專利名稱：一種預焙陽極的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及鋁電解技術(shù)領域，尤其涉及一種設有異形溝槽的預焙陽極。
背景技術(shù)：
鋁工業(yè)生產(chǎn)主要采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法，在直流電通入電解槽后，浸泡 在電解質(zhì)中的陰極和陽極發(fā)生電化學反應陰極上的電解產(chǎn)物是鋁液，陽極上的電解產(chǎn)物 是CO2氣體。隨著電解過程的進行，氣泡聚集在預焙陽極底部，使得陽極炭塊具有較大的陽 極底掌氣膜電阻，從而增加電能消耗。因此，有效及時的排出陽極上產(chǎn)生的CO2氣體，成為 各電解鋁廠家關注的焦點。目前，國內(nèi)外電解鋁行業(yè)采用底面或側(cè)面開有溝槽的預焙陽極。如圖1所示，現(xiàn)有 陽極溝槽為直線貫通槽，該槽多為縱向或橫向貫通，可為1-3道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種預焙陽極，通過改變預焙陽極溝槽的形狀，使得陽極底 掌處聚集氣泡的排除速度更快。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案一種預焙陽極，其底面或側(cè)面設有溝槽，該溝槽縱截面的頂部長度大于溝槽縱截 面的底部長度。進一步地，該溝槽的頂部任一點與頂部至少另一點到溝槽底部的距離不相等。進一步地，該溝槽的中間頂部到溝槽底部的距離小于所述溝槽的兩端頂部到溝槽 底部的距離。進一步地，該溝槽的頂部的橫向?qū)挾群?或縱向?qū)挾炔幌嗟取＿M一步地，該溝槽縱截面頂部為弧形、V形或者階梯形；該弧形的弧度為0. 26 π 0. 62 π ；該V形的中間夾角為90-165° ；該溝槽頂部的階梯形朝向溝槽底部方向的拐角處 為圓角或者斜面。進一步地，該溝槽縱截面頂部的兩端為與溝槽縱截面底部平行或者不平行的線 段。進一步地，該溝槽縱截面頂部的兩端與溝槽縱截面底部的距離不相等。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明預焙陽極具體有益效果如下1、優(yōu)化后的溝槽形狀使得CO2氣體逸出阻力更小，利于預焙陽極底部聚集的氣泡 快速排出，不增加陽極底掌氣膜電阻，從而降低電能消耗；2、優(yōu)化后的溝槽形狀使得CO2氣體逸出阻力更小，有利于降低陽極膜電壓，降低電 解槽效應系數(shù)；3、相對于現(xiàn)有的直線貫通槽，本發(fā)明預焙陽極在不增加陽極外表面積的前提下， 進一步增加了陽極與電解質(zhì)的接觸面積，使得陽極的升溫速度提高，縮短陽極從不導電到 導電的時間。


顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技 術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中陽極溝槽的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例一陽極溝槽的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例一陽極溝槽的另一示意圖；圖4是本發(fā)明實施例三陽極溝槽的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例三陽極溝槽的俯視示意圖；圖6是本發(fā)明實施例四陽極溝槽的示意圖；圖7是本發(fā)明實施例五陽極溝槽的示意圖；圖8是本發(fā)明實施例七陽極溝槽的示意圖；圖9是本發(fā)明實施例八陽極溝槽的示意圖；1、陽極本體，2、溝槽頂部，3、溝槽底部。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例通過改變現(xiàn)有技術(shù)中預焙陽極溝槽的縱截面頂部形狀及立體形狀， 加長溝槽頂部線條長度和/或?qū)挾?，增大陽極底部與氣體的接觸面積，使得陽極底掌處聚 集氣泡的排除速度更快，陽極的升溫速度更快。以下為具體實施例。本發(fā)明實施例和附圖大多以溝槽數(shù)量為1作為示例進行說 明，但本領域人員應該得知，溝槽的數(shù)量大于1，并不影響本發(fā)明實施例的實現(xiàn)，且具有倒角 的陽極、船型陽極及其他形狀的陽極也不影響本發(fā)明實施例的實現(xiàn)。