[发明专利]一种预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构

说明书

本发明公开了一种预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构，包括有炭块本体(15)，炭块本体(15)的顶部设有炭块上部T形连接凸头(19)，炭块上部T形连接凸头(19)的两侧设有T形连接凸头承力肩(17)，底部设有与炭块上部T形连接凸头(19)配合使用的炭块下部T形连接凹槽(11)，炭块下部T形连接凹槽(11)的底部设有T形连接凹槽钩承力肩(18)。本发明通过与机械式连接钢爪配合使用后具有无残极产生，使阳极炭块的利用率由传统的70～80％，提高到100％，可降低电解铝的生产成本，电解槽工况稳定，电损相对较低，节约热能的有益效果。

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽阳极结构，特别是一种预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构。

背景技术

现代电解铝工业，均采用预焙阳极生产电解铝。预焙阳极一般为长方体，具有稳定的几何形状，以石焦油、沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，根据电解槽电流的大小和工艺的不同而有不同的尺寸，其电流密度一般在0.68-0.9A/cm²范围内，每个炭块使用周期一般在23-30天。

现有的预焙阳极电解铝生产中，阳极钢爪与阳极炭块全部采用磷生铁浇铸式连接，在预焙阳极炭块导电方向的上表面设有2-4个直径为160-180mm，深为80-110mm的圆槽，俗称炭碗，在阳极组装时，炭碗用来安放阳极爪头，用磷生铁将阳极爪头浇铸在炭碗中，钢爪头和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，这样阳极导电杆和阳极炭块连为一体，组成阳极炭块组，浇铸式预焙阳极炭块组是现代预焙电解槽目前使用的唯一阳极材料。

在电解铝生产过程中，炭阳极与氧化铝电解分解出来的氧气在高温下不断反应，释放二氧化碳气体而不断消耗，需要定时更换，更换下来的炭块行业中称之为阳极残极。预焙铝电解生产必定产生大量阳极残极，无残极产生是上世纪60～70年代，预焙铝电解工艺成熟已来一直没有实现的行业梦想。

现目前对传统的阳极残极的处理方式是在阳极组装车间，将导电杆连接的残极打碎脱落后，再将磷生铁浇筑的阳极钢碗打碎脱落后的铝导电杆用于新的炭块，如此循环使用，由此造成了炭块的更换过程费时费力，同时，阳极残极上的大量热量也被带走，得不到利用，而新的阳极插入电解槽时需要对炭块和钢爪重新加热到一定温度后才能正常导电，造成了热量浪费，降低了电解效率。

且一般情况下阳极残极的产生量为铝锭产量的10-15％，由此产生了极大的浪费，按现在我国年产2600-2700万吨电解铝计算，阳极残极高达260-390万吨/年，按照阳极炭块2700元/吨价值计算每年浪费的阳极炭块价值达百亿元，全世界的浪费更多，阳极残极长时间在电解槽的熔融电解质中浸泡，而阳极炭素本身有25-27％的孔隙率，残极体内吸附了大量的电解质，电解质的主要成分是氟化盐，含有大量氟化盐的阳极残极对环境的污染十分严重。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构，本发明通过与机械式连接钢爪配合使用后具有无残极产生，使阳极炭块的利用率由传统的70～80％，提高到100％，可降低电解铝的生产成本，电解槽工况稳定，电损相对较低，节约热能的特点。

本发明的技术方案：一种预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构，包括有炭块本体，炭块本体的顶部设有炭块上部T形连接凸头，炭块上部T形连接凸头的两侧设有T形连接凸头承力肩，底部设有与炭块上部T形连接凸头配合使用的炭块下部T形连接凹槽，炭块下部T形连接凹槽的底部设有T形连接凹槽钩承力肩。

前述的预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构，所述炭块本体两侧的顶部为阳极双肩上表面，两侧的阳极双肩上表面分别向下倾斜，呈八字形状，炭块本体的底面与阳极双肩上表面平行。

前述的预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构，所述阳极双肩上表面向下倾斜的角度为5-20°。

前述的预焙铝电解槽无残极产生的阳极炭块结构，所述阳极双肩上表面向下倾斜的角度为8-10°。