專(zhuān)利名稱(chēng)：鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種用來(lái)及時(shí)排出陽(yáng)極下生成氣體的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋁電解槽陽(yáng)極底掌下有氣體生成，這些氣體聚齊在陽(yáng)極底掌下形成一定厚度的氣泡層，會(huì)增加極距區(qū)電解質(zhì)層的電阻率和陽(yáng)極過(guò)電壓，如果能將氣泡及時(shí)排出陽(yáng)極底掌，使氣泡層減薄，可降低極距區(qū)電解質(zhì)層的電阻率和陽(yáng)極過(guò)電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁電解槽的節(jié)能降耗。國(guó)內(nèi)外對(duì)新型陽(yáng)極排氣結(jié)構(gòu)的研究主要集中在陽(yáng)極開(kāi)槽的研究，有人[1_2]研究了焙溝槽陽(yáng)極在300kA系列中的試驗(yàn)與應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外[3_7]研究了開(kāi)槽陽(yáng)極的制作、開(kāi)槽方式、在鋁電解槽中的應(yīng)用，從應(yīng)用效果來(lái)看，可以降低50mV槽電壓，可見(jiàn)節(jié)能效果一般，主要是因?yàn)殚_(kāi)槽的頂部仍然聚集了大量的氣泡，不能及時(shí)逸出電解質(zhì)，勢(shì)必增大陽(yáng)極底掌下氣體排出 的阻力，影響排氣效果。因此有人[8_9]利用在陽(yáng)極中穿孔的方式進(jìn)行排氣研究，但沒(méi)有指明穿孔具體的位置和尺寸，并沒(méi)有在工業(yè)中開(kāi)展試驗(yàn)。田應(yīng)甫_等人確定了穿孔的位置和尺寸，并在工業(yè)試驗(yàn)中取得了良好的效果，但試驗(yàn)中出現(xiàn)了穿孔中電解質(zhì)結(jié)殼并堵塞排氣孔的現(xiàn)象，因此需要研究出更好的排氣結(jié)構(gòu)。參考文獻(xiàn)[I]張瑞生，馬淑珍.預(yù)焙溝槽陽(yáng)極在300kA鋁電解槽上的試驗(yàn)與應(yīng)用.有色冶金節(jié)能.2009，24 (2): 17-19。[2]任必軍，王兆文，石忠寧，班允剛，邱竹賢.大型鋁電解槽陽(yáng)極開(kāi)槽試驗(yàn)的研究·礦冶工程.2007，27(3): 61-63。[3]焦慶國(guó)，史志榮.開(kāi)槽陽(yáng)極在鋁電解槽上的應(yīng)用與研究.鋁鎂通訊·2009， (3):12-14。[4]石良生.鋁電解用預(yù)焙陽(yáng)極開(kāi)槽問(wèn)題.中國(guó)有色金屬.2008，(19) :72_73。[5]謝斌蘭.開(kāi)槽陽(yáng)極的使用及制造·中國(guó)有色冶金· 2008, (5) :79_82。[6]夏尚斌.淺談開(kāi)槽陽(yáng)極對(duì)鋁電解生產(chǎn)的幾點(diǎn)影響.鋁鎂通訊·2010， (2):17-19。[7]Meier Markus ff, Perruchoud RC, Fischer W K. Production and performanceof slotted anodes. Light Metals. 2007，277-82。[8]秦曉明.鋁電解用帶排氣孔陽(yáng)極.CN101348923. 2009_01_21。[9]高德金，高偉.一種帶排氣孔的鋁電解槽用陽(yáng)極碳?jí)K· CN201031260. 2008-03-05。[10]田應(yīng)甫，汪航·鋁電解用穿孔陽(yáng)極.CN201598340U. 2010-10-06。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種有利于氣體逸出，提高排氣效果的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，包括陽(yáng)極炭塊和設(shè)在陽(yáng)極炭塊上的多條陽(yáng)極穿孔，在所述的陽(yáng)極炭塊的上部設(shè)有至少一條導(dǎo)氣溝槽及蓋住所述的導(dǎo)氣溝槽的導(dǎo)氣溝槽蓋板，多條所述的陽(yáng)極穿孔與所述的導(dǎo)氣溝槽連通，所述的導(dǎo)氣溝槽連接有排氣管。所述的排氣管安置在所述的導(dǎo)氣溝槽蓋板上與所述的導(dǎo)氣溝槽連通。所述的導(dǎo)氣溝槽為二條。所述的陽(yáng)極炭塊的上部設(shè)有蓋住所述的導(dǎo)氣溝槽蓋板和所述的導(dǎo)氣溝槽的結(jié)殼
