4，本实用新型多槽预焙阳极包含第一沟槽2和第二沟槽3，第一沟槽2沿阳极长度方向设置，第二沟槽3沿阳极宽度方向设置，因此，第一沟槽2和第二沟槽3必定会产生一个交点5。该交点5连通两沟槽，使得阳极底部气泡可通过四个方向的渠道逸开，加速排出速度；并且因交点5的位置一般靠近阳极底部中心点，就尤其加速了目前最难排出的、阳极底部中心点产生的气泡。

第一沟槽2和第二沟槽3间的夹角为90-140°之间，夹角指两沟槽形成的钝角。90°如图4所示，140°如图11所示。

实施例二、

参见图5至图8，本实用新型多槽预焙阳极第一沟槽2的中间到沟槽底部的距离小于沟槽顶部的两端到沟槽底部的距离。顶部中间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。

参见图5，即线段A2B2的长度小于线段A1B1，线段A3B3的长度小于线段A4B4。如此，第一沟槽2顶部线条的两端高于中间，气泡密度小于电解质液体密度，则中间产生和聚集的气泡可沿沟槽倾斜的、越来越高的顶部一路自然快速上升，直至逸出电解质。

并且，本实用新型多槽预焙阳极第一沟槽2沟槽纵截面顶部长度大于沟槽纵截面底部的长度，参见图5，即线段A1A2+线段A3A4的长度大于线段B1B2+线段B3B4的长度。如此，第一沟槽2顶部的空间大于底部，则可进一步促使底部气泡向顶部漫延扩散，加速逸出。

需要解释的是，参见图5至图8，上述沟槽纵截面底部指的是显露于阳极表面的凹陷处，沟槽底部平面与多槽预焙阳极表面重合，是沟槽的最浅处，可能是多槽预焙阳极的底部、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。

沟槽纵截面顶部长度大于沟槽纵截面的底部长度，即表示沟槽纵截面顶部的线条为非直线；也就是说，沟槽纵截面顶部2的线条A1A4包括但不限于弧形、V形、折线形、阶梯形、不规则形等，还包括如图8所示的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。弧形的弧度为0.26π～0.62π，效果较好。

例如，对于纵向长度为1550mm、高度为650mm的多槽预焙阳极来说，沟槽纵截面的底部长度为1550mm，沟槽纵截面顶部长度则大于1550mm：顶部夹角为150°的V形折线的长度约为1600mm，最低处为阳极高度一半。

并且，前述的多槽预焙阳极还应具有第一沟槽2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的特性。

上述均以第一沟槽2的顶部线条为例进行说明，本领域人员应当得知，第二沟槽3、第三沟槽6甚至第四沟槽等每一沟槽的顶部都可采取同第一沟槽2的处理方式，同样有利于底部气泡逸出。

另外，如图7和图8所示，第一沟槽2、第二沟槽3甚至每一沟槽的深度可不一致，有利于气泡从阳极侧面的不同高度排出，减缓周围电解质的沸腾强度，保持电解槽稳定。第一沟槽2、第二沟槽3甚至每一沟槽的宽度也可不一致，根据实际情况和阳极在电解槽中的位置灵活设置，一般在5～30mm范围内变化。每一沟槽顶部的两端与沟槽纵截面底部的距离可不相等，根据实际情况和阳极在电解槽中的位置灵活设置，同样有利于气泡从阳极侧面的不同高度排出，减缓电解质沸腾。

实施例三、

参见图10和图11，本实用新型多槽预焙阳极包含第一沟槽2、第二沟槽3和第三沟槽6，第一沟槽2沿阳极长度方向设置，第二沟槽3和第三沟槽6沿阳极宽度方向设置，因此，第一沟槽2与第二沟槽3、第三沟槽6必定会产生两个交点5，尤其加速了目前最难排出的、阳极底部中心点产生的气泡。并且气泡可从阳极侧面6个槽口排出，进一步分散气泡排出密度。

各沟槽顶部、深度、宽度的处理同实施例一和实施例二，不再赘述。

以上对本实用新型实施例提供的一种多槽预焙阳极进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种多槽预焙阳极，其底面设有至少两条沟槽，其特征在于，所述沟槽存在至少一个交点。

2.根据权利要求1所述的多槽预焙阳极，其特征在于，至少两条所述沟槽间的夹角为90-140°。

3.根据权利要求1或2任一项所述的多槽预焙阳极，其特征在于，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3所述的多槽预焙阳极，其特征在于，所述沟槽纵截面顶部的形状为弧形或者V形。

5.根据权利要求4所述的多槽预焙阳极，其特征在于，所述弧形的弧度为0.26π～0.62π。

6.根据权利要求3所述的多槽预焙阳极，其特征在于，至少两条所述沟槽的深度相等或者不相等。

7.根据权利要求3所述的多槽预焙阳极，其特征在于，至少两条所述沟槽的宽度相等或者不相等。

8.根据权利要求4至7任一项所述的多槽预焙阳极，其特征在于，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。

9.根据权利要求4至7任一项所述的多槽预焙阳极，其特征在于，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。

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