CN208884000U

CN208884000U - 一种电解铝用碳阳极导电装置

Info

Publication number: CN208884000U
Application number: CN201821544311.4U
Authority: CN
Inventors: 王宇航; 贾志民; 曹太盛; 潘世强; 于瑞
Original assignee: Yingkou Zhongwang Aluminum Co Ltd
Current assignee: Yingkou Zhongwang Aluminum Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2028-09-20

Abstract

本实用新型属于电解铝行业用阳极导电装置技术领域，涉及一种电解铝用碳阳极导电装置，包括长方体状的碳块，碳块上均匀开设有若干个插脚，插脚底部的碳块内均匀开设有与插脚相匹配的插孔，插孔的直径为插脚直径的25～50％，插孔内可拆卸插设有铝材质的插入件，插脚外侧的圆周方向上开设有用来填充铸铁的2～5mm厚的环形孔，插脚的底部可拆卸放置有与环形孔外径相匹配的钢板，钢板的厚度为1～2mm，插脚内插设有钢爪，钢爪的顶部连接有钢梁，钢梁的中部固定安装有铝导杆，解决了现有技术中电解铝用的碳阳极存在电阻大，导电效率低，造成电解铝过程中能源浪费的问题。

Description

一种电解铝用碳阳极导电装置

技术领域

本实用新型属于电解铝行业用阳极导电装置技术领域，涉及一种电解铝用碳阳极导电装置，尤其涉及一种能够提高电解效率的组合式电解铝用碳阳极导电装置。

背景技术

电解铝是通过电解得到的铝。电解铝厂电解槽用高温型气缸，主要通过这个方程进行：2Al₂O₃＝＝4Al+3O₂。阳极：2O₂ ^--4e^-＝O₂↑阴极：A1³⁺+3e^-＝Al，铝电解以冰晶石-氧化铝氟化铝的熔体为电解质，以炭素材料为电极进行电解。电解时在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生气体。同时还散发出氟化物、粉尘等污染物为主的电解烟气。

碳阳极是铝电解生产中的一种重要原材料，它在铝电解的生产中起着“心脏”的作用。在电解铝的过程中，一般全部采用碳材料作为阳极，然而碳的电阻较大，碳电极的导电效率低，电解铝生产过程中产生的电耗较高。所以目前企业全部都在研究新的方法来降低碳阳极的电阻，进而增加碳阳极电导率，达到节能减排的效果。其中有的公司采用提前预热的方法，有的公司采用改变碳阳极材质的方法，然而这些方法虽然能够节省一部分能源，但是由于长期的工作环境，还是会造成能源的浪费，碳阳极和铝液的电压差值较大，影响铝的电解效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为了解决现有技术中电解铝用的碳阳极存在电阻大，导电效率低，造成电解铝过程中能源浪费的问题，提供一种电解铝用碳阳极导电装置。

为达到上述目的，本实用新型提一种电解铝用碳阳极导电装置，包括长方体状的碳块，碳块上均匀开设有若干个插脚，插脚底部的碳块内均匀开设有与插脚相匹配的插孔，插孔的直径为插脚直径的25～50％，插孔内可拆卸插设有铝材质的插入件，插脚外侧的圆周方向上开设有用来填充铸铁的2～5mm厚的环形孔，插脚的底部可拆卸放置有与环形孔外径相匹配的钢板，钢板的厚度为1～2mm，插脚内插设有钢爪，钢爪的顶部连接有钢梁，钢梁的中部固定安装有铝导杆。

