專利名稱：一種多槽多孔預(yù)焙陽極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)有多條交叉溝槽的多槽多孔預(yù)焙陽極。
背景技術(shù)：
鋁工業(yè)生產(chǎn)主要采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法，在直流電通入電解槽后，浸泡在電解質(zhì)中的陰極和多槽多孔預(yù)焙陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)陰極上的電解產(chǎn)物是鋁液，多槽多孔預(yù)焙陽極上的電解產(chǎn)物是CO2氣體。多槽多孔預(yù)焙陽極的功能是將直流電通過陽極導(dǎo)桿、爆炸塊、陽極鋼爪及陽極碳塊傳輸給電解槽內(nèi)的電解質(zhì)液，接通電路。目前鋁電解使用的陽極為仿長方體塊，上表面嵌 有鋼爪導(dǎo)電裝置，底掌為平面設(shè)計(jì)。隨著電解過程的進(jìn)行，陽極底部面積較大且平，氣體排出底掌阻力大，這樣陽極底部就形成約2cm厚的氣膜層。為了防止二次反應(yīng)降低電流效率，則必須增大陰陽極之間的距離，從而升高槽電壓，增加電能消耗，增加電解鋁的制造成本。通常CO2能產(chǎn)生250mV的電壓降，而ImV的電壓降會耗電3度，這樣生產(chǎn)I噸鋁錠會多消耗750度電。因此，有效及時(shí)地排出預(yù)焙陽極上產(chǎn)生的CO2氣體，成為各電解鋁廠家關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，國內(nèi)外電解鋁行業(yè)采用的底面開有溝槽的多槽多孔預(yù)焙陽極如圖I和圖2所示，現(xiàn)有陽極溝槽多為彼此平行的1-3道直線貫通槽，可為縱向或橫向貫通，溝槽頂部為水平直線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多槽多孔預(yù)焙陽極，改變現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)焙陽極多個(gè)溝槽的相對位置，并在預(yù)焙陽極溝槽頂部開設(shè)多個(gè)排氣孔，增加陽極氣體排出的渠道和通道，減小氣泡排出阻力，使陽極四周電解質(zhì)沸騰力度明顯降低，節(jié)能降耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案—種多槽多孔預(yù)焙陽極，其底面設(shè)有至少兩條溝槽，該溝槽存在至少一個(gè)交點(diǎn)，所述溝槽上設(shè)置有至少一個(gè)豎向排氣孔。進(jìn)一步地，至少兩條該溝槽間的夾角為90-140°，所述排氣孔與溝槽頂部的夾角為 60-90。。進(jìn)一步地，該排氣孔的橫截面形狀為圓形、三角形、四邊形或者六邊形，可與溝槽交點(diǎn)相連。進(jìn)一步地，該該溝槽的中間頂部到溝槽底部的距離小于所述溝槽的兩端頂部到溝槽底部的距離。進(jìn)一步地，該溝槽縱截面頂部為弧形或者V形。進(jìn)一步地，至少兩條該溝槽的深度相等或者不相等，至少兩條該溝槽的寬度相等或者不相等。
進(jìn)一步地，該溝槽縱截面頂部的兩端為與溝槽縱截面底部平行或者不平行的線段。進(jìn)一步地，該溝槽縱截面頂部的兩端與溝槽縱截面底部的距離不相等。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明多槽多孔預(yù)焙陽極具體有益效果如下I、相對于現(xiàn)有的平行槽，本發(fā)明炭素預(yù)焙陽優(yōu)化后的溝槽交點(diǎn)一般位于陽極底面中心點(diǎn)附近，有利于陽極底面最易聚集的中心點(diǎn)氣泡排出；而與溝槽相連的排氣孔更進(jìn)一步加速氣泡的直接上升；2、優(yōu)化相對位置、并設(shè)置排氣孔的溝槽分散了氣泡排出途徑，使陽極四周電解質(zhì)沸騰均勻，沸騰力度明顯降低，減少電解質(zhì)流速和電解槽中熔體的擾動(dòng)，減少槽電壓的擺動(dòng)和針振，增加鋁電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性，減少了陰極鋁液和陽極氣體發(fā)生二次反應(yīng)的機(jī)會，有利于提聞電解電流效率；槽電壓的擺動(dòng)平均降低2 5mV，提聞?wù)须娊馍鷱V的穩(wěn)定性，提聞?wù)须娊怆娏餍始sO. 3%，并有利于改善其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)； 3、優(yōu)化相對位置、并設(shè)置排氣孔后的溝槽增加陽極氣體排出的渠道和通道體積，縮短了陽極氣體排出經(jīng)過的距離，使得CO2氣體逸出阻力更小，利于多槽多孔預(yù)焙陽極底部聚集的氣泡快速排出，減少槽電阻，降低電解槽設(shè)定電壓和工作電壓，從而降低電能消耗。


顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現(xiàn)有技術(shù)中陽極溝槽的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中陽極底面的不意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一陽極溝槽的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一陽極溝槽的仰視示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二陽極溝槽的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例二陽極溝槽的另一示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例二陽極溝槽的又一示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例二陽極溝槽的再一示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例三陽極溝槽的示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例二陽極溝槽的仰視不意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例陽極溝槽的另一仰視示意圖；I、陽極頂面，2、第一溝槽，3、第二溝槽，4、陽極底面，5、交點(diǎn)，6、第三溝槽，7、豎向排氣孔。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例通過改變現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)焙陽極多個(gè)溝槽的相對位置并在溝槽頂部開設(shè)多個(gè)排氣孔，增加陽極氣體排出的渠道和通道，減小氣泡排出阻力，使陽極四周電解質(zhì)沸騰力度明顯降低，有利于提高電解電流效率和電解槽的穩(wěn)定運(yùn)行。可使用制空棒，制作排氣孔。具體步驟為將制空棒插入陽極塊原料內(nèi)經(jīng)過振動(dòng)壓制一次成型，從而形成排氣孔。溝槽則采用機(jī)械加工方法制得。以下為具體實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例和附圖以普通陽極形狀作為示例進(jìn)行說明，但本領(lǐng)域人員應(yīng)該得知，具有倒角的陽極、船型陽極、惰性陽極及其他形狀和材料的陽極也不影響本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例一、參見圖3和圖4，本發(fā)明多槽多孔預(yù)焙陽極包含第一溝槽2和第二溝槽3，第一溝槽2沿陽極長度方向設(shè)置，第二溝槽3沿陽極寬度方向設(shè)置，第一溝槽2和第二溝槽3交叉產(chǎn)生一個(gè)交點(diǎn)5。該交點(diǎn)5連通兩溝槽，使得陽極底部氣泡可通過四個(gè)方向的渠道逸開，力口速排出速度；并且因交點(diǎn)5的位置一般靠近陽極底部中心點(diǎn)，就尤其加速了目前最難排出 的、陽極底部中心點(diǎn)產(chǎn)生的氣泡。第一溝槽2和第二溝槽3間的夾角為90-140°之間，夾角指兩溝槽形成的鈍角。90。如圖4所示，140°如圖11所示。在第一溝槽2和第二溝槽3的頂部設(shè)置有至少一個(gè)豎向排氣孔7。豎向排氣孔7與溝槽頂部的夾角可為60-90°，以利于溝槽內(nèi)的氣泡上升。豎向排氣孔7的橫截面形狀可為圓形、三角形、四邊形或者六邊形，都不影響本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例二、參見圖5至圖8，本發(fā)明多槽多孔預(yù)焙陽極第一溝槽2的中間到溝槽底部的距離小于溝槽頂部的兩端到溝槽底部的距離。頂部中間指將溝槽縱截面在長度方向上三等分，中間1/3部分所占的位置。豎向排氣孔7設(shè)置在溝槽頂部，每個(gè)溝槽上的豎向排氣孔7數(shù)量可為1-5。并且，在交點(diǎn)5上設(shè)置豎向排氣孔7可進(jìn)一步加速陽極底部中心位置氣泡的逸出。參見圖5，即線段A2B2的長度小于線段A1B1，線段A3B3的長度小于線段A4B4。如此，第一溝槽2頂部線條的兩端高于中間，氣泡密度小于電解質(zhì)液體密度，則中間產(chǎn)生和聚集的氣泡可沿溝槽傾斜的、越來越高的頂部一路自然快速上升，直至逸出電解質(zhì)。并且，本發(fā)明多槽多孔預(yù)焙陽極第一溝槽2溝槽縱截面頂部長度大于溝槽縱截面底部的長度，參見圖5，即線段A1A2+線段A3A4的長度大于線段B1B2+線段B3B4的長度。如此，第一溝槽2頂部的空間大于底部，則可進(jìn)一步促使底部氣泡向頂部漫延擴(kuò)散，加速逸出。需要解釋的是，參見圖5至圖8，上述溝槽縱截面底部指的是顯露于陽極表面的凹陷處，溝槽底部平面與多槽多孔預(yù)焙陽極表面重合，是溝槽的最淺處，可能是多槽多孔預(yù)焙陽極的底部、側(cè)面或者任意一個(gè)表面；而溝槽縱截面頂部指的是陷于陽極內(nèi)部，是從陽極正面外觀不可見的平面，也就是溝槽的深處。溝槽縱截面頂部長度大于溝槽縱截面的底部長度，即表示溝槽縱截面頂部的線條為非直線；也就是說，溝槽縱截面頂部2的線條A1A4包括但不限于弧形、V形、折線形、階梯形、不規(guī)則形等，還包括如圖8所示的溝槽縱截面頂部的兩端為與溝槽縱截面底部平行或者不平行的線段。弧形的弧度為O. 26 π O. 62 π，效果較好。
