專利名稱：一種平底碳碗的預(yù)焙陽極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種平底碳碗的預(yù)焙陽極。
背景技術(shù)：
預(yù)焙炭陽極作為鋁電解生產(chǎn)的陽極材料，被譽為電解槽的“心臟”，在整個電解生產(chǎn)中起著導(dǎo)通電路和參與電化學(xué)反應(yīng)的重要作用。陽極的參與和應(yīng)用，不僅確保著整個鋁電解生產(chǎn)的順利進行，而且其質(zhì)量的好壞影響噸鋁炭牦，同時對電流效率、能耗、原鋁質(zhì)量、環(huán)境污染、電解操作以及電解槽維護等均有影響。因此，如何為鋁電解提供節(jié)能、環(huán)保、高效、優(yōu)質(zhì)預(yù)焙陽極，是當(dāng)今鋁用炭素行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重點和熱點?，F(xiàn)有的炭陽極結(jié)構(gòu)不盡合理，耗費材料較多?，F(xiàn)用的普通鋁電解用預(yù)焙陽極如圖I、圖2所示，它的陽極碳碗底部中心處通常設(shè)
一個上部直徑Φ40 60 mm、下底直徑Φ 6(T80mm、高度l(T20mm的錐形凸出塊(如圖3所示)；通常陽極鋼爪垂直插入碳碗，然后對兩者間的空隙澆注磷生鐵，而在陽極鋼爪插入碳碗的過程中目前有兩種做法一、人工安裝，陽極鋼爪會接觸到碳碗內(nèi)部錐形凸出塊的頂端，但由于錐形凸出塊本身是不需要經(jīng)過精加工的，因此帶有毛刺；同時各個碳碗的錐形凸出塊的高度不一致，有差別；因此導(dǎo)致陽極鋼爪安裝完成后存在傾斜的現(xiàn)象，不垂直，生產(chǎn)過程中的能耗增加。二、機械安裝，為了防止陽極鋼爪直接接觸到陽極碳碗底部，錐形凸出塊對陽極鋼爪起到暫時的支撐作用，但是為了保證陽極鋼爪始終垂直，在安裝完成后陽極鋼爪與碳碗是沒有實質(zhì)接觸的，也不與碳碗內(nèi)壁接觸。以上兩種做法均由于錐形凸出塊的設(shè)置而增大了陽極的電阻，增加了鋁生產(chǎn)的電能消耗。目前為了降低能耗而對預(yù)焙陽極進行改進主要集中在預(yù)焙陽極各構(gòu)件棱角的圓滑度和棱臺的結(jié)構(gòu)等方面上。中國專利號為CN201020296895. 5，名稱為一種高棱臺鋁電解用預(yù)焙陽極的專利文件中公開了一種高棱臺鋁電解用預(yù)焙陽極，包括長方體炭塊、陽極棱臺、陽極棱臺與長方體炭塊交界處為棱臺面，陽極炭碗底部與棱臺面處于一個水平面，該結(jié)構(gòu)增加了陽極棱臺的高度，改變陽極了上部結(jié)構(gòu)，延長陽極使用周期，降低殘極高度，減少陽極消耗，雖然該結(jié)構(gòu)在一定程度上降低了陽極消耗，但是其增加陽極棱臺的高度卻使得生產(chǎn)陽極棱臺的材料增加了。中國專利號CN200920352811. 2，名稱為節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的實用新型專利中公開了一種節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊，它是由碳碗和凹凸異形平臺與半圓弧形倒角及導(dǎo)流凹槽構(gòu)成，凹凸異形平臺上設(shè)置多只碳碗，陽極鋼爪連接固定在碳碗內(nèi)，預(yù)焙陽極炭塊底部四面邊棱設(shè)置成半圓弧形倒角和導(dǎo)流凹槽，凹凸異形平臺上四周邊棱設(shè)置成半圓弧形邊棱。碳碗是在鋁電解過程中固定陽極鋼爪，導(dǎo)流凹槽能有效排除電解過程中的陽極氣體。效果是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高陽極炭塊體積密度與強度，使用壽命，降低電解換極頻次，減少電解槽熱量損失，節(jié)約能源，降低電解能耗，抗氧化性能穩(wěn)定，留下炭渣量少，改善電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性，有助于降低陽極的熱應(yīng)力，避免陽極炭塊開裂。該結(jié)構(gòu)起到了降耗的作用，但其未對碳碗結(jié)構(gòu)進行改進。[0006]中國專利號CN201120040709. 