进一步，插脚的个数为四个，插孔均匀开设在插脚底部的中心位置。

进一步，钢爪顶部的钢梁呈十字交叉状，铝导杆固定安装在钢梁的交叉处。

进一步，插孔的高度为插脚高度的3～4倍。

进一步，碳块的厚度为300～400mm，插入件的长度为100～150mm。

进一步，碳块的八个棱角均为圆弧倒角，圆弧倒角的圆弧半径为10～20mm。

进一步，钢爪与钢梁的固定连接方式为焊接或者摩擦焊接。

一种电解铝用碳阳极导电装置的制备方法，包括以下步骤：

A、将碳块置于烤箱中进行烘烤，烘烤温度为300～400℃；

B、通过机加工的方法在碳块的上表面分别打四个插脚，四个插脚构成一个长方形，插脚的中心位置分别打一个插孔，插孔的直径为插脚直径的25％～50％；

C、将固体铝棒置于步骤B中的插孔内作为插入件；

D、将插脚外侧的环形孔内填充2～5mm厚的铸铁，将钢板放入插入件上方的插脚底部，防止铸铁高温熔化后的液体融入铝液中；

E、将钢爪与钢爪上方的钢梁、钢梁与导向杆均采用焊接或者摩擦焊接的方式固定在一起，形成一个预热后的新型电解铝用碳阳极。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所公开的电解铝用碳阳极导电装置，采用机加工的方式在碳块的上表面分别打四个插脚和对应的插孔，插孔内放置固体铝棒，插脚的四周放置铸铁，插脚的底部放置钢板，插脚中插设钢爪，钢爪上方的钢梁上安装铝导杆。阳极钢爪承担着连接阳极铝导杆和阳极碳块以及向铝电解槽中输送电流的任务，由于铝的电导率远远大于碳的电导率，所以当电流沿着铝导杆、钢爪向碳块中流动时，电流会先通过固体铝棒，这样能够减少电流通过阳极碳块的时间，相当于降低了整个碳阳极的电阻，增加了碳阳极的电导率，降低了碳阳极和铝液之间的电压差值，增加了电流的稳定性，提高了电解效率，同时也节省了能源，达到节能减排的目的。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型电解铝用碳阳极导电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

说明书附图中的附图标记包括：

铝导杆1、钢爪2、铸铁3、钢板4、插入件5、碳块6。

如图1所示的电解铝用碳阳极导电装置，包括长方体状的碳块6，碳块6的八个棱角均为圆弧倒角，圆弧倒角的圆弧半径为10～20mm。圆弧倒角状的碳块6使得碳块6在使用时电流密度平均分布，避免碳块6大量掉渣，降低碳块6毛耗，很大程度降低电解铝吨铝生产成本，为企业创造很大效益。

碳块6的厚度为300～400mm，碳块6上均匀开设有四个插脚，插脚底部的碳块6内均匀开设有与插脚相匹配的插孔，插孔均匀开设在插脚底部的中心位置。插孔的高度为插脚高度的3～4倍，插孔的直径为插脚直径的25～50％，插孔内可拆卸插设有铝材质的插入件5，插入件5的长度为100～150mm，插脚外侧的圆周方向上开设有用来填充铸铁3的2～5mm厚的环形孔，插脚的底部可拆卸放置有与环形孔外径相匹配的钢板4，钢板4的厚度为1～2mm，插脚内插设有钢爪2，钢爪2的顶部连接有呈十字交叉状的钢梁，铝导杆1固定安装在钢梁的交叉处。钢爪2与钢梁的固定连接方式为焊接或者摩擦焊接。阳极钢爪2承担着连接阳极铝导杆1和阳极碳块6以及向铝电解槽中输送电流的任务，电流沿着铝导杆1、钢爪2向碳块6中流动时，电流会先通过插孔中的固体铝棒，这样能够减少电流通过阳极碳块6的时间，相当于降低了整个碳阳极的电阻，增加了碳阳极的电导率，降低了碳阳极和铝液之间的电压差值，增加了电流的稳定性，提高了电解效率，同时也节省了能源，达到节能减排的目的。

一种电解铝用碳阳极导电装置的制备方法，包括以下步骤：

A、将碳块6置于烤箱中进行烘烤，烘烤温度为300～400℃；

B、通过机加工的方法在碳块6的上表面分别打四个插脚，四个插脚构成一个长方形，插脚的中心位置分别打一个插孔，插孔的直径为插脚直径的25％～50％；

C、将固体铝棒置于步骤B中的插孔内作为插入件5；

D、将插脚外侧的环形孔内填充2～5mm厚的铸铁3，将钢板4放入插入件5上方的插脚底部，防止铸铁3高温熔化后的液体融入铝液中；

E、将钢爪2与钢爪2上方的钢梁、钢梁与导向杆均采用焊接或者摩擦焊接的方式固定在一起，形成一个预热后的新型电解铝用碳阳极。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，包括长方体状的碳块，所述碳块上均匀开设有若干个插脚，所述插脚底部的碳块内均匀开设有与插脚相匹配的插孔，所述插孔的直径为插脚直径的25～50％，所述插孔内可拆卸插设有铝材质的插入件，所述插脚外侧的圆周方向上开设有用来填充铸铁的2～5mm厚的环形孔，所述插脚的底部可拆卸放置有与环形孔外径相匹配的钢板，所述钢板的厚度为1～2mm，所述插脚内插设有钢爪，所述钢爪的顶部连接有钢梁，所述钢梁的中部固定安装有铝导杆。

2.如权利要求1所述的电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，所述插脚的个数为四个，所述插孔均匀开设在插脚底部的中心位置。

3.如权利要求2所述的电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，所述钢爪顶部的钢梁呈十字交叉状，铝导杆固定安装在钢梁的交叉处。

4.如权利要求3所述的电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，所述插孔的高度为插脚高度的3～4倍。

5.如权利要求4所述的电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，所述碳块的厚度为300～400mm，所述插入件的长度为100～150mm。

6.如权利要求5所述的电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，所述碳块的八个棱角均为圆弧倒角，圆弧倒角的圆弧半径为10～20mm。

7.如权利要求6所述的电解铝用碳阳极导电装置，其特征在于，所述钢爪与钢梁的固定连接方式为焊接或者摩擦焊接。