專利名稱：一種制作穿孔陽(yáng)極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解鋁所用陽(yáng)極的制作方法，具體為一種制作穿孔陽(yáng)極的方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)大型預(yù)焙鋁電解槽所用的陽(yáng)極，其尺寸一般為1500X660X560cm(長(zhǎng)X寬X 高)。在電解鋁生產(chǎn)中，浸入電解質(zhì)液體中的陽(yáng)極與溶解在電解質(zhì)液體中的氧化鋁發(fā)生電化 學(xué)反應(yīng)，生成鋁液和二氧化碳?xì)怏w，其反應(yīng)式為
2AL203 (溶)+3C (固)-4AL (液)+3( (氣)
該反應(yīng)主要在陽(yáng)極底部進(jìn)行，由于陽(yáng)極底部具有一定的寬度，因此陽(yáng)極底部中心生成 的二氧化碳?xì)怏w，必須聚集成大氣泡后，才能有效抵消掉周圍液體電解質(zhì)的阻力而運(yùn)動(dòng)到 陽(yáng)極邊沿排出。如圖1所示，即為目前陽(yáng)極底部氣泡產(chǎn)生后的示意圖，隨著電解過(guò)程中氣泡 的不斷產(chǎn)生，陽(yáng)極底部將會(huì)集聚成一層二氧化碳?xì)馀輰?，?duì)于660cm寬的陽(yáng)極來(lái)說(shuō)，氣泡層 厚度一般可達(dá)到2cm，如此厚的二氧化碳?xì)馀輰訒?huì)增大電解槽的極距，而為了不影響電流效 率，通常需要設(shè)置4cm以上的陽(yáng)極極距，但這又使得電解槽工作電壓不得不保持在4. OV以 上，從而導(dǎo)致電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中的能耗較高(其直流電耗為13000KWh/TAl左右)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于解決目前電解鋁過(guò)程中陽(yáng)極底 部的氣泡難以快速排出的問(wèn)題，以降低電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，而提供一種能夠快速排 出底部氣泡的陽(yáng)極的制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案一種制作穿孔陽(yáng)極的方法，其特征在于，包括如下步驟
1)在陽(yáng)極成型模具上部的壓塊底部豎向設(shè)置兩排鋼針，所述鋼針為上大下小的倒圓錐 型，鋼針頂端的直徑范圍為2 3cm，鋼針底端的直徑范圍為1. 5^2cm ；
2)在陽(yáng)極成型模具下部的模具箱內(nèi)裝入經(jīng)混捏攪拌后的陽(yáng)極糊料，在所述壓塊底部的 鋼針表面涂刷脫模劑，然后將壓塊放下，使鋼針插入模具箱的糊料內(nèi)，所述鋼針底部與模具 箱底面的間距為(Tlcm ；再啟動(dòng)安裝在模具箱下端的震動(dòng)裝置，保持震動(dòng)5(Γ100秒；
3)震動(dòng)結(jié)束后升起壓塊，從模具箱中倒出成型的穿孔生陽(yáng)極塊，用透氣網(wǎng)或紙屑 堵住陽(yáng)極塊上的導(dǎo)氣孔僅使煙氣能通過(guò)，然后將所述穿孔生陽(yáng)極塊裝入焙燒爐中高溫焙燒 2Γ23天，焙燒后即得到所需的穿孔陽(yáng)極。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明方法所制得的陽(yáng)極內(nèi)部可形成10個(gè)直徑2 3cm的導(dǎo)氣孔，當(dāng)陽(yáng)極底部反應(yīng)一 段時(shí)間后，該導(dǎo)氣孔將與電解質(zhì)連通，聚集在陽(yáng)極底部的二氧化碳?xì)馀菘赏ㄟ^(guò)各個(gè)導(dǎo)氣孔 能夠快速的排出電解槽外，從而達(dá)到降低電解槽內(nèi)電阻的目的，有利于降低工作電壓，減少 能耗；2、使用本發(fā)明的方法在焙燒陽(yáng)極的過(guò)程中，陽(yáng)極內(nèi)部產(chǎn)生的浙青煙可以從導(dǎo)氣孔中排 出，外部高溫氣體也可直接進(jìn)入孔中，并從內(nèi)部加熱陽(yáng)極生塊，使得陽(yáng)極燒干、浙青煙排出 以及陽(yáng)極燒成等各加工段所需時(shí)間均縮短，經(jīng)試驗(yàn)可將陽(yáng)極焙燒的周期縮短2天以上，陽(yáng) 極焙燒爐的產(chǎn)能可提高8 10%。