一种平底碳碗的预焙阳极
阅读：1035发布：2020-08-07
专利汇可以提供一种平底碳碗的预焙阳极专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种平底 碳 碗的预焙 阳极 ，包括阳极碳 块 1、阳极棱台2、碳碗3，碳碗3底部为 水 平面，与阳极碳块1底面平行。本实用新型的 铝 电解 用预焙阳极可以实现节能降耗的作用，减少了预焙阳极材料的使用量，有效地降低生产成本。，下面是一种平底碳碗的预焙阳极专利的具体信息内容。
一种平底碳碗的预焙阳极
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种平底碳碗的预焙阳极。
背景技术
[0002] 预焙炭阳极作为铝电解生产的阳极材料，被誉为电解槽的“心脏”，在整个电解生产中起着导通电路和参与电化学反应的重要作用。阳极的参与和应用，不仅确保着整个铝电解生产的顺利进行，而且其质量的好坏影响吨铝炭秏，同时对电流效率、能耗、原铝质量、环境污染、电解操作以及电解槽维护等均有影响。因此，如何为铝电解提供节能、环保、高效、优质预焙阳极，是当今铝用炭素行业技术创新的重点和热点。现有的炭阳极结构不尽合理，耗费材料较多。
[0003] 现用的普通铝电解用预焙阳极如图1、图2所示，它的阳极碳碗底部中心处通常设一个上部直径φ40~60 mm、下底直径φ60~80mm、高度10~20mm的锥形凸出块（如图3所示）；通常阳极钢爪垂直插入碳碗，然后对两者间的空隙浇注磷生铁，而在阳极钢爪插入碳碗的过程中目前有两种做法：一、人工安装，阳极钢爪会接触到碳碗内部锥形凸出块的顶端，但由于锥形凸出块本身是不需要经过精加工的，因此带有毛刺；同时各个碳碗的锥形凸出块的高度不一致，有差别；因此导致阳极钢爪安装完成后存在倾斜的现象，不垂直，生产过程中的能耗增加。二、机械安装，为了防止阳极钢爪直接接触到阳极碳碗底部，锥形凸出块对阳极钢爪起到暂时的支撑作用，但是为了保证阳极钢爪始终垂直，在安装完成后阳极钢爪与碳碗是没有实质接触的，也不与碳碗内壁接触。以上两种做法均由于锥形凸出块的设置而增大了阳极的电阻，增加了铝生产的电能消耗。
[0004] 目前为了降低能耗而对预焙阳极进行改进主要集中在预焙阳极各构件棱角的圆滑度和棱台的结构等方面上。中国专利号为：CN201020296895.5，名称为一种高棱台铝电解用预焙阳极的专利文件中公开了一种高棱台铝电解用预焙阳极，包括长方体炭块、阳极棱台、阳极棱台与长方体炭块交界处为棱台面，阳极炭碗底部与棱台面处于一个水平面，该结构增加了阳极棱台的高度，改变阳极了上部结构，延长阳极使用周期，降低残极高度，减少阳极消耗，虽然该结构在一定程度上降低了阳极消耗，但是其增加阳极棱台的高度却使得生产阳极棱台的材料增加了。
[0005] 中国专利号：CN200920352811.2，名称为：节能型铝电解用预焙阳极炭块的实用新型专利中公开了一种节能型铝电解用预焙阳极炭块，它是由碳碗和凹凸异形平台与半圆弧形倒角及导流凹槽构成，凹凸异形平台上设置多只碳碗，阳极钢爪连接固定在碳碗内，预焙阳极炭块底部四面边棱设置成半圆弧形倒角和导流凹槽，凹凸异形平台上四周边棱设置成半圆弧形边棱。碳碗是在铝电解过程中固定阳极钢爪，导流凹槽能有效排除电解过程中的阳极气体。效果是结构简单，操作方便，提高阳极炭块体积密度与强度，使用寿命，降低电解换极频次，减少电解槽热量损失，节约能源，降低电解能耗，抗氧化性能稳定，留下炭渣量少，改善电解生产的稳定性，有助于降低阳极的热应力，避免阳极炭块开裂。该结构起到了降耗的作用，但其未对碳碗结构进行改进。
[0006] 中国专利号：CN201120040709.6，名称为：一种阳极碳碗的专利申请文件中公开了一种阳极炭碗，炭碗内设有一个或一个以上的凸起，凸起对磷生铁液体在冷却时径向收缩过程中产生一个阻碍作用，减小磷生铁与炭块间的缝隙，且增加磷生铁与凸起间的接触，从而降低因磷生铁液体收缩而产生的铁炭压降，减少能耗。该专利申请文件是通过增加凸起的数量来降低因磷生铁液体收缩而产生的铁炭压降，但增加凸起的数量也相应的增加了碳碗的压降。发明内容
[0007] 本实用新型的目的为了解决上述技术方案中的不足，提供一种平底碳碗的预焙阳极，通过去掉普通铝电解用预焙阳极碳碗底部的锥形凸出块而降低电阻，从而实现节能降耗的作用，减少预焙阳极材料的使用量，有效地降低生产成本。
[0008] 本实用新型的预焙阳极结构如下：
[0009] 一种平底碳碗的预焙阳极，包括阳极碳块、阳极棱台和碳碗，碳碗底部为水平面，与阳极碳块底面平行。
[0010] 所述碳碗内的倾斜槽与碳碗底部平面的角度为45~75°。
[0011] 所述倾斜槽的数量为3~8个。
[0012] 所述平底碳碗的预焙阳极的棱边均为圆弧棱边。
