[實用新型]一種平底碳碗的預焙陽極

有效

• 申請號: 201220385926.3
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN202730260U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 趙唯皓;張志禹;羅高強;呂保華;黃乃仁;韋德斌
• 申請（專利權）人: 廣西強強碳素股份有限公司;百色皓海碳素有限公司
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

本實用新型涉及一種平底碳碗的預焙陽極。

背景技術

預焙炭陽極作為鋁電解生產的陽極材料，被譽為電解槽的“心臟”，在整個電解生產中起著導通電路和參與電化學反應的重要作用。陽極的參與和應用，不僅確保著整個鋁電解生產的順利進行，而且其質量的好壞影響噸鋁炭秏，同時對電流效率、能耗、原鋁質量、環境污染、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能、環保、高效、優質預焙陽極，是當今鋁用炭素行業技術創新的重點和熱點。現有的炭陽極結構不盡合理，耗費材料較多。

現用的普通鋁電解用預焙陽極如圖1、圖2所示，它的陽極碳碗底部中心處通常設一個上部直徑φ40~60?mm、下底直徑φ60~80mm、高度10~20mm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部錐形凸出塊的頂端，但由于錐形凸出塊本身是不需要經過精加工的，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；因此導致陽極鋼爪安裝完成后存在傾斜的現象，不垂直，生產過程中的能耗增加。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接觸的，也不與碳碗內壁接觸。以上兩種做法均由于錐形凸出塊的設置而增大了陽極的電阻，增加了鋁生產的電能消耗。

目前為了降低能耗而對預焙陽極進行改進主要集中在預焙陽極各構件棱角的圓滑度和棱臺的結構等方面上。中國專利號為：CN201020296895.5，名稱為一種高棱臺鋁電解用預焙陽極的專利文件中公開了一種高棱臺鋁電解用預焙陽極，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，該結構增加了陽極棱臺的高度，改變陽極了上部結構，延長陽極使用周期，降低殘極高度，減少陽極消耗，雖然該結構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陽極棱臺的材料增加了。

中國專利號：CN200920352811.2，名稱為：節能型鋁電解用預焙陽極炭塊的實用新型專利中公開了一種節能型鋁電解用預焙陽極炭塊，它是由碳碗和凹凸異形平臺與半圓弧形倒角及導流凹槽構成，凹凸異形平臺上設置多只碳碗，陽極鋼爪連接固定在碳碗內，預焙陽極炭塊底部四面邊棱設置成半圓弧形倒角和導流凹槽，凹凸異形平臺上四周邊棱設置成半圓弧形邊棱。碳碗是在鋁電解過程中固定陽極鋼爪，導流凹槽能有效排除電解過程中的陽極氣體。效果是結構簡單，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，節約能源，降低電解能耗，抗氧化性能穩定，留下炭渣量少，改善電解生產的穩定性，有助于降低陽極的熱應力，避免陽極炭塊開裂。該結構起到了降耗的作用，但其未對碳碗結構進行改進。

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，炭碗內設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量來降低因磷生鐵液體收縮而產生的鐵炭壓降，但增加凸起的數量也相應的增加了碳碗的壓降。

發明內容

本實用新型的目的為了解決上述技術方案中的不足，提供一種平底碳碗的預焙陽極，通過去掉普通鋁電解用預焙陽極碳碗底部的錐形凸出塊而降低電阻，從而實現節能降耗的作用，減少預焙陽極材料的使用量，有效地降低生產成本。

本實用新型的預焙陽極結構如下：

一種平底碳碗的預焙陽極，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。

所述碳碗內的傾斜槽與碳碗底部平面的角度為45~75°。

所述傾斜槽的數量為3~8個。

所述平底碳碗的預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鋁電解用預焙陽極碳碗底部的錐形凸出塊，因為它對生產的輔助作用較小，反而增大了預焙陽極的電阻，增加了電能的損耗。本實用新型的結構有效降低了電阻，減少了鋁生產過程的電能消耗，錐形凸出塊理論電壓降為0.3~0.4mv，實際電壓降一般在0.50~0.66?mv之間；以300?KA電解槽為例，配置預焙陽極40塊，按每塊有4個碳碗計算，其電壓降為0.3?mv時，其可實現的降耗為：