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中陽(yáng)極底部氣泡排出的示意圖2為本發(fā)明中采用的陽(yáng)極成型模具上部的壓塊側(cè)視圖； 圖3為本發(fā)明中采用的陽(yáng)極成型模具的整體結(jié)構(gòu)主視圖； 圖4為采用本發(fā)明方法所制得的陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1一電解質(zhì)溶液，2—陽(yáng)極底部氣泡，3—碳陽(yáng)極，4一陽(yáng)極導(dǎo)桿，5—壓塊，6— 鋼針，7—模具箱，8—導(dǎo)氣孔，9一震動(dòng)裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 如圖2和圖3所示，一種制作穿孔陽(yáng)極的方法，先需要對(duì)現(xiàn)有的陽(yáng)極成 型模具進(jìn)行改造，由于現(xiàn)有陽(yáng)極成型模具分為上部的壓塊5和下部的模具箱7，制作時(shí)，首 先在陽(yáng)極成型模具上部的壓塊5底部豎向設(shè)置兩排橫向均勻排列的鋼針6，所述鋼針6為 上大下小的倒圓錐型，鋼針6頂端的直徑為2cm，鋼針6底端的直徑范圍為1. 5cm，每排鋼 針各5根，共計(jì)10根；然后在陽(yáng)極成型模具下部的模具箱7內(nèi)裝入經(jīng)混捏攪拌后的陽(yáng)極糊 料，所述陽(yáng)極糊料的組分均按照現(xiàn)有制作標(biāo)準(zhǔn)添加，同時(shí)在所述壓塊底部的鋼針表面涂刷 脫模劑，然后將壓塊放下，使鋼針插入模具箱的糊料內(nèi)，所述鋼針6底部與模具箱7底面的 間距范圍為Icm ；再啟動(dòng)安裝在模具箱7下端的震動(dòng)裝置9，所述震動(dòng)裝置9為現(xiàn)有設(shè)備用 于將模具箱7內(nèi)的糊料震動(dòng)壓緊使其形成整塊的穿孔生陽(yáng)極塊，震動(dòng)過(guò)程保持5(Γ100秒； 震動(dòng)結(jié)束后升起壓塊5，從模具箱7中倒出成型的穿孔生陽(yáng)極塊，再將穿孔生陽(yáng)極塊裝入 培燒爐中，在裝入焙燒爐前為不讓填充焦粒進(jìn)入孔內(nèi)，用透氣網(wǎng)或紙屑堵住陽(yáng)極塊上的導(dǎo) 氣孔僅使煙氣能通過(guò)，然后將所述穿孔生陽(yáng)極塊裝入培燒爐中高溫焙燒2廣23天，溫度達(dá) 120(Γ1300 ，焙燒后即得到所需的穿孔陽(yáng)極。實(shí)施例2 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將壓塊5底部的鋼針上端直徑設(shè)計(jì)為3cm，下端直 徑設(shè)計(jì)為2cm，鋼針6的數(shù)量和分布保持不變；在壓入鋼針時(shí)，使鋼針6底部與模具箱7底 面接觸無(wú)間距，然后再依次經(jīng)震動(dòng)、焙燒后得到具有通孔的陽(yáng)極塊。實(shí)施例3 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將壓塊5底部的鋼針上端直徑設(shè)計(jì)為2. 3cm,下端 直徑設(shè)計(jì)為1. 8cm，鋼針6的數(shù)量和分布保持不變；在壓入鋼針時(shí)，使鋼針6底部與模具箱7 底面的間距為0. 6cm，然后再依次經(jīng)震動(dòng)、焙燒后得到穿孔的陽(yáng)極塊。