阳极炭块以及240KA铝电解槽的制作方法

本实用新型涉及电化学领域，具体而言，涉及一种阳极炭块以及240KA铝电解槽。

背景技术：

阳极炭块在铝电解槽上的使用寿命决定了整个铝电解槽的生产的效率。阳极消耗过快，使得铝电解的阳极毛耗严重增加，从而增加了生产的成本。

另外，铝电解槽中的阳极毛耗的增加使得整个铝电解槽产生的二氧化碳排放量增加，从而增加了对环境的污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种阳极炭块，以解决铝电解槽中阳极毛耗过大的问题。

本实用新型的目的在于提供一种240KA铝电解槽，以解决铝电解槽中阳极毛耗过大、污染环境的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

一种阳极炭块，包括：炭块主体，可置于电解质溶液中用于铝电解；炭块主体具有第一面和相对设置的第二面，第一面到第二面之间的垂直距离为第一高度；凸台，凸台凸设于第一面，凸台具有与第一面平行的第三面，第三面与第一面之间的垂直距离为第二高度，第二高度为第一高度的十五分之二到六分之一，第三面在第一面内的正投影位于第一面内；以及用于连接钢爪的多个炭碗，多个炭碗均设置于凸台的第三面上，每两个炭碗之间设置有由第三面凹陷的第一槽，每一个第一槽均连通于炭碗。

在本实用新型较佳的实施例中，凸台的高度为炭块主体的高度的六分之一。

在本实用新型较佳的实施例中，第一面的宽度480-500mm，第一面的长度1410-1430mm，第三面的宽度267-330mm，第三面的长度1290-1260mm。

在本实用新型较佳的实施例中，阳极炭块还包括由第三面凹陷的第二槽，第二槽连通于第一槽。

在本实用新型较佳的实施例中，第二槽沿第三面的宽度方向设置，且第二槽位于第三面沿长度方向的中点处。

在本实用新型较佳的实施例中，第二槽的横断面为倒梯形。

在本实用新型较佳的实施例中，第一槽的宽度25mm，第一槽的深度70-110mm。

在本实用新型较佳的实施例中，炭块主体为长方体的炭块主体。

在本实用新型较佳的实施例中，长方体的炭块主体的底部的底角为圆弧过渡的曲面或者斜倒角。

一种240KA铝电解槽，包括16组上述的阳极炭块。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的阳极炭块，包括炭块主体、凸台以及炭碗。凸台凸设于第一面，凸台具有与第一面平行的第三面，第三面与第一面之间的垂直距离为第二高度，第二高度为第一高度的十五分之二到六分之一，第三面在第一面内的正投影位于第一面内。多个炭碗均设置于凸台的第三面上，每两个炭碗之间设置有由第三面凹陷的第一槽，每一个第一槽均连通于炭碗。通过上述的结构设置解决了铝电解槽中阳极毛耗过大的问题。

本实用新型提供的240KA铝电解槽，通过设置上述的阳极炭块，解决了铝电解槽中阳极毛耗过大、污染环境的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的阳极炭块的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的阳极炭块的第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的阳极炭块的第三视角的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的阳极炭块的第四视角的结构示意图。

图标：100-阳极炭块；110-炭块主体；111-底部；120-凸台；121-第一面；122-第三面；123-第二面；130-炭碗；140-第一槽；150-第二槽；160-斜倒角。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种阳极炭块100，其包括炭块主体110、凸台120以及炭碗130。

炭块主体110，可置于电解质溶液中用于铝电解。凸台120固定连接于炭块主体110，当炭块主体110置于电解质溶液中时，凸台120能够露出于电解质溶液，从而使得设置于凸台120上的炭碗130能够顺利地连接于钢爪。

应理解，上述的炭块主体110的具体的形状是不限定的。上述的炭块主体110的具体形状可以选择长方体形状的碳块主体，圆柱形状的炭块主体或者根据实际情况选择其他不规则的形状。