例如，對于縱向長度為1550mm、高度為650mm的多槽多孔預(yù)焙陽極來說，溝槽縱截面的底部長度為1550mm，溝槽縱截面頂部長度則大于1550mm :頂部夾角為150°的V形折線的長度約為1600mm,最低處為陽極高度一半。并且，前述的多槽多孔預(yù)焙陽極還應(yīng)具有第一溝槽2的頂部任一點(diǎn)與頂部至少另一點(diǎn)到溝槽底部的距離不相等的特性。上述均以第一溝槽2的頂部線條為例進(jìn)行說明，本領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)?shù)弥?，第二溝?、第三溝槽6甚至第四溝槽等每一溝槽的頂部都可采取同第一溝槽2的處理方式，同樣有利于底部氣泡逸出。另外，如圖7和圖8所示，第一溝槽2、第二溝槽3甚至每一溝槽的深度可不一致，有利于氣泡從陽極側(cè)面的不同高度排出，減緩周圍電解質(zhì)的沸騰強(qiáng)度，保持電解槽穩(wěn)定。第一溝槽2、第二溝槽3甚至每一溝槽的寬度也可不一致，根據(jù)實(shí)際情況和陽極在電解槽中的位置靈活設(shè)置，一般在5 30mm范圍內(nèi)變化。每一溝槽頂部的兩端與溝槽縱截面底部的距 離可不相等，根據(jù)實(shí)際情況和陽極在電解槽中的位置靈活設(shè)置，同樣有利于氣泡從陽極側(cè)面的不同高度排出，減緩電解質(zhì)沸騰。實(shí)施例三、參見圖10和圖11，本發(fā)明多槽預(yù)焙陽極包含第一溝槽2、第二溝槽3和第三溝槽6，第一溝槽2沿陽極長度方向設(shè)置，第二溝槽3和第三溝槽6沿陽極寬度方向設(shè)置，因此，第一溝槽2與第二溝槽3、第三溝槽6必定會產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn)5，尤其加速了目前最難排出的、陽極底部中心點(diǎn)產(chǎn)生的氣泡。并且氣泡可從陽極側(cè)面6個(gè)槽口排出，進(jìn)一步分散氣泡排出
山/又ο并且，將豎向排氣孔7設(shè)置在溝槽頂部，不但加速氣泡排出速度，還使得氣泡有更多出口，分散電解質(zhì)沸騰密度和力度，利于槽電壓減少擺動(dòng)，趨于平穩(wěn)，提高電流效率。各溝槽頂部、深度、寬度的處理同實(shí)施例一和實(shí)施例二，不再贅述。以上對本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多槽多孔預(yù)焙陽極進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上可知，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種多槽多孔預(yù)焙陽極，其底面設(shè)有至少兩條溝槽，其特征在于，所述溝槽存在至少一個(gè)交點(diǎn)，所述溝槽頂部設(shè)置有至少一個(gè)豎向排氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，至少兩條所述溝槽間的夾角為90-140°，所述排氣孔與溝槽頂部的夾角為60-90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，所述排氣孔的橫截面形狀為圓形、三角形、四邊形或者六邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，所述排氣孔與所述交點(diǎn)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，所述溝槽的中間頂部到溝槽底部的距離小于所述溝槽的兩端頂部到溝槽底部的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，所述溝槽縱截面頂部的形狀為弧形或者V形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，至少兩條所述溝槽的深度相等或者不相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，至少兩條所述溝槽的寬度相等或者不相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，所述溝槽縱截面頂部的兩端為與溝槽縱截面底部平行或者不平行的線段。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的多槽多孔預(yù)焙陽極，其特征在于，所述溝槽縱截面頂部的兩端與溝槽縱截面底部的距離不相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解行業(yè)使用的多槽多孔預(yù)焙陽極，其底面設(shè)有至少兩條溝槽，所述溝槽有至少一個(gè)交點(diǎn)，所述溝槽上設(shè)置有至少一個(gè)排氣孔。本發(fā)明多槽多孔預(yù)焙陽極通過改變現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)焙陽極多個(gè)溝槽的相對位置并在預(yù)焙陽極溝槽頂部開設(shè)多個(gè)排氣孔，增加陽極氣體排出的渠道和通道，減小氣泡排出距離和排出阻力，使陽極四周電解質(zhì)沸騰力度明顯降低，有利于提高電解電流效率和電解槽的穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號C25C3/12GK102851701SQ20111018257
公開日2013年1月2日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉宇, 敬葉靈, 洪波 申請人:湖南晟通科技集團(tuán)有限公司