專利名稱：鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊，屬電解鋁用陽極材料 領(lǐng)域。 背景M
目前國內(nèi)夕卜鋁電解技術(shù)所使用的污染大、能耗高的自焙陽極鋁電解槽將逐漸被
大型預(yù)焙陽極鋁電角權(quán)所取代，預(yù)焙陽極鋁電解曹均需用預(yù)焙陽極炭塊。鋁電解用
預(yù)焙陽極炭塊是作為大型預(yù)焙鋁電Mi的導(dǎo)電體，它的作用既是導(dǎo)電體，又參加電 化學(xué)反應(yīng)，它伴隨著金屬鋁的生成而不斷消耗。
隨著我國近年來鋁電解行業(yè)的fflii發(fā)展，電價和原料氧化鋁價格持續(xù)上i張，國 內(nèi)外廠家陽極單耗指標(biāo)高，換極周期短，電解成本不斷增高的現(xiàn)象，陽極生產(chǎn)廠以 降低預(yù)焙陽極單耗為主要目標(biāo)，從不同角度設(shè)計開發(fā)殘極量小，換極周期長的預(yù)焙 陽極炭塊。
但現(xiàn)廣泛使用的陽極炭塊除周邊導(dǎo)角和炭碗以外，其它均是平面，包括底部 也是平的。這種結(jié)構(gòu)的陽極炭塊由于與液體電解質(zhì)接觸面積相對較少，從而陽極炭 塊的升溫速度較慢，其中有一部分炭塊并不起作用，這部分炭±央增加新炭±央制作的 資源和能源消耗、新炭±央錢過程費用、新陽極上槽后預(yù)熱的能源消耗和噸鋁的炭 陽極毛耗。另外，隨著鋁電解過程的進(jìn)行，這種平底結(jié)構(gòu)陽*碳±央底部或者底面會
附集大量C(VC0氣泡，而C(VC0氣泡的存在使陽極炭塊具有較大的陽極底掌氣膜
電阻，增加了極間壓降和陽極效應(yīng)系數(shù)，從而增加電解電耗。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，旨在提高陽極炭i央質(zhì)量，降 低鋁電解生產(chǎn)成本，發(fā)明一種上端部凸臺與下部平臺之間通過弧形凹狀曲面平滑過 渡，炭塊的四條棱角為圓弧形角，底面的兩條長邊棱角為方形倒角，底部開兩條有一定坡度的直線槽的異形預(yù)焙陽極炭塊，它既節(jié)能，又對外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的 新型節(jié)能型結(jié)構(gòu)的鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊。
本實用新型另一個目的是提供一種鋁電解過程中升溫速度快，能有效減少預(yù)焙
陽極炭i央制作的原料損耗，減少能源消耗，新陽極上槽后預(yù)熱的會^源消耗和噸鋁炭 陽極凈耗低的鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊。
解決本實用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙
陽極炭±央，基本形狀為長方體型預(yù)焙陽極炭±央基體，其特征在于異形預(yù)焙陽極炭±央 (1)的上端部凸臺(2)與下部平臺(3)之間通過弧形凹狀曲面(4)平滑過渡；
炭塊的四條豎棱角(5)為圓弧形角，底面的兩條長邊棱角(6)為方形倒角。 異形預(yù)焙陽極炭塊(1)底部開有兩條縱向貫通的槽(7)。 異形預(yù)焙陽極炭塊(1)底部的槽(7)形狀為有一定坡度的直線槽，坡度角a
為1° 2°之間。
本實用新型鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊的主要關(guān)鍵技術(shù)是
1) 外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計在滿足了炭±央使用強度和導(dǎo)電性能的要求下，異形預(yù)
焙陽極炭塊的上端部凸臺與下部平臺之間通過弧形凹狀曲面平滑過渡；炭塊的四條 棱角為圓弧形角，底面的兩條長邊棱角為方形倒角。本實用新型通OT預(yù)焙陽極炭
土央部分結(jié)構(gòu)的改造和優(yōu)化，具有以下優(yōu)點1)炭塊的上端部凸臺與下部平臺之間
通過弧形凹狀曲面平滑過渡，增大了炭塊堆放鋁電解保溫覆蓋料的有效面積，更有
利于鋁電解槽保溫覆的，防止炭塊的氧化，延長換極周期；2)棱角優(yōu)化后，改善 了陽極炭塊在成形時填充料的流動性，生產(chǎn)和使用陽極炭塊時不易損壞棱角，提高 了產(chǎn)品的成材率。同時，通過棱角的優(yōu)化，可節(jié)約一定量的原材料，減少資源能源 的消耗。
2) 炭i央底部開槽尺寸優(yōu)化設(shè)計陽極炭塊底部開有兩條縱向貫通的有一定坡 度的直線槽，#^部槽在炭塊生產(chǎn)燒瞎工藝中易于焦油產(chǎn)生的煙氣等揮發(fā)物質(zhì)的溢出排放，縮短排氣通道，降低孔隙率，使炭塊內(nèi)部焙燒均勻受熱，應(yīng)力均衡，不易 產(chǎn)生裂紋，均質(zhì)性好，強度高，提高了陽極炭±央產(chǎn)品的質(zhì)量；同時，炭±央底部槽在 鋁電解生產(chǎn)過程中不僅易于快速加熱，炭塊導(dǎo)熱散熱性能得到提高，而且有利于陽 極氣體向夕卜排放，減少氣泡在陽極底部停留時間和陽極底掌氣泡覆蓋率，從而有利