保溫層。所述的導(dǎo)氣溝槽的長(zhǎng)、寬、深分別為1065 1070mm、40 45mm和30 40_。 所述的陽(yáng)極穿孔的直徑為20 30mm。采用上述技術(shù)方案的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，提出了在上部布置集氣管的方式來(lái)排除氣體的結(jié)構(gòu)，所有陽(yáng)極穿孔中的氣體都匯集到陽(yáng)極上部的溝槽中，最后從一根管子中排除陽(yáng)極，這樣可減少穿孔中電解質(zhì)向外的散熱，阻止其形成結(jié)殼，或形成較薄的結(jié)殼，有利于氣體逸出，提高了排氣效果。由于普通陽(yáng)極底掌下生成的氣泡需要克服陽(yáng)極寬度的粘滯力才能逃離陽(yáng)極底掌，所以就存在一層較厚的氣泡層，增加了陽(yáng)極過(guò)電壓和電解質(zhì)壓降，本發(fā)明采用在陽(yáng)極中穿孔、在陽(yáng)極上部集氣的導(dǎo)氣方式來(lái)減薄陽(yáng)極底掌氣泡層厚度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁電解槽的節(jié)能降耗。為了防止熔融電解質(zhì)在穿孔中結(jié)殼，影響排氣效果，本發(fā)明將每個(gè)穿孔中的氣體集中在一個(gè)溝槽中，并對(duì)溝槽做好保溫措施，這樣減少了穿孔中氣體通過(guò)管壁散熱，同時(shí)也減少甚至壁面了管內(nèi)氣體與外部冷空氣對(duì)流換熱，這就提高了穿孔中電解質(zhì)溫度，有效防止其結(jié)殼并堵塞穿孔。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極炭塊上部低溫部分對(duì)孔內(nèi)電解液有一定冷卻作用，本發(fā)明在集氣后的排氣出口設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)不同工況調(diào)節(jié)排氣口局部阻力，因此可在集氣管內(nèi)形成正壓力，可將孔內(nèi)液面適當(dāng)壓低，使得孔內(nèi)電解液面低于陽(yáng)極側(cè)部液面，降低陽(yáng)極對(duì)電解液的冷卻效果。這就從另一方面降低了孔內(nèi)結(jié)殼的可能性，氣體能及時(shí)順利地從孔內(nèi)排出，使陽(yáng)極底掌的氣泡層厚度進(jìn)一步降低。發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果I、本發(fā)明可以較為通暢的排出陽(yáng)極底掌下氣體，能更大程度減薄陽(yáng)極底掌下氣泡層，降低陽(yáng)極過(guò)電壓，實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能降耗；2、在陽(yáng)極上部布置溝槽能減少穿孔中電解質(zhì)對(duì)外的散熱，能有效阻止電解質(zhì)在穿孔中凝固并結(jié)殼，可增大排氣的通暢性；3、本發(fā)明能減薄陽(yáng)極底掌下氣泡層厚度O. 4 O. 6c m,降低陽(yáng)極過(guò)電壓O. 2
O.3V，可降低噸鋁能耗600 900度。綜上所述，本發(fā)明是一種有利于氣體逸出，提高排氣效果的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)。


圖I是帶導(dǎo)氣及集氣結(jié)構(gòu)的穿孔陽(yáng)極主視剖面圖。圖2是穿孔陽(yáng)極右視局部剖面圖。