6，名稱為一種陽極碳碗的專利申請文件中公開了一種陽極炭碗，炭碗內(nèi)設(shè)有一個或一個以上的凸起，凸起對磷生鐵液體在冷卻時徑向收縮過程中產(chǎn)生一個阻礙作用，減小磷生鐵與炭塊間的縫隙，且增加磷生鐵與凸起間的接觸，從而降低因磷生鐵液體收縮而產(chǎn)生的鐵炭壓降，減少能耗。該專利申請文件是通過增加凸起的數(shù)量來降低因磷生鐵液體收縮而產(chǎn)生的鐵炭壓降，但增加凸起的數(shù)量也相應(yīng)的增加了碳碗的壓降。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的為了解決上述技術(shù)方案中的不足，提供一種平底碳碗的預(yù)焙陽極，通過去掉普通鋁電解用預(yù)焙陽極碳碗底部的錐形凸出塊而降低電阻，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的作用，減少預(yù)焙陽極材料的使用量，有效地降低生產(chǎn)成本。本實用新型的預(yù)焙陽極結(jié)構(gòu)如下 一種平底碳碗的預(yù)焙陽極，包括陽極碳塊、陽極棱臺和碳碗，碳碗底部為水平面，與陽極碳塊底面平行。所述碳碗內(nèi)的傾斜槽與碳碗底部平面的角度為45 75°。所述傾斜槽的數(shù)量為3 8個。所述平底碳碗的預(yù)焙陽極的棱邊均為圓弧棱邊。本實用新型的改進之處在于去掉常規(guī)鋁電解用預(yù)焙陽極碳碗底部的錐形凸出塊，因為它對生產(chǎn)的輔助作用較小，反而增大了預(yù)焙陽極的電阻，增加了電能的損耗。本實用新型的結(jié)構(gòu)有效降低了電阻，減少了鋁生產(chǎn)過程的電能消耗，錐形凸出塊理論電壓降為
O.3 O. 4mv，實際電壓降一般在O. 5(Γθ. 66 mv之間；以300 KA電解槽為例，配置預(yù)焙陽極40塊，按每塊有4個碳碗計算，其電壓降為O. 3 mv時，其可實現(xiàn)的降耗為電壓降40X4X0. 3 mv=48 mv ;每臺電解槽40塊陽極,每個陽極有4個碳碗；產(chǎn)鋁量0.3356X300X0. 93=93. 63 kg /h ;其中 O. 3356g/A. h 為電化當(dāng)量，300KA為電解槽容量，O. 93為電流效率(93%)；耗電量300X48/1000X1=14.4Kffh ；噸鋁節(jié)電量14.4+ (93. 63 + 1000) =153. 797 KWh/t ;錐形凸出塊理論電壓降為O. 4mv，其每噸鋁可節(jié)省直流電耗為205 Kffh/t ；也就是說采用本實用新型結(jié)構(gòu)的平底碳碗的預(yù)焙陽極，每生產(chǎn)一噸鋁至少可節(jié)省電耗153. 797 205 KWh/t。從而可以使每個電解槽少用陽極3. 28 4. 5 kg，每塊預(yù)焙陽極減少錐形凸出塊重量82 100g，既節(jié)省了陽極，又有效的節(jié)約了能源。本實用新型的優(yōu)點I、本結(jié)構(gòu)是克服了傳統(tǒng)技術(shù)偏見，實現(xiàn)節(jié)能降耗。本結(jié)構(gòu)去掉了普通預(yù)焙陽極碳碗底部的錐形凸出塊，因為錐形凸出塊在實際生產(chǎn)中的作用不大，但增加了生產(chǎn)能耗，目前本領(lǐng)域的技術(shù)人員沒有意識到凸出塊與能耗的關(guān)系，依舊按著傳統(tǒng)技術(shù)進行生產(chǎn)，甚至增加錐形凸出塊的數(shù)量，這大大增加了電阻，增加了能耗，不符合當(dāng)今節(jié)能降耗的要求。2、結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能降耗顯著，每生產(chǎn)一噸鋁至少可節(jié)省電耗153. 797 205 KWh/t。3、可以節(jié)省預(yù)焙陽極的材料用量，300 KA電解槽可以使每個電解槽少用陽極
3.28^4. 5 kg，每塊預(yù)焙陽極減少錐形凸出塊重量82 100g。[0023]4、制作模具可簡化。

