專利名稱:一種用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于電解鋁設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及鋁電解的開槽碳陽(yáng)極形狀結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
在鋁電解工業(yè)生產(chǎn)中,目前普遍采用的是冰晶石-氧化鋁溶鹽電解槽電解法。陽(yáng) 極作為電解槽的核心,其電解反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和CO以及其他揮發(fā)氣體等,容易在陽(yáng)極底掌 形成氣泡,這些氣泡形態(tài)揮發(fā)氣體,一部份能順著陽(yáng)極四面逸出,余下一部分則會(huì)在陽(yáng)極底 掌逐漸集結(jié),形成一種氣膜,從而影響陽(yáng)極導(dǎo)電而增大電解槽電阻,因而增加了電解耗電; 另外電解槽由于揮發(fā)氣體排出不暢通,會(huì)時(shí)而引起鋁液的波動(dòng)和陽(yáng)極開裂與過快消耗。因 此,電解槽陽(yáng)極結(jié)構(gòu)、幾何形狀、尺寸以及電解生產(chǎn)中的陽(yáng)極管理等因素皆與陽(yáng)極消耗有 關(guān)。在通過改變鋁電解槽陽(yáng)極結(jié)構(gòu)、幾何形狀來降低電耗和陽(yáng)極消耗的研究方面,我們檢索 到如下國(guó)內(nèi)外公開文獻(xiàn)1.題名電解鋁降低陽(yáng)極碳耗的途徑與措施作者朱丹青機(jī)構(gòu)沈陽(yáng)鋁鎂設(shè) 計(jì)研究院,遼寧沈陽(yáng)11000刊名輕金屬.2008(8).-25-28文摘推導(dǎo)出炭陽(yáng)極與C02 作用以及炭陽(yáng)極與空氣反應(yīng)陽(yáng)極消耗數(shù)量的計(jì)算公式和在電解鋁生產(chǎn)過程中如何確定過 量消耗碳量。電解過程中炭陽(yáng)極消耗與電解槽設(shè)計(jì)、電解工藝操作、陽(yáng)極質(zhì)量等有關(guān),并提 出了新型陽(yáng)極炭塊形狀及結(jié)構(gòu)型式,陽(yáng)極碳毛耗可望降至460kg/t-Al。但該結(jié)構(gòu)的炭陽(yáng)極 溝槽開設(shè)在陽(yáng)極炭塊的底,雖然在一定程度上方便CO2的排出,還是會(huì)氣膜的形成并增加 電耗。2.中國(guó)專利,名稱一種節(jié)能環(huán)保型結(jié)構(gòu)鋁電解槽的陽(yáng)極碳?jí)K,申請(qǐng)(專利)號(hào) CN200820081509. 3 申請(qǐng)日2008· 06. 27,分類號(hào)C25C3/12 (2006. 01) I 申請(qǐng)(專利權(quán)) 人云南潤(rùn)鑫鋁業(yè)有限公司,摘要該實(shí)用新型提供一種節(jié)能環(huán)保型結(jié)構(gòu)鋁電解槽的陽(yáng)極 碳?jí)K,其在陽(yáng)極底掌上設(shè)置凹槽,使陽(yáng)極底掌上產(chǎn)生的co2、CO及其它氣體能夠盡快經(jīng)凹槽 從陽(yáng)極底掌排出,以減少氣泡的形成機(jī)會(huì),增加陽(yáng)極與電解質(zhì)液面的導(dǎo)電面積,降低槽電 阻,提高電流效率;降低陽(yáng)極熱應(yīng)力,讓高溫?zé)犭娊赓|(zhì)直接進(jìn)入凹槽內(nèi),使陽(yáng)極受熱良好,避 免陽(yáng)極冷、熱不均,減小陽(yáng)極內(nèi)部熱變形應(yīng)力,防止陽(yáng)極開裂;同時(shí)加快新?lián)Q陽(yáng)極的升溫速 度,有利新?lián)Q陽(yáng)極盡快參與電解反應(yīng),降低電耗,減小陽(yáng)極偏流,確保電解槽平穩(wěn)。但隨電解 時(shí)間的延伸和陽(yáng)極的消耗,該結(jié)構(gòu)的凹槽會(huì)堵塞或消失而逐漸失去排逸效能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有電解鋁生產(chǎn)中陽(yáng)極存在的揮發(fā)氣體排逸不暢帶來 的電耗高、陽(yáng)極消耗快的問題,提供一種用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,包括陽(yáng)極,碗孔,碗孔布置在整個(gè)開槽陽(yáng)極的中間,其 特征在于將開槽碳陽(yáng)極底掌的四周的直角邊切割,切割后的倒角大于90°,小于或等于 135°角,減少陽(yáng)極排氣阻力以使陽(yáng)極底部的揮發(fā)氣體依自身的浮力順暢地從陽(yáng)極四周揮發(fā)出來,增加陽(yáng)極排氣能力和導(dǎo)電性,提高電解效率;同時(shí)在陽(yáng)極的兩個(gè)端頭或端面設(shè)有上 下貫通槽,使揮發(fā)氣體能在陽(yáng)極壽命始終順暢排出。以上所述的用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,其碳陽(yáng)極底掌的四周的直角邊切割后的倒 角割最佳為135°角。以上所述的用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,其陽(yáng)極的兩個(gè)端頭或端面所設(shè)的上下貫通 槽為二條或兩條以上,并均勻分布在陽(yáng)極端頭或端面上,以使陽(yáng)極底部的揮發(fā)氣體除從四 周排逸外,還能順暢從端頭貫通槽排逸,有利于電解穩(wěn)定性,增加陽(yáng)極導(dǎo)電性,提高電解效 率,降低陽(yáng)極消耗。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.現(xiàn)有陽(yáng)極底掌四周邊均為直角,揮發(fā)氣體排逸阻力大。本技術(shù)將陽(yáng)極底掌四條 直角邊改進(jìn)為90° 135° (不包括90° )角邊,接近流線形以減少排逸阻力,電解揮發(fā)氣 體順暢排逸,增加電解陽(yáng)極導(dǎo)電面積,提高電解效率;2.現(xiàn)有陽(yáng)極底掌或?yàn)槠矫婊驗(yàn)殚_槽,不能實(shí)現(xiàn)揮發(fā)氣體在陽(yáng)極壽命始終順暢排 出;本技術(shù)在陽(yáng)極兩個(gè)端頭(面)各設(shè)置上下貫通槽,貫通槽由于上下貫通,其排逸功能存 在陽(yáng)極壽命的始終,始終實(shí)現(xiàn)降低電耗和陽(yáng)極消耗的目的。
