[發明專利]一種鋁電解槽的陽極

在審

• 申請號: 201711038229.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107841767A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 王博一
• 申請（專利權）人: 湖南博溥立材料科技有限公司
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本申請涉及冶金技術領域，尤其涉及一種鋁電解槽的陽極。

背景技術

陽極是鋁電解槽的“心臟”，它由陽極鋁導桿、鋁鐵爆炸焊塊、陽極鋼爪和陽極炭塊四個部分組成。陽極鋼爪連接著陽極鋁導桿和陽極炭塊，不但要承擔陽極重量還要輸送大功率電流，因此陽極鋼爪在鋁電解過程中十分重要。

陽極鋼爪處于300℃-900℃的高溫下，以及空氣、氟化氫氣體及高濃度CO₂氣氛中，不斷受到氧化性腐蝕，同時還要承受電磁力、振動力、熱應力以及碰撞力等因素對于鋼爪都的破壞，而這種破壞直接影響鋼爪的使用壽命、污染鋁液以及對電解槽運行工況的正確判斷。

在實際生產中，陽極鋼爪在使用過程中被氧化腐蝕會帶來很大地危害。首先，會影響原鋁質量；申請人經大量實驗測試得出，每棵陽極鋼爪在使用周期內將減少25㎏-35㎏，大量Fe氧化物進入電解極上料和殘極，導致陽極炭塊、電解極上料Fe含量偏高，二者對電解原鋁液鐵含量影響約占電解生產物料的50％。面殼塊中的鐵主要以Fe₂O₃和Fe₃O₄存在，由于Fe₂O₃沒有磁性，除鐵器對其基本無作用，現有的除鐵工藝的除鐵率低于50％，最終進入鋁液導致原鋁中鐵含量升高；其次，縮短鋼爪使用周期；申請人經大量實驗發現，陽極鋼爪在循環使用30個電解周期后，最小直徑處的周長將降低50％以上，陽極鋼爪的氧化剝落不但會增加原鋁中的Fe含量，更會縮短其使用壽命，帶來額外的生產成本；再次，影響電流均衡分布；安裝于鋁電解槽內的陽極鋼爪爪頭直徑差異越大，對電流均衡分布越不利，導致陽極之間消耗速度的差異，增加露底化爪的幾率。有時出現部分爪頭發紅，鋼爪電阻增加，極端情況將出現陽極脫落現象；最后，還會影響陽極澆鑄質量；陽極鋼爪氧化形成的“細腰”鋼爪容易產生向內彎曲現象，鋼爪軸向中心線與碳碗中心不重合，鋼爪澆鑄均分效果差，并且鋼爪上形成的氧化物也會阻礙鐵水在鋼爪與碳碗內壁之間順暢的流動，制作的磷鐵環質量較差，鐵碳壓降升高，情況嚴重時將出現鋼爪發紅甚至脫極。

因此，如何延長陽極鋼爪使用壽命、降低鋁電解生產成本，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請提供一種鋁電解槽的陽極，以解決現有技術中陽極易被腐蝕，使用壽命短，鋁電解的生產成本高的問題。

本申請實施例提供一種鋁電解槽的陽極，包括：陽極炭塊、陽極鋼爪和鋁導桿；

所述陽極鋼爪包括鋼爪橫梁和多個爪柱；所述鋼爪橫梁橫置在所述鋁導桿與所述爪柱之間；

所述鋼爪橫梁的上端表面設有爆炸焊塊，所述鋁導桿通過所述爆炸焊塊與所述鋼爪橫梁固定連接；

多個所述爪柱等距豎向設置在所述鋼爪橫梁與所述陽極炭塊之間，每個所述爪柱的上端與所述鋼爪橫梁的下端表面固定連接，每個所述爪柱的下端與所述陽極炭塊連接；每個所述爪柱的側面設有厚度為0.5mm-4mm的納米陶瓷基材料涂層；

所述爪柱上與所述陽極炭塊的連接處套設有磷鐵環；所述磷鐵環的外表面設有厚度為0.5mm-4mm的納米陶瓷基材料涂層；

所述陽極炭塊的上表面設有環形安全區，所述環形安全區包圍在所述磷鐵環與所述陽極炭塊的連接處的外側，所述環形安全區的內側界限與所述磷鐵環的外側界限重合；所述環形安全區設有厚度為0.5mm-4mm的納米陶瓷基材料涂層。

進一步地，所述陽極炭塊的側面包括傾斜區域、上部區域和下部區域；所述上部區域的豎向長度與所述下部區域的豎向長度的比值為(2-3)：1；所述傾斜區域設有厚度為0.5mm-4mm的納米陶瓷基材料涂層。

進一步地，所述上部區域設有厚度為0.5mm-4mm的納米陶瓷基材料涂層。

進一步地，所述陽極炭塊的側面設有厚度為0.5mm-4mm的納米陶瓷基材料涂層。

進一步地，所述環形安全區的面積占所述陽極炭塊上表面面積的0.5-0.8。

進一步地，每個所述爪柱的側面上設置的納米陶瓷基材料涂層的厚度為2mm-3mm。

進一步地，所述磷鐵環的外表面設置的納米陶瓷基材料涂層的厚度為2mm-3mm。

進一步地，所述環形安全區上設置的納米陶瓷基材料涂層的厚度為2mm-3mm。

進一步地，所述陽極炭塊的側面設置的納米陶瓷基材料涂層的厚度為2mm-3mm。

進一步地，所述傾斜區域和上部區域設置的納米陶瓷基材料涂層的厚度均為2mm-3mm。