[0013] 本实用新型的改进之处在于去掉常规铝电解用预焙阳极碳碗底部的锥形凸出块，因为它对生产的辅助作用较小，反而增大了预焙阳极的电阻，增加了电能的损耗。本实用新型的结构有效降低了电阻，减少了铝生产过程的电能消耗，锥形凸出块理论电压降为0.3~0.4mv，实际电压降一般在0.50~0.66 mv之间；以300 KA电解槽为例，配置预焙阳极40块，按每块有4个碳碗计算，其电压降为0.3 mv时，其可实现的降耗为：
[0014] 电压降：40×4×0.3 mv=48 mv；每台电解槽40块阳极，每个阳极有4个碳碗；
[0015] 产铝量：0.3356×300×0.93=93.63㎏/h；其中0.3356g/A.h为电化当量，300KA为电解槽容量，0.93为电流效率（93%）；
[0016] 耗电量：300×48/1000×1=14.4KWh；
[0017] 吨铝节电量：14.4÷（93.63÷1000）=153.797 KWh/t；
[0018] 锥形凸出块理论电压降为0.4mv，其每吨铝可节省直流电耗为：205 KWh/t；也就是说采用本实用新型结构的平底碳碗的预焙阳极，每生产一吨铝至少可节省电耗
153.797~205 KWh/t。从而可以使每个电解槽少用阳极3.28~4.5㎏，每块预焙阳极减少锥形凸出块重量82~100g，既节省了阳极，又有效的节约了能源。
153.797~205 KWh/t。从而可以使每个电解槽少用阳极3.28~4.5㎏，每块预焙阳极减少锥形凸出块重量82~100g，既节省了阳极，又有效的节约了能源。
[0019] 本实用新型的优点：
[0020] 1、本结构是克服了传统技术偏见，实现节能降耗。本结构去掉了普通预焙阳极碳碗底部的锥形凸出块，因为锥形凸出块在实际生产中的作用不大，但增加了生产能耗，目前本领域的技术人员没有意识到凸出块与能耗的关系，依旧按着传统技术进行生产，甚至增加锥形凸出块的数量，这大大增加了电阻，增加了能耗，不符合当今节能降耗的要求。
[0021] 2、结构简单，节能降耗显著，每生产一吨铝至少可节省电耗153.797~205 KWh/t。
[0022] 3、可以节省预焙阳极的材料用量，300 KA电解槽可以使每个电解槽少用阳极3.28~4.5㎏，每块预焙阳极减少锥形凸出块重量82~100g。
[0024] 图1是普通铝电解用预焙阳极的局部剖视图；
[0025] 图2是普通铝电解用预焙阳极的俯视图；
[0026] 图3是普通铝电解用预焙阳极的碳碗的剖视图；
[0027] 图4是本实用新型的局部剖视图；
[0028] 图5是本实用新型的俯视图；
[0029] 图6是本实用新型阳极的碳碗的剖视图；
[0030] 附图标记：阳极碳块1，阳极棱台2，碳碗3，锥形凸出块4，倾斜槽5。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图对本实用新型结构进行进一步说明。
[0032] 实施例1
[0033] 一种平底碳碗的预焙阳极，如图4、图5和图6所示，它包括阳极碳块1、阳极棱台2、碳碗3；碳碗3底部为水平面，与阳极碳块1底面平行；碳碗3内的倾斜槽5与碳碗3底部平面的角度为60°，倾斜槽5的数量为6个，阳极碳块的棱边为圆弧棱边。
[0034] 将本实用新型结构的预焙阳极应用于300 KA电解槽为中，配置预焙阳极40块，每块有4个碳碗，可实现每生产一吨铝至少可节省电耗153.797~205 KWh/t，可以使每个电解槽少用阳极3.28~4.5㎏，每块预焙阳极可减少锥形凸出块重量82~100g，既节省了阳极，又有效的节约了能源。
[0035] 实施例2
[0036] 一种平底碳碗的预焙阳极包括阳极碳块1、阳极棱台2、碳碗3；碳碗3底部为水平面，与阳极碳块1底面平行；碳碗3内的倾斜槽5与碳碗3底部平面的角度为75°，倾斜槽5的数量为4个，阳极碳块的棱边为圆弧棱边。
[0037] 将本实用新型结构的预焙阳极应用于300 KA电解槽为中，配置预焙阳极40块，每块有4个碳碗，可实现每生产一吨铝至少可节省电耗153.797~205 KWh/t，可以使每个电解槽少用阳极3.28~4.5㎏，每块预焙阳极可减少锥形凸出块重量82~100g，既节省了阳极，又有效的节约了能源。
[0038] 实施例3
[0039] 一种平底碳碗的预焙阳极包括阳极碳块1、阳极棱台2、碳碗3；碳碗3底部为水平面，与阳极碳块1底面平行；碳碗3内的倾斜槽5与碳碗3底部平面的角度为45°，倾斜槽5的数量为8个，阳极碳块的棱边为圆弧棱边。
[0040] 将本实用新型结构的预焙阳极应用于300 KA电解槽为中，配置预焙阳极40块，每块有4个碳碗，可实现每生产一吨铝至少可节省电耗153.797~205 KWh/t，可以使每个电解槽少用阳极3.28~4.5㎏，每块预焙阳极可减少锥形凸出块重量82~100g，既节省了阳极，又有效的节约了能源。
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