CN213113541U

CN213113541U - 一种铝电解用阳极炭块

Info

Publication number: CN213113541U
Application number: CN202022097789.0U
Authority: CN
Inventors: 曾超林; 白万全; 刘君鹏; 鲁明远; 杨晓玲; 丁达勇
Original assignee: Tianshan Aluminum Industry Co ltd Of Eighth Division Of Xinjiang Production And Construction Corps
Current assignee: Tianshan Aluminum Industry Co ltd Of Eighth Division Of Xinjiang Production And Construction Corps
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2030-09-22

Abstract

本实用新型涉及铝电解设备技术领域，尤其涉及一种铝电解用阳极炭块，其包括:本体；本体的顶部为棱台结构；本体的底面所在的四个棱边均为圆角结构；本体的顶部设置有炭碗；炭碗沿本体的长度方向排列；本体的底部具有弧形的凹槽；凹槽由本体的一端向另一端逐渐延伸，凹槽的深度逐渐变小；凹槽较深的一端延伸至本体的端部，与本体的外壁连通；凹槽上设置有导气槽；导气槽沿凹槽的延伸方向设置；导气槽沿本体的一端向另一端逐渐延伸时，深度逐渐变小；导气槽较深的一端延伸至本体的端部，与本体的外壁连通；导气槽较浅的一端的延伸至不超过凹槽较浅的一端。采用本实用新型能够引导、改善高温带有热量的阳极气体更多从中缝排出。

Description

一种铝电解用阳极炭块

技术领域

本实用新型涉及铝电解设备技术领域，尤其涉及一种铝电解用阳极炭块。

背景技术

由于电解铝是能量高度集中的电化学过程，电力成本在生产中有重要地位，因此人们往往把重点工作放在能量效率上，持续寻找降低单位电能消耗方面的技术。从公式E＝2980×U÷η(kWh/t-Al)看出，降低电解槽平均电压U和提高电流效率η是两个核心因素。通常电解槽电流效率每提高1％，可使直流电耗降低140kWh/t铝左右，铝产量也增加1％；而槽电压降低0.1伏，能使直流电耗降低320kWh/t铝左右。

电解槽组成中的电解反应分解电压及极化电压是理论必不可少部分，几乎无降低空间。电压中可以降低部分为欧姆电压降部分，而其中极距间电解质欧姆压降在1.5-1.7V左右，此部分欧姆压降发热产生热量使熔盐呈熔融状态，维持电化学反应所需的基本热力学温度条件，并补偿电解槽散失热量。电解质欧姆压降在电解槽热特性平衡好的情况下，在一定范围内可以部分降低达到节能目的。铝电解反应是有气体产生的反应，气体产生于阳极底部，一般相当0.2cm3·cm2·s-1，这些气体在电解质中形成气泡，电解铝技术人员确定由此产生气泡电阻，构成电解质欧姆压降的一部分，尤其现代电解槽容量大(电流强度大)，均采取大阳极，气泡逸出路程远。

现有技术中采用在电解槽的纵向方向从阳极底掌表面向上开2个沟槽的电解槽阳极技术，其目的是为了让电解槽阳极底掌下生成的阳极气体能部分地从沟槽中逸出来，降低气泡电阻，并且可以减少阳极气体与溶解在电解质中铝的二次反应的目的。然而现代电解槽均为超大型中间过后预焙槽，下料点均布置在两排阳极中缝，对氧化铝在电解质中的溶解及传质非常不利，熔盐氧化铝深度存在差异，局部效应时有发生，影响运行稳定性。氧化铝的溶解、传质需要一定的电解质流动来实现的。一般认为，电解质流动受电磁力影响，电磁力使金属液层流动，进而带动电解质流动，阳极底部气体的逸出“沸腾”电解质及热对流作用影响。更为重要的是按照现代电解槽热特性及工艺要求，要减少对电解槽边部熔池的扰动，以使电解槽稳定运行，并提高电流效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种铝电解用阳极炭块，主要目的在于引导、改善高温带有热量的阳极气体更多至中缝排出，有利于电解槽中缝氧化铝溶解、扩散和传质；减少阳极气体进入电解槽边部对炉帮进一步冲刷，有利于边部散热、形成规整炉膛；铝液面波动减少，实现降低气泡电阻而降低槽电压，电解槽运行稳定，电流效率高，实现节能目的。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种铝电解用阳极炭块，包括:本体；

