[发明专利]阳极组件和用于制造阳极组件的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月23日提交的美国临时专利申请第62/119,508号的优先权和权益，其内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明总地涉及铝电解生产的领域。更具体地，本发明的实施例涉及铝电解池的低压阳极组件和用于制造低压阳极组件的方法。

背景技术

通常根据霍尔-埃鲁法(Hall-Héroult process)生产铝，其中，氧化铝溶解在熔融的冰晶石中，并且用强直流电电解。冰晶石浴被容纳在衬有碳阴极的电解池中，而碳阳极则悬挂自连接到电气汇流排的杆。在电流的影响下，氧化铝被还原，而氧气沉积在阳极上并且大部分形成二氧化碳，而熔融的铝沉积在电解池底部上并且周期性地出铝。

美国专利公开第2010/0096258描述了一种用于铝电解池的阳极组件，其包括具有短柱孔的碳阳极和具有短柱的阳极悬挂件的，其中，阳极用铸铁固定到阳极悬挂件，而短柱孔完全地或部分地衬有膨胀石墨衬层。该阳极组件提供了横跨铸铁与碳阳极之间的界面的减小的电压降，并且由此显著地提高电解池的生产率。在短柱孔区域中的机械应力下降。由衬层形成的挡圈防止铸铁从阳极表面溢出，并且保护性喷料塞或保护性挡圈可选地防止热的电解浴与短柱和铸铁接触。也提供了制造阳极组件和铝电解池的方法。

发明内容

根据一个示例性方面，提供了具有阳极、导电短柱和套筒的铝电解池阳极组件。该阳极限定具有侧壁和底部的短柱孔。导电短柱至少部分地插入短柱孔。该短柱限定纵向轴线并且具有纵向的侧壁和用于接触短柱孔底部的基部。短柱侧壁具有至少一个间断部。套筒在短柱孔内形成并且具有内表面。套筒的内表面的一部分接合短柱的间断部，并且限制套筒相对于短柱的轴向运动。

根据一个示例性方面，提供有制造铝电解池的阳极组件的方法。因此，提供有导电短柱。导电短柱限定纵向轴线，短柱具有基部和纵向侧壁。在短柱的侧壁中形成至少一个间断部。短柱插入铝电解池的阳极的短柱孔。套筒被铸造在短柱的侧壁与短柱孔之间，套筒的内表面的一部分接合短柱的间断部。

附图说明

在此包括的附图是用于示出本说明书的物件、方法和装置的各种示例的，而不是用于以任何方式限制教导的内容。参照附图，示例性实施例的这些和其它特征将会从以下描述中变得更加明显，附图中：

图1是在切去阳极的一部分的情况下的现有技术的铝电解池阳极组件的立体图；

图2是现有技术的铝电解池阳极组件的短柱和阳极的一部分的剖视图；

图3是阳极组件的正视剖切图，该阳极组件具有带有如图4A所示构造的短柱，其中，图3的短柱沿图4A的线3-3’剖取；

图4A-4F是根据各种示例性实施例的阳极组件的短柱的俯视图；

图5A-5C是根据各种示例性实施例的阳极组件的短柱的俯视图；

图6A-6C是根据各种示例性实施例的阳极组件的短柱的俯视图；

图7是阳极组件的正视剖切图，该阳极组件具有带有如图5A所示构造的短柱，其中，图3的短柱沿图5A的线7-7’剖取；

图8是根据各种示例性实施例的阳极组件的正视剖切图；

图9是根据各种示例性实施例的阳极组件的正视剖切图；

图10是根据各种示例性实施例的阳极组件的正视剖切图；

图11是根据各种示例性实施例的阳极组件的正视剖切图；

图12是根据各种示例性实施例的阳极组件的正视剖切图；以及

图13是根据各种示例性实施例的阳极组件的正视剖切图。

具体实施方式

将会理解的是，阐述了诸多具体的细节，以提供对在此描述的示例性实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将会理解的是，在此描述的实施例可在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、程序和部件，以使在此描述的实施例清楚。此外，本描述不应被认为是以任何方式限制在此描述的实施例的范围，而是仅仅描述了在此描述的各种实施例的实施方式。