在本实施例中，优选地，上述的炭块主体110的选择长方体形状的炭块主体。

通过将上述的炭块主体110设置成长方体形状的炭块主体，从而使得炭块主体110不仅更加容易加工，而且炭块主体110与电解质溶液的接触面积更大，从而其利用率更大。

进一步地，请结合图1和图2，上述的炭块主体110选择为长方体的炭块主体110时，这种长方体的炭块主体110的底部111的底角设置为斜倒角160。

在本实施例中，优选地，上述的这种长方体的炭块主体110的底部111的斜倒角160结构的底角在加工过程中选择自动成型，不仅能够使得加工的成本降低，而且在使用的过程中，这种斜倒角160的曲面能够有效地减少炭渣的产生，从而进一步地增加阳极炭块100与电解质溶液的接触面积，进而提高整个的生产效率，提高电解生产的稳定性。

请继续参照图1，炭块主体110具有第一面121和相对设置的第二面123，第一面121到第二面123之间的垂直距离为第一高度。凸台120凸设于第一面121，凸台120具有与第一面121平行的第三面122，第三面122与第一面121之间的垂直距离为第二高度，第二高度为第一高度的十五分之二到六分之一，第三面122在第一面121内的正投影位于第一面121内。

阳极炭块100在铝电解槽中的使用寿命，也就是换极周期，主要取决于阳极炭块100的高度，对于不同的电流密度和电流效率的电解槽，对阳极炭块100的高度的要求也是不一样的。

在本实施例中，优选地，炭块主体110的高535mm，长1550mm，宽660mm。

凸台120的高度设置在70-90mm。当凸台120的高度70-90mm时，能够使得阳极炭块100在电解槽中的有效消耗高度得到最大程度的利用。从而减少阳极炭块100的更换频率，进而极大地节约整个电解槽中的阳极炭块100的使用的重量，使得整个电解槽的成本得到极大的降低。

应理解，在其他优选的实施例中，上述的炭块主体110、凸台120的长宽高也可以根据实际的需要选择其他尺寸。

进一步地，上述的阳极炭块100设置为包含凸台120的结构，并且将凸台120的高度设置在70-90mm，从而减少了电解槽的换极量，进而使得电解槽受到的干扰也相对减少，电流效率将得到一定的提高，也降低了操作者的劳动强度。

进一步优选地，凸台120的高度为炭块主体110的高度的六分之一。具体地，在本实施例中，凸台120的高度90mm。

将上述的凸台120的高度设置为90mm时，阳极炭块100换出的残极平均高度能够得到一个最优的安全值，避免低位极出现通底和化爪现象，并且阳极毛耗最低。

进一步地，第一面121的宽度480-500mm，第一面121的长度1410-1430mm，第三面122的宽度267-330mm，第三面122的长度1290-1260mm。

进一步优选地，在本实施例中，第一面121的宽度480mm，第一面121的长度1410mm，第三面122的长度1260mm，第三面122的宽度267mm。

通过对阳极炭块100的凸台120的具体的形状尺寸的限定，使得凸台120的整体高度增加，从而使得整个的阳极炭块100的高度增加，进而使得阳极炭块100的第一面121的炭碗130的位置上移，设置于炭碗130内部的钢爪的位置也就相应地上移，从而有效地避免了阳极炭块100换出的残极时，炭碗130破裂，导致钢爪对电解液的污染，进一步地增强了整个电解槽的生产的安全性，提高了电解槽的稳定性。

请结合图1、图2和图3，炭碗130，用于连接钢爪。从而能够保证电解槽的顺利进行。

进一步地，阳极炭块100包括用于连接钢爪的多个炭碗130，多个炭碗130均设置于凸台120的第三面122上，每两个炭碗130之间设置有由第三面122凹陷的第一槽140，每一个第一槽140均连通于炭碗130。