參見(jiàn)圖2和圖4，本發(fā)明制得的陽(yáng)極上表面向下形成兩排導(dǎo)氣孔8，每排各5個(gè)導(dǎo) 氣孔，所述導(dǎo)氣孔8均為上大下小的倒錐形，這樣氣泡在排出過(guò)程中越往上其排出速度越 快；同時(shí)其直徑又不宜太大，若導(dǎo)氣孔直徑太大則會(huì)使得陽(yáng)極的質(zhì)量減小，使用壽命縮短， 因此為使得陽(yáng)極的正常使用壽命不受影響，同時(shí)還能解決氣泡排出不暢的問(wèn)題，本發(fā)明綜合考慮了電解過(guò)程中二氧化碳?xì)怏w的產(chǎn)生速度、電解槽中電阻值對(duì)工作電壓的影響以及陽(yáng) 極質(zhì)量等因素，最終將導(dǎo)氣孔直徑控制在上端纊3cm，下端1.5 2cm，這樣可將陽(yáng)極底部的 氣泡層厚度降低約1cm，從而使電解槽電壓降低300mV左右，從而達(dá)到最佳效果。在制作 時(shí)還考慮到陽(yáng)極底部需要反應(yīng)一段時(shí)間后才能產(chǎn)生較多的氣泡，因此可以將導(dǎo)氣孔與陽(yáng)極 底部不連通，預(yù)留Icm左右的厚度，當(dāng)陽(yáng)極反應(yīng)一段時(shí)間后陽(yáng)極被消耗，導(dǎo)氣孔自動(dòng)連通， 這樣可降低氣泡排出時(shí)所需抵消的電解質(zhì)阻力，并且最終使電解鋁過(guò)程中電耗降低達(dá)到 1000KWh/T-Al，節(jié)能效果非常顯著。 需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡 管申請(qǐng)人參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些 對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種制作穿孔陽(yáng)極的方法，其特征在于，包括如下步驟1)在陽(yáng)極成型模具上部的壓塊的底部豎向設(shè)置兩排鋼針，所述鋼針為上大下小的倒圓 錐型，鋼針頂端的直徑范圍為2 3cm，鋼針底端的直徑范圍為1. 5^2cm ；2)在陽(yáng)極成型模具下部的模具箱內(nèi)裝入經(jīng)混捏攪拌后的陽(yáng)極糊料，在所述壓塊底部的 鋼針表面涂刷脫模劑，然后將壓塊放下，使鋼針插入模具箱的糊料內(nèi)，所述鋼針底部與模具 箱底面的間距范圍為(Tlcm ；再啟動(dòng)安裝在模具箱下端的震動(dòng)裝置，保持震動(dòng)5(Γ100秒；3)震動(dòng)結(jié)束后升起壓塊，從模具箱中倒出成型的穿孔生陽(yáng)極塊，用透氣網(wǎng)或紙屑堵 住陽(yáng)極塊上的導(dǎo)氣孔僅使煙氣能通過(guò)，然后將所述穿孔生陽(yáng)極塊裝入焙燒爐中高溫焙燒 21 23天，焙燒后即得到所需的穿孔陽(yáng)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作穿孔陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述鋼針在壓塊底面豎 向均勻排列，每排各5根鋼針。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制作穿孔陽(yáng)極的方法，先在壓塊底部豎向設(shè)置兩排上大下小的倒圓錐型鋼針，其頂端直徑為2~3cm，底端直徑為1.5~2cm；然后在模具箱內(nèi)裝入陽(yáng)極糊料，在鋼針表面涂刷脫模劑，將壓塊放下，使鋼針插入糊料內(nèi)，使鋼針底部與模具箱底面的間距為0~1cm；再經(jīng)震動(dòng)、高溫焙燒后得到所需的穿孔陽(yáng)極。本發(fā)明方法所制得的陽(yáng)極內(nèi)部可形成10個(gè)直徑2~3cm的導(dǎo)氣孔，此陽(yáng)極在鋁電解槽上使用中所產(chǎn)生的氣泡可通過(guò)各個(gè)導(dǎo)氣孔快速的排出電解槽外，從而達(dá)到降低電解槽極距的目的，有利于降低工作電壓，減少能耗；同時(shí)在焙燒過(guò)程中外部高溫氣體也可直接進(jìn)入孔中，并從內(nèi)部加熱陽(yáng)極生塊，進(jìn)而縮短陽(yáng)極焙燒的周期，提高產(chǎn)能。
文檔編號(hào)C25C3/12GK102071436SQ20101061787
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者汪航, 田應(yīng)甫 申請(qǐng)人:重慶天泰鋁業(yè)有限公司