[发明专利]一种预焙铝电解槽阳极组结构

说明书

本发明公开了一种预焙铝电解槽阳极组结构，包括有机械式钢爪底板，机械式钢爪底板的下方设有机械式钢爪与炭块的连接部，机械式钢爪与炭块的连接部下方连接有新阳极炭块，新阳极炭块上设有炭块上部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；所述新阳极炭块的下方连接有旧阳极炭块。本发明无残极产生，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，钢爪寿命长，电解槽工况稳定，电损相对较低，且新旧阳极炭块连接快捷、方便，节约热能，连接牢固，导电效果好。

技术领域

本发明涉及一种铝电解阳极，特别是一种预焙铝电解槽阳极组结构。

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。

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。

在使用现有的浇铸式阳极炭块组时，为了尽可能降低残极浪费必须尽量把残极烧薄，在阳极炭块寿命末期，阳极炭块的顶面十分接近电解质水平面，受磁场和气流影响，电解质表面不断有强烈的波浪产生，或因生产控制偏差，在实际生产过程中，阳极钢爪经常被电解质浸蚀，钢爪的铁溶入电解质中，随即进入铝水影响铝锭品质，实际生产中，电解车间使用的钢爪平均寿命只有3年左右，这也使生产成本有一定的增加。且在阳极炭块寿命末期，过薄的残极厚度，必然带来炭极导电不均，导致电解槽工况波动，电损增加。

浇铸式钢爪—炭块连接方式，连接面接触电压降较大，浇入的磷生铁铁水温度约1600℃，冷却后，磷生铁碗与炭碗之间必定出现间隙，由此，钢爪炭块阳极组在电解槽内工作时，钢爪与炭块接触面之间产生约150mv的电压降，造成电损约400～500度/吨铝。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种预焙铝电解槽阳极组结构。本发明具有具有无残极产生，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，钢爪寿命长，电解槽工况稳定，电损相对较低的特点，此外，本发明还具有阳极炭块连接方便，节约热能，连接牢固，导电效果好的特点。