圖1為本實(shí)用新型主視立體圖。圖2為本實(shí)用新型的俯視圖。圖3為本實(shí)用新型的右視圖。圖中,1為碳陽(yáng)極,2為碗孔,3為上下貫通槽,4為陽(yáng)極底掌周邊切割后的倒角
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1所示,一種用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,包括陽(yáng)極(1),碗孔(2),碗孔⑵均 勻布置在整個(gè)開槽陽(yáng)極的中間,將開槽碳陽(yáng)極底掌的四周的直角邊切割為135°角,并在陽(yáng) 極的兩個(gè)端頭或端面設(shè)有四條IOX 15mm上下貫通槽,并均勻分布在陽(yáng)極端頭或端面上。使用該發(fā)明創(chuàng)造后的經(jīng)濟(jì)效益該實(shí)用新型主要是對(duì)原來陽(yáng)極產(chǎn)品的形狀進(jìn)行改造,改造后陽(yáng)極成品的重量由原 來約為930Kg/塊降到910-915Kg/塊,并且在鋁電解槽使用中沒有影響到陽(yáng)極產(chǎn)品的壽命, 按初步試生產(chǎn)的結(jié)果,使用該開槽陽(yáng)極產(chǎn)品以后,每噸鋁所耗用的陽(yáng)極比原來減少IOKg左 右,陽(yáng)極使用壽命比同類產(chǎn)品延長(zhǎng)4-6天。按照公司產(chǎn)能年產(chǎn)72萬噸預(yù)焙陽(yáng)極,可供電解 鋁生產(chǎn)出144萬噸鋁,每生產(chǎn)1噸鋁節(jié)約IOKg陽(yáng)極,可節(jié)約14400噸陽(yáng)極,每年可為電解鋁 生產(chǎn)節(jié)約4000-5000萬元有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。此使用新型產(chǎn)品如能在全國(guó)推廣,則每年可減少陽(yáng)極消耗13-15萬噸,節(jié)省石油 焦約14萬噸,節(jié)約能耗近42000KWh,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤1. 7萬噸,二氧化硫減少排放1000噸; 如加計(jì)在鋁電解生產(chǎn)中的節(jié)能,則鋁電解生產(chǎn)相當(dāng)于可再節(jié)能5X108KWh,節(jié)約標(biāo)煤20萬 噸,節(jié)能效果極為顯著。
權(quán)利要求一種用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,包括陽(yáng)極(1),碗孔(2),碗孔(2)布置在整個(gè)開槽陽(yáng)極的中間,其特征在于將開槽碳陽(yáng)極底掌的四周的直角邊切割,切割后的倒角大于90°,小于或等于135°角,并在陽(yáng)極的兩個(gè)端頭或端面設(shè)有上下貫通槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,其特征在于開槽碳陽(yáng)極底掌的 四周的直角邊切割后的倒角為135°角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,其特征在于陽(yáng)極的兩個(gè)端頭或 端面所設(shè)的上下貫通槽為二條或兩條以上,并均勻分布在陽(yáng)極端頭或端面上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于鋁電解的開槽碳陽(yáng)極,包括陽(yáng)極,碗孔,碗孔均勻布置在整個(gè)開槽陽(yáng)極的中間,其特征在于將開槽碳陽(yáng)極底掌的四周的直角邊切割,切割后的倒角大于90°小于或等于135°角,并在陽(yáng)極的兩個(gè)端頭或端面設(shè)有若干條上下貫通槽。改進(jìn)后的開槽碳陽(yáng)極疏通了排逸渠道,以減少電解揮發(fā)氣體排逸阻力,使陽(yáng)極在電解過程中底部所生的CO2、CO和其他揮發(fā)氣體能順暢地從陽(yáng)極四周和貫通槽中排出,減少了揮發(fā)氣體集結(jié)形成的氣膜,增加陽(yáng)極導(dǎo)電面積,提高電解效率;同時(shí)由于電解揮發(fā)氣體的順暢排出,增強(qiáng)了電解狀態(tài)的穩(wěn)定性,避免大量揮發(fā)氣體集結(jié)后引起鋁液的過于波動(dòng)和陽(yáng)極開裂與過快消耗,實(shí)現(xiàn)提高電解效率和節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)C25C3/12GK201704421SQ20102019412
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者馮柳江, 呂保華, 吳大奎, 張志禹, 羅高強(qiáng), 譚廷克, 趙唯皓, 黃乃仁 申請(qǐng)人:廣西強(qiáng)強(qiáng)碳素股份有限公司;廣西百色銀海鋁業(yè)有限責(zé)任公司