所述本体的顶部为棱台结构；所述棱台结构的棱均通过圆角过渡；

所述本体的底面所在的四个棱边均为圆角结构；

所述本体的顶部设置有炭碗；所述炭碗沿所述本体的长度方向排列；

所述本体的底部具有弧形的凹槽；所述凹槽由所述本体的一端向另一端逐渐延伸，所述凹槽的深度逐渐变小；所述凹槽较深的一端延伸至所述本体的端部，与所述本体的外壁连通；

所述凹槽的长度占所述本体的长度的50％～95％；

所述凹槽上设置有导气槽；所述导气槽沿所述凹槽的延伸方向设置；所述导气槽为多个；多个所述导气槽平行设置；多个所述导气槽由所述凹槽的中部向两侧间隔分布；

所述导气槽沿所述本体的一端向另一端逐渐延伸时，深度逐渐变小；

所述导气槽较深的一端延伸至所述本体的端部，与所述本体的外壁连通；所述导气槽较浅的一端的延伸至不超过所述凹槽较浅的一端。

进一步地，所述凹槽的宽度方向由所述本体的一侧延伸至所述本体的另一侧。

进一步地，多个所述导气槽以所述凹槽的中心线为中心对称设置。

进一步地，所述导气槽沿所述本体的宽度方向的截面为梯形结构。

进一步地，所述导气槽的顶部宽度为10～30mm；所述导气槽的底部宽度比顶部宽度大；

所述导气槽的底部宽度比顶部宽度不超过5mm。

进一步地，所述导气槽为3～7条。

进一步地，所述导气槽的数量为奇数。

进一步地，所述凹槽沿所述本体的宽度方向的截面为圆弧形。

进一步地，所述本体的顶部为四棱台结构。

进一步地，所述炭碗有1排或2排；每排所述炭碗的数量为2～4个。

借由上述技术方案，本实用新型铝电解用阳极炭块至少具有下列优点：

能够引导、改善高温带有热量的阳极气体更多从中缝排出，有利于电解槽中缝氧化铝溶解、扩散和传质；减少阳极气体进入电解槽边部对炉帮进一步冲刷，有利于边部散热、形成规整炉膛；铝液面波动减少，实现降低气泡电阻而降低槽电压，电解槽运行稳定，电流效率高，实现节能目的。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种铝电解用阳极炭块的示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

图中所示：

1为本体，2为炭碗，3为凹槽，4为导气槽。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种铝电解用阳极炭块，包括:本体1；

本体1的顶部为棱台结构；棱台结构的棱均通过圆角过渡；可以减少本体1的重量，使本体1产生的残机重量也相应减少；同时可以增加阳极炭块的导电面积，降低铁碳接触压降，降低能耗。本体1的底面所在的四个棱边均为圆角结构，能够减少残机重量，延长换极周期，实现降低电解铝的阳极消耗。本实施例优选，本体1的顶部为四棱台结构，以与本体1的结构形成对应。

本体1的顶部设置有炭碗2，用于与阳极钢爪连接。炭碗2沿本体1的长度方向排列；本实施例优选，炭碗2有1排或2排；每排炭碗2的数量为2～4个，以满足目前的阳极钢爪的规格。

本体1的底部具有弧形的凹槽3；凹槽3由本体1的一端向另一端逐渐延伸，凹槽3的深度逐渐变小；凹槽3较深的一端延伸至本体1的端部，与本体1的外壁连通；在本体1的下方的气体被凹槽3聚拢，在凹槽3内由凹槽3的浅部向深部流动，直至从凹槽3流出。本实施例优选，凹槽3沿本体1的宽度方向的截面为圆弧形，以便于加工。本实施例优选，凹槽3的宽度方向由本体1的一侧延伸至本体1的另一侧。当然要保证本体1与凹槽3之间的壁厚。

凹槽3的长度占本体1的长度的50％～95％；本实施例优选凹槽3的长度占本体1的长度的90％，以保持凹槽3足够的覆盖，且使凹槽3的另一端有合适的壁厚。

凹槽3上设置有导气槽4；导气槽4沿凹槽3的延伸方向设置；导气槽4为多个；多个导气槽4平行设置；多个导气槽4由凹槽3的中部向两侧间隔分布；本实施例优选，导气槽4为3～7条，以满足导气需求。进一步优选，导气槽4的数量为奇数，以使凹槽3的中心也设置有导气槽4。优选，多个导气槽4以凹槽3的中心线为中心对称设置，以对称地引导气流流出。多个导气槽4能够使凹槽3中的气体分布更均匀，不至于全部分布在凹槽3的中部，有利于气体的排出。

导气槽4沿本体1的一端向另一端逐渐延伸时，深度逐渐变小；导气槽4的顶部与水平面具有导气夹角；导气夹角为0～5°；在阳极炭块上加工开缝形成导气槽4。

导气槽4较深的一端延伸至本体1的端部，与本体1的外壁连通，以将气体引导至本体1的外部。导气槽4较浅的一端的延伸至不超过凹槽3较浅的一端。本实施例优选，导气槽4沿本体1的宽度方向的截面为梯形结构，以引导气体进入导气槽4，也可以增加导气槽4的收集气体的面积。进一步优选，导气槽4的顶部宽度为10～30mm；导气槽4的底部宽度比顶部宽度大；导气槽4的底部宽度比顶部宽度不超过5mm，以适应目前的阳极炭块的规格。

本实用新型的一个实施例提出的一种铝电解用阳极炭块，能够引导、改善高温带有热量的阳极气体更多至中缝排出，有利于电解槽中缝氧化铝溶解、扩散和传质；

本实用新型的一个实施例提出的一种铝电解用阳极炭块，减少阳极气体进入电解槽边部对炉帮进一步冲刷，有利于边部散热、形成规整炉膛；铝液面波动减少，实现降低气泡电阻而降低槽电压，电解槽运行稳定，电流效率高，实现节能目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种铝电解用阳极炭块，其特征在于，包括:本体；

所述本体的底面所在的四个棱边均为圆角结构；

所述凹槽的长度占所述本体的长度的50％～95％；

2.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述凹槽的宽度方向由所述本体的一侧延伸至所述本体的另一侧。

3.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

多个所述导气槽以所述凹槽的中心线为中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述导气槽沿所述本体的宽度方向的截面为梯形结构。

5.根据权利要求4所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述导气槽的顶部宽度为10～30mm；所述导气槽的底部宽度比顶部宽度大；

所述导气槽的底部宽度比顶部宽度不超过5mm。

6.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述导气槽为3～7条。

7.根据权利要求6所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述导气槽的数量为奇数。

8.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述凹槽沿所述本体的宽度方向的截面为圆弧形。

9.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述本体的顶部为四棱台结构。

10.根据权利要求1所述的铝电解用阳极炭块，其特征在于，

所述炭碗有1排或2排；每排所述炭碗的数量为2～4个。