圖3是穿孔陽(yáng)極俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 參見(jiàn)圖I、圖2和圖3，在陽(yáng)極炭塊5的上部設(shè)有二條導(dǎo)氣溝槽3及蓋住導(dǎo)氣溝槽3的導(dǎo)氣溝槽蓋板4,導(dǎo)氣溝槽3的長(zhǎng)、寬、深分別為1065 1070mm、40 45mm和30 40mm,5條陽(yáng)極穿孔6與導(dǎo)氣溝槽3連通，陽(yáng)極穿孔6的直徑為20 30mm，排氣管2安置在導(dǎo)氣溝槽蓋板4上與導(dǎo)氣溝槽3連通，陽(yáng) 極炭塊5的上部設(shè)有蓋住導(dǎo)氣溝槽蓋板4和導(dǎo)氣溝槽3的結(jié)殼保溫層I。參見(jiàn)圖I、圖2和圖3，電解槽陽(yáng)極焙燒成型的過(guò)程中，在陽(yáng)極炭塊5的頂部凸臺(tái)上制作兩道導(dǎo)氣溝槽3，每條導(dǎo)氣溝槽3的長(zhǎng)、寬、深分別為1065 1070mm、40 45mm和30 40mm，這就是用來(lái)集氣的集氣槽。陽(yáng)極加工時(shí)在導(dǎo)氣溝槽3內(nèi)等距離鉆5個(gè)直徑為20 30mm的貫穿陽(yáng)極底掌的陽(yáng)極穿孔6，換極后在導(dǎo)氣溝槽3上部蓋上比導(dǎo)氣溝槽3的長(zhǎng)寬略大的導(dǎo)氣溝槽蓋板4，并在導(dǎo)氣溝槽蓋板4上制作一個(gè)排氣管2，在導(dǎo)氣溝槽蓋板4上部設(shè)有厚度為6cm的氧化鋁結(jié)殼層作為結(jié)殼保溫層1，這就保證了它的密封性以及保溫效果。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，包括陽(yáng)極炭塊(5)和設(shè)在陽(yáng)極炭塊(5)上的多條陽(yáng)極穿孔￠)，其特征是在所述的陽(yáng)極炭塊(5)的上部設(shè)有至少一條導(dǎo)氣溝槽(3)及蓋住所述的導(dǎo)氣溝槽(3)的導(dǎo)氣溝槽蓋板(4)，多條所述的陽(yáng)極穿孔(6)與所述的導(dǎo)氣溝槽(3)連通，所述的導(dǎo)氣溝槽(3)連接有排氣管(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，其特征是所述的排氣管(2)安置在所述的導(dǎo)氣溝槽蓋板(4)上與所述的導(dǎo)氣溝槽(3)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，其特征是所述的導(dǎo)氣溝槽(3)為二條。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，其特征是所述的陽(yáng)極炭塊(5)的上部設(shè)有蓋住所述的導(dǎo)氣溝槽蓋板(4)和所述的導(dǎo)氣溝槽(3)的結(jié)殼保溫層⑴。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，其特征是所述的導(dǎo)氣溝槽⑶的長(zhǎng)、寬、深分別為1065 1070mm、40 45mm和30 40mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，其特征是所述的陽(yáng)極穿孔(6)的直徑為20 30mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，包括陽(yáng)極炭塊(5)和設(shè)在陽(yáng)極炭塊(5)上的多條陽(yáng)極穿孔(6)，在所述的陽(yáng)極炭塊(5)的上部設(shè)有至少一條導(dǎo)氣溝槽(3)及蓋住所述的導(dǎo)氣溝槽(3)的導(dǎo)氣溝槽蓋板(4)，多條所述的陽(yáng)極穿孔(6)與所述的導(dǎo)氣溝槽(3)連通，所述的導(dǎo)氣溝槽(3)連接有排氣管(2)。本發(fā)明是一種有利于氣體逸出，提高排氣效果的鋁電解用上部導(dǎo)氣及集氣型陽(yáng)極結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)C25C3/22GK102828201SQ20121033119
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者李賀松, 田應(yīng)甫, 韋隆和, 張思源 申請(qǐng)人:中南大學(xué)