于降低極間壓降和陽極效應(yīng)系數(shù)，減少電解能耗；在者，陽極炭i央底部槽擴大了電 解質(zhì)循環(huán)通道，更有利于保持電解質(zhì)流動穩(wěn)定，提高了鋁電解電流效率，從而達(dá)到 降低鋁電解電耗的目的。
本實用新型由于底面開有貫通的槽(7)的存在，在不增加異形預(yù)焙陽極炭塊 (1)底表面積的前提下，增加了異形預(yù)焙陽極炭塊(1)與液體電解質(zhì)的接觸面積， 異形預(yù)焙陽極炭塊(1)的升溫速度大大提高，縮短了陽極從不導(dǎo)電到導(dǎo)電的時間， 從而可以使陽極電流在較短的時間內(nèi)重新分布均勻。槽(7)也有利于C(VCO氣泡 的排出，不容易附集大量C(VCO氣泡，從而不會因增加陽極底掌氣膜電阻而增加電 能消耗。
本實用新型異形預(yù)焙陽極炭±央(1)上端部凸臺(2)與下部平臺(3)之間平 滑過渡的弧形凹狀曲面(4)，炭塊的四條棱角(5)為圓弧形角，底面的兩條長邊 棱角(6)為方形倒角。不但節(jié)約炭塊的原材料，而且在工作狀態(tài)下可以提高電流效 率，降低電耗，降低電解鋁生產(chǎn)成本。
本實用新型有益效果是升溫速度快，能有效減少預(yù)焙陽極炭塊制作的原料損 耗，減少能源消耗，新陽極上槽后預(yù)熱的能源消耗和噸鋁炭陽極凈糊氐，是一種節(jié) 能的、 殘極量小、換極周期長的鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊。以下結(jié)合附圖所示實施例，對結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，但本實用新型保護范圍不限 于此實施例。


圖1為本實用新型異形預(yù)焙陽極炭塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
5圖2為
圖1所示異形預(yù)焙陽極炭塊的左視圖。 圖3為
圖1所示異形預(yù)焙陽極炭塊的俯視圖。
圖中1^^形預(yù)焙陽極炭±央；2^上端部凸臺；3—下部平臺；4"^瓜形凹狀曲 面；5—圓弧形角；6—方形倒角；7—炭±誠部槽。 .具體實施方式
按圖l、圖2和圖3所示四個炭碗的異形預(yù)焙陽極炭塊結(jié)構(gòu)為例，制作本實用 新型鋁電解用節(jié)能型異形陽極炭塊，異形預(yù)焙陽極炭塊為模具成型工藝，按照公知 的技術(shù)方式改變模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)即可。
異形預(yù)焙陽極炭i央1在底部開有兩條貫通的槽7，槽7是開在異形預(yù)焙陽極炭 塊1底部沿縱向方向有一定坡度的貫通槽，因為隨著鋁電解過程的進(jìn)行，在異形預(yù) 焙陽極炭塊1底部會附集大量C02/C0氣泡，貫通的槽7有利于C02/C0氣泡的及時
排出，不會附集大量c(yco氣泡，從而不會因增加陽極底掌氣膜電阻而增加電能消
耗，可以提高電流效率，降低電解電耗。 '
為了有利于異形預(yù)焙陽極炭塊1在制作時的出模和在鋁電解時排氣，槽7的形 狀為沿炭塊縱向方向且有一定的坡度，坡度角a為1° 2°之間，如
圖1和圖2 所示。槽7的高度大致為炭塊高度的220mm到270mm之間，這樣的高度避免了在異 形預(yù)焙陽極炭塊1工作一段時間后，由于損耗而造成的槽7的消失。
權(quán)利要求1、一種鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊，基本形狀為長方體型預(yù)焙陽極炭塊基體，其特征在于異形預(yù)焙陽極炭塊(1)的上端部凸臺(2)與下部平臺(3)之間通過弧形凹狀曲面(4)平滑過渡。炭塊的四條豎棱角(5)為圓弧形角，底面的兩條長邊棱角(6)為方形倒角。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊，其特征在于異 形預(yù)焙陽極炭塊(1)底部開有兩條縱向貫通的槽(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊，其特征在 于異形預(yù)焙陽極炭塊(1)底部的兩條槽形狀(7)為有一定坡度的直線槽，坡度角 a為1° 2°之間。
專利摘要本實用新型涉及一種鋁電解用節(jié)能型異形預(yù)焙陽極炭塊，屬電解鋁用陽極材料領(lǐng)域。其特征在于異形預(yù)焙陽極炭塊的上端部凸臺與下部平臺之間通過弧形凹狀曲面平滑過渡，炭塊的四條豎棱角為圓弧形角，底面的兩條長邊棱角為方形倒角；異形預(yù)焙陽極炭塊底部順長方向開有兩條縱向貫通的有一定坡度的直線槽。本實用新型通過對預(yù)焙陽極炭塊部分結(jié)構(gòu)和底部槽的改造和優(yōu)化，具有以下優(yōu)點1)通過弧形凹狀曲面平滑過渡，更有利于成型和鋁電解保溫料的覆蓋；2)棱角優(yōu)化，提高了產(chǎn)品的成材率，節(jié)約原材料；3)炭塊底部開槽，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和鋁電解的電流效率，殘極量減小、換極周期增長。
文檔編號C25C3/12GK201411495SQ200920111498
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者勝 劉, 林 周, 岳修勇, 張亞宏, 媛 普, 東 李, 燕 李, 實 楊, 王保勝, 永 田, 解明安 申請人:云南源鑫炭素有限公司