一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置的制作方法

本发明涉及铝电解的碳素技术领域，具体是一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置。

背景技术：

我国电解槽自使用阳极碳块以来，不断有专家对阳极碳块的外观结构进行改进，截止目前相续改进的有单开槽、双开槽、半竖开槽、切四角等，对于切四角阳极来说，看上去阳极碳块自身重量减轻了，感觉阳极碳耗一定会降下来，实际上减少了阳极使用周期，增加阳极毛耗，其原理阳极碳块导电面积与电阻率成正比，导电面积越小电阻就越大不但消耗速度加快而且会增加热量，这和我们经常使用电线一样，当电流电压值相同时电线型号越细导电面积越小越容易发热道理是一样的。无论开槽还是切四角的几种阳极碳块在电解槽上应用的结果仍然不理想，没有一个能长久的使用下去，真正能长久使用的仍然是最先设计的直边角长方形阳极碳块（图5），这种直边角长方形阳极碳块在电解槽应用上仍然存在着水平电流波动大的缺陷，电解槽内950℃液体电解质随着磁场运行方向流动，部分液体电解质遇阳极碳块的直边角会撞击逆流反转后再随主流液体电解质流向另外一组阳极碳块的直边角再撞击反转，周而复始的流动会形成s形涡流，破坏电解槽内磁场，加速水平电流的波动，增加铝的二次反应，降低电流效率，如果电解槽炉膛内有稀沉淀会被s形涡流带到阳极碳块导电较差的下面，形成“悬浮沉淀”上连接阳极下连接阴极造成电解槽瞬间短路，电解现场生产人员叫掉电压，严重时会造成电解槽电压长期摆动，如果处理不当会造成病槽甚至停槽等事故。

技术实现要素：

本发明内容是解决电解槽阳极碳块现有的边角缺陷，提供一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置。

本发明是采用如下技术方案来实现的：一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置，是将原有的阳极碳块直边角通过模具修改成圆弧边角的外观结构。

所述的圆弧边角，就是将原来的阳极碳块直边角模具（图4）更换成圆弧边角的模具（图1），其圆弧边角尺寸为：竖边起点30mm，上面的横边（凸台）起点30mm，圆弧角度≤30º，下面横边起点60mm，圆弧角度≥70º，这种不同的圆弧边角尺寸是根据阳极碳块在电解槽内正常生产中避免所存在的问题进行了改进设计。

本发明的圆弧边角阳极碳块克服了直边角阳极碳块（图5）在电解槽生产中的技术缺陷，从而稳定了电解槽内液体电解质中的水平电流，降低了铝液波动，减少了铝的二次反应，从而提高了电流效率。

附图说明

图1为本发明圆弧边角阳极碳块模具侧视图

图2为本发明圆弧边角阳极碳块正视图

图3为本发明圆弧边角阳极碳块侧视图

图4为直边角阳极碳块模具侧视图

图5为直边角阳极碳块侧视图

图中：1—圆弧边角阳极碳块模具振动成型钢板；2—圆弧边角阳极碳块模具振动成型料箱；3—圆弧边角阳极碳块模具振动成型料箱的圆弧边；4—圆弧边角阳极碳块模具振动成型料箱的圆弧角；5—圆弧边角阳极碳块模具振动成型料箱的圆弧边角凸台；6—圆弧边角阳极碳块凸台；7—圆弧边角阳极碳块上的碳碗；8—圆弧边角阳极碳块圆弧边；9—圆弧边角阳极碳块圆弧角；10—圆弧边角阳极碳块侧视图凸台；11—圆弧边角阳极碳块侧视图圆弧边；12—圆弧边角阳极碳块侧视图圆弧角；13—直边角阳极碳块模具振动成型钢板；14—直边角阳极碳块模具振动成型料箱；15—直边角阳极碳块模具振动成型料箱直边；16—直边角阳极碳块模具振动成型料箱直角；17—直边角阳极碳块模具振动成型料箱直边角凸台；18—直边角阳极碳块凸台；19—直边角阳极碳块的直边；20—直边角阳极碳块的直角。

具体实施方式

一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置，可分为浇筑成型模具和钢板焊接而成的模具，模具尺寸依据生产厂家需求的尺寸制作，无论是浇筑或是钢板焊接其边角都采用圆弧边角的结构制作而成，模具制作共分为二个部分，如图1所示：一是圆弧边角阳极碳块模具振动成型钢板1，二是圆弧边角阳极碳块模具振动成型料箱2。

如图所示：一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置使用时，圆弧边角阳极碳块模具振动成型料箱2自动输送到计量配料箱下面，计量配料箱将碳素配料自动输入到阳极碳块模具振动成型料箱内并对料箱内碳素配料进行表面平整后收起计量配料箱接收下一块碳素配料，阳极碳块模具振动成型料箱装完碳素配料后回到原位，振动器推动阳极碳块模具振动成型钢板1对振动成型料箱碳素配料进行振动成型后脱出模具进入到焙烧炉内进行焙烧，对焙烧后的圆弧边角阳极碳块（图2，图3）进行质量检验合格后送入电解铝厂阳极车间进行组装，组装验收合格后送入电解槽前有换极工人安装到电解槽上使用。

一种新型电解槽阳极碳块圆弧边角结构优化装置使用效果：电解槽48块圆弧边角阳极碳块（图2）全部安装完成后，测试人员跟踪测量3个月的平均数据显示，水平电流波动有原来的平均34mv下降至8mv，阳极下面无沉淀产生，炉膛非常规整，在所有的技术条件相同的情况下3个月的电解效率分别为：91.3%，92.6%，93.4%，从6台试验槽实践证明水平电流的波动对电流效率的影响比较大。

最后说明的是：上述实施仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及铝电解的碳素技术领域，发明的圆弧边角阳极碳块克服了直边角阳极碳块（图5）在电解槽生产中的技术缺陷，从而稳定了电解槽内液体电解质中的水平电流，降低了铝液波动，减少了铝的二次反应，从而提高了电流效率。

技术研发人员：吴中华;吴克飞;吴怡梦;吴凯;王晓娟
受保护的技术使用者：吴中华
技术研发日：2017.08.28
技术公布日：2019.03.05