圖I是普通鋁電解用預(yù)焙陽極的局部剖視圖；圖2是普通鋁電解用預(yù)焙陽極的俯視圖；圖3是普通鋁電解用預(yù)焙陽極的碳碗的剖視圖；圖4是本實用新型的局部剖視圖；圖5是本實用新型的俯視圖；圖6是本實用新型陽極的碳碗的剖視圖； 附圖標(biāo)記陽極碳塊1，陽極棱臺2，碳碗3，錐形凸出塊4，傾斜槽5。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型結(jié)構(gòu)進行進一步說明。實施例I一種平底碳碗的預(yù)焙陽極，如圖4、圖5和圖6所示，它包括陽極碳塊I、陽極棱臺
2、碳碗3 ;碳碗3底部為水平面，與陽極碳塊I底面平行；碳碗3內(nèi)的傾斜槽5與碳碗3底部平面的角度為60°，傾斜槽5的數(shù)量為6個，陽極碳塊的棱邊為圓弧棱邊。將本實用新型結(jié)構(gòu)的預(yù)焙陽極應(yīng)用于300 KA電解槽為中，配置預(yù)焙陽極40塊，每塊有4個碳碗，可實現(xiàn)每生產(chǎn)一噸鋁至少可節(jié)省電耗153. 797 205 KWh/t，可以使每個電解槽少用陽極3. 28 4.5kg，每塊預(yù)焙陽極可減少錐形凸出塊重量82 100g，既節(jié)省了陽極，又有效的節(jié)約了能源。實施例2一種平底碳碗的預(yù)焙陽極包括陽極碳塊I、陽極棱臺2、碳碗3 ;碳碗3底部為水平面，與陽極碳塊I底面平行；碳碗3內(nèi)的傾斜槽5與碳碗3底部平面的角度為75°，傾斜槽5的數(shù)量為4個，陽極碳塊的棱邊為圓弧棱邊。將本實用新型結(jié)構(gòu)的預(yù)焙陽極應(yīng)用于300 KA電解槽為中，配置預(yù)焙陽極40塊，每塊有4個碳碗，可實現(xiàn)每生產(chǎn)一噸鋁至少可節(jié)省電耗153. 797 205 KWh/t，可以使每個電解槽少用陽極3. 28 4.5kg，每塊預(yù)焙陽極可減少錐形凸出塊重量82 100g，既節(jié)省了陽極，又有效的節(jié)約了能源。實施例3一種平底碳碗的預(yù)焙陽極包括陽極碳塊I、陽極棱臺2、碳碗3 ;碳碗3底部為水平面，與陽極碳塊I底面平行；碳碗3內(nèi)的傾斜槽5與碳碗3底部平面的角度為45°，傾斜槽5的數(shù)量為8個，陽極碳塊的棱邊為圓弧棱邊。將本實用新型結(jié)構(gòu)的預(yù)焙陽極應(yīng)用于300 KA電解槽為中，配置預(yù)焙陽極40塊，每塊有4個碳碗，可實現(xiàn)每生產(chǎn)一噸鋁至少可節(jié)省電耗153. 797 205 KWh/t，可以使每個電解槽少用陽極3. 28 4.5kg，每塊預(yù)焙陽極可減少錐形凸出塊重量82 100g，既節(jié)省了陽極，又有效的節(jié)約了能源。
權(quán)利要求1.一種平底碳碗的預(yù)焙陽極，包括陽極碳塊(I)、陽極棱臺(2)、碳碗(3)，其特征在于碳碗(3)底部為水平面，與陽極碳塊(I)底面平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平底碳碗的預(yù)焙陽極，其特征在于所述碳碗(3)內(nèi)壁開有傾斜槽(5)與碳碗(3)底部平面的角度為45 75°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平底碳碗的預(yù)焙陽極，其特征在于所述傾斜槽(5)的數(shù)量為3 8個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平底碳碗的預(yù)焙陽極，其特征在于所述平底碳碗的預(yù)焙陽極的棱邊均為圓弧棱邊。
專利摘要本實用新型公開了一種平底碳碗的預(yù)焙陽極，包括陽極碳塊1、陽極棱臺2、碳碗3，碳碗3底部為水平面，與陽極碳塊1底面平行。本實用新型的鋁電解用預(yù)焙陽極可以實現(xiàn)節(jié)能降耗的作用，減少了預(yù)焙陽極材料的使用量，有效地降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C25C3/12GK202730260SQ20122038592
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者趙唯皓, 張志禹, 羅高強, 呂保華, 黃乃仁, 韋德斌 申請人:廣西強強碳素股份有限公司, 百色皓海碳素有限公司