實施例一、本發(fā)明預焙陽極1的溝槽縱截面頂部2長度大于溝槽縱截面底部3的長度，參見 圖2，即線段AA’的長度大于線段BB’的長度?？v截面指與陽極長度方向平行的截面。相對圖1現(xiàn)有技術(shù)中溝槽縱截面頂部2長度與溝槽縱截面底部3長度相等的預焙 陽極來說，本發(fā)明預焙陽極使得陽極底掌處聚集氣泡的排除速度更快，從而可降低陽極過 電壓30 50mv，降低電解效應系數(shù)至0. 05次/槽·日，加快上槽陽極升溫速度，縮短陽極 全電流時間。參見圖2，上述溝槽縱截面底部3指的是顯露于陽極1表面的凹陷處，溝槽底部3 平面與預焙陽極1表面重合，是溝槽的最淺處，可能是預焙陽極的底部、側(cè)面或者任意一個 表面；而溝槽縱截面頂部2指的是陷于陽極內(nèi)部，是從陽極正面外觀不可見的平面，也就是 溝槽的深處。溝槽縱截面頂部2長度大于溝槽縱截面的底部3長度，即表示溝槽縱截面頂部2 的線條為非直線，自然大于直線型的溝槽縱截面底部3 ；也就是說，溝槽縱截面頂部2的線條AA’包括但不限于弧形、折線形、階梯形、不規(guī)則形等，只要是利于陽極附近聚集的氣泡散 出的非直線形狀都屬于本發(fā)明保護的范圍。例如，對于縱向長度為1550mm、高度為650mm的預焙陽極來說，溝槽縱截面的底部 3長度為1550mm，溝槽縱截面頂部2長度則大于1550mm 夾角為150°的V形折線的長度約 為1600mm，最低處為陽極高度一半的三階階梯長度為1875mm。并且，前述的預焙陽極還應具有溝槽的頂部2任一點與頂部至少另一點到溝槽底 部3的距離不相等的特性。如圖3所示，在溝槽頂部任取一點A，都能在頂部找到另一點B，點B到溝槽底部的 距離與點A到溝槽底部的距離不相等。實施例二、根據(jù)實施例一描述的預焙陽極，最佳結(jié)構(gòu)為溝槽頂部2的中間到溝槽底部3的距 離小于溝槽頂部2的兩端到溝槽底部3的距離。中間頂部指將溝槽縱截面在長度方向上三等分，中間1/3部分所占的位置。預焙陽極中間1/3部分所占的位置離陽極邊緣較遠，其下所聚集的氣泡相對兩端 1/3部分下所聚集的氣泡更難排出到電解質(zhì)之外；因氣泡密度小于電解質(zhì)液體，在頂部的 中間1/3位置低于頂部的兩端位置時，中間位置聚集的氣泡易沿著傾斜的、越來越高的預 焙陽極頂部，逸出到電解質(zhì)之外。實施例三、本發(fā)明預焙陽極溝槽的頂部2的橫向?qū)挾炔幌嗟?，參見圖4和圖5，即A處的寬度 大于B和C處寬度；顯然，B處寬度大于或者等于C處寬度，都不影響本發(fā)明實施例的實施。 溝槽的橫向?qū)挾纫话阍?5 30mm范圍內(nèi)變化。圖5俯視圖中所示兩條溝槽，一條槽的頂部的橫向?qū)挾炔幌嗟?，一條相等。顯然， 預焙陽極上的多條溝槽的每一條溝槽橫向?qū)挾榷伎梢圆幌嗟龋蛘呷繙喜鄣臋M向?qū)挾炔?相等，或者部分溝槽的橫向?qū)挾认嗟?，部分溝槽的橫向?qū)挾炔幌嗟龋荚诒景l(fā)明的保護范圍 內(nèi)。需要說明的是，溝槽的中間頂部的橫向?qū)挾却笥跍喜鄣膬啥隧敳康臋M向?qū)挾葧r， 更加利于預焙陽極中間位置所聚集的氣泡的排出。例如，陽極上有兩條溝槽，為溝槽DD和 溝槽匪；其中，溝槽DD的橫向?qū)挾纫恢?，均?5mm，溝槽匪的橫向?qū)挾炔灰恢?，?2_26mm 間變化，中間頂部的橫向?qū)挾葹?6mm，平滑過渡到兩端頂部的橫向?qū)挾葹?2mm。實施例四、本發(fā)明預焙陽極溝槽的頂部2的橫向?qū)挾刃∮跍喜鄣撞?的橫向?qū)挾?，如圖6所 示，頂部D處的寬度小于底部E處寬度，有利于容納多一些陽極底部的氣泡進入溝槽，加快 氣泡離開陽極底部的速度。本領域技術(shù)人員應知，實施例三和四所示的溝槽形狀可組合在同一溝槽內(nèi)，不影 響本發(fā)明實施例的實現(xiàn)。例如，A處寬度為30_，B處寬度為26_，C處寬度為24mm，D處為23mm，E處為 30mmo實施例五、參見圖7，本發(fā)明預焙陽極的溝槽頂部2為弧形，該弧形朝向溝槽底部3方向突出，以最低處不超過溝槽底部3所在平面為限。發(fā)明人實驗得知，該弧線距離溝槽底部3的高 度值為200 500mm，半徑在940mm 1960mm范圍內(nèi)，弧度在0. 26JI 0. 62 π范圍內(nèi)效果最佳。特別是，弧度在0. 47 π 0. 6 π范圍內(nèi)時，降低陽極過電壓30 50mv，加快上槽 陽極升溫速度1.7 7.8°C/h。實施例六、參見圖3，本發(fā)明預焙陽極的溝槽頂部2為V形，該V形朝向溝槽底部3方向突出， 以最低處不超過溝槽底部3所在平面為限。