钢爪在与阳极炭块100连接的时候，需要在炭碗130内注入铁水或者磷生铁液浇铸，从而能够将熔化状态下的铁水或者磷生铁液浇铸在阳极炭块100的炭碗130与钢爪之间的空隙，当冷却后能够使得钢爪与阳极炭块100连接在一起，从而形成导电体。

应理解，上述的炭碗130与钢爪的具体的连接方式也可以根据具体的需要选择其他的形式以及其他的浇铸液。钢爪与炭碗130连接形成导电体的实现是本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

进一步地，每两个炭碗130之间设置有第一槽140，每一个第一槽140均连通于炭碗130。

浇铸液在浇铸后需要迅速冷却至常温，这就会出现体积收缩。通过在每两个炭碗130之间设置第一槽140，能够有效地避免，浇铸液因为热胀冷缩而产生的应力集中，有效地避免了对炭块主体110的损坏，进而提高了电解的稳定性，提高了生产效率。

在本实施例中，第一槽140的宽度25mm，第一槽140深度70-110mm。能够有效地避免第一槽140中的浇铸液热胀冷缩产生的应力集中对阳极炭块100的损坏，提高阳极炭块100的使用寿命。

进一步地，阳极炭块100还包括由第三面122凹陷的第二槽150，第二槽150连通于第一槽140。

第二槽150沿第三面122的宽度方向设置，从而能够进一步地避免第一槽140中的浇铸液热胀冷缩产生的应力集中对阳极炭块100的损坏，提高阳极炭块100的使用寿命。

进一步优选地，第二槽150设置于凸台120的第三面122沿长度方向的中点处。

具体地，在本实施例中，每一个阳极炭块100的第一面121上设置有4个炭碗130，在中间的两个相邻的炭碗130之间设置第二槽150。

进一步优选地，第二槽150的横断面为倒梯形。具体地，请参照图1，在本实施例中，在第二槽150底设置有与梯形的第二槽150相互配合的结构，从而能够进一步地避免浇铸液热胀冷缩产生的应力集中对阳极炭块100的损坏，提高阳极炭块100的使用寿命。

第二实施例

本实施例提供一种阳极炭块，其与第一实施例提供的阳极炭块的基本结构均相同。所不同之处在于，本实施例提供的阳极炭块的炭块主体为长方体的炭块主体，且这种长方体的炭块主体的底部的底角为圆弧过渡的曲面。

在本实施例中，优选地，上述的这种长方体的炭块主体的底部的圆弧过渡的曲面结构的底角在加工过程中也自动成型，不仅能够使得加工的成本降低，而且在使用的过程中，这种圆弧过渡的曲面也能够有效地减少炭渣的产生，从而进一步地增加阳极炭块100与电解质溶液的接触面积，进而提高整个的生产效率，提高电解生产的稳定性。

第三实施例

本实施例提供一种240KA铝电解槽，包括16组第一实施例或者第二实施例提供的阳极炭块。

具体地，在本实施例中，优选地，在240KA铝电解槽中设置长1550、宽660、高625的阳极炭块16组。

这种240KA铝电解槽，能够有效地降低阳极毛耗，从而降低二氧化碳排放量，提高环境质量。

综上所述，本实用新型提供的阳极炭块，包括炭块主体、凸台以及炭碗。凸台凸设于第一面，凸台具有与第一面平行的第三面，第三面与第一面之间的垂直距离为第二高度，第二高度为第一高度的十五分之二到六分之一，第三面在第一面内的正投影位于第一面内。多个炭碗均设置于凸台的第三面上，每两个炭碗之间设置有由第三面凹陷的第一槽，每一个第一槽均连通于炭碗。通过上述的结构设置解决了铝电解槽中阳极毛耗过大的问题。

本实用新型提供的240KA铝电解槽，通过设置上述的阳极炭块，解决了铝电解槽中阳极毛耗过大、污染环境的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。