發(fā)明人實驗得知，該V線夾角以105-165°范圍 內(nèi)效果最佳。實施例七、參見圖8，本發(fā)明預焙陽極的溝槽頂部2為階梯形，該階梯形朝向溝槽底部3方向 突出，以最低處不超過溝槽底部3所在平面為限。該階梯形的每一個臺階朝向溝槽底部3方向的拐角處為圓角或者斜面時，更有利 于氣泡離開陽極底部。實施例八、參見圖9，本發(fā)明預焙陽極的溝槽頂部2的中間部分為弧形，兩端為直線。兩端為 弧線端低、陽極表面高的斜線也不影響本發(fā)明實施例的實現(xiàn)。需要說明的是，實施例五至七描述的溝槽頂部形狀都可以成為實施例八的中間部 分，即中間部分可以是弧形、V形、階梯形、拐角處為圓角或者斜面的階梯形等，都不影響本 發(fā)明實施例的實現(xiàn)。實施例九、本發(fā)明預焙陽極的溝槽頂部為弧形、V形或者階梯形，均朝向溝槽底部方向突出， 以最低處不超過溝槽底部所在平面為限。預焙陽極的十二條棱邊交界處有至少一個為圓弧角，該形狀利于節(jié)約碳耗，提高 電流強度。實施例十、本發(fā)明預焙陽極的溝槽頂部為弧形、V形或者階梯形，均朝向溝槽底部方向突出， 以最低處不超過溝槽底部所在平面為限。溝槽的中心位置位于底邊的等分點上。例如，兩條溝槽則位于底邊的三等分點上， 三條溝槽則位于底邊的四等分點上?；蛘?，兩條溝槽則位于底邊的四等分點的第一個和第 三個等分點上。以上對本發(fā)明實施例提供的一種預焙陽極進行了詳細介紹，本文中應用了具體個 例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的 方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方 式及應用范圍上均會有改變之處，綜上可知，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種預焙陽極，其底面或側(cè)面設有溝槽，其特征在于，所述溝槽縱截面的頂部長度大于所述溝槽縱截面的底部長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預焙陽極，所述溝槽的頂部任一點與頂部至少另一點到底部 的距離不相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預焙陽極，所述溝槽的中間頂部到溝槽底部的距離小于所述 溝槽的兩端頂部到溝槽底部的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的預焙陽極，所述溝槽頂部的橫向?qū)挾群?或縱向 寬度不相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預焙陽極，所述溝槽縱截面頂部的形狀為弧形、V形或者階梯形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預焙陽極，所述弧形的弧度為0.26 π 0. 62 π。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預焙陽極，所述V形的中間夾角為90-165°。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預焙陽極，所述階梯形朝向溝槽底部方向的拐角處為圓角或 者斜面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8任一項所述的預焙陽極，所述溝槽縱截面頂部的兩端為與溝槽 縱截面底部平行或者不平行的線段。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至8任一項所述的預焙陽極，所述溝槽縱截面頂部的兩端與溝槽縱 截面底部的距離不相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解行業(yè)使用的預焙陽極，其底面或側(cè)面設有溝槽，所述溝槽的頂部長度大于所述溝槽的底部長度。本發(fā)明預焙陽極通過改變預焙陽極溝槽的形狀，使得陽極底掌處聚集氣泡的排出速度更快，陽極的升溫速度提高，縮短陽極從不導電到導電的時間。
文檔編號C25C3/12GK101914787SQ201010261620
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者唐劍, 夏春福, 彭優(yōu), 高小明, 龔克成 申請人:湖南創(chuàng)元鋁業(yè)有限公司