本实用新型涉及铝电解生产中的阳极炭块结构技术领域。
背景技术：
在铝电解行业中，阳极炭块使用材料主要以石焦油、沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，在一定工艺条件下，通过阳极模具挤压或震动成型。根据生产要求和工艺特点，可制作多种类型的阳极炭块，不同类型阳极炭块主要考虑的是阳极炭块质量、电解槽生产能力和生产工艺匹配三个方面，其阳极炭块的电流密度一般在0.68-0.92a/cm2，使用周期一般在28-35天。阳极炭块外观主要以长方体为主，上部分形成一定厚度的凸台，制作3-5个圆槽炭碗，阳极钢爪放置于阳极炭块的炭碗中，采用磷生铁浇铸式浇铸固定，钢爪头和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，让阳极导电杆和阳极炭块连为一体，形成阳极炭块组。
随着企业对生产成本控制提出的更高要求，必须进一步降低吨铝炭耗成本。阳极炭块在使用一定周期后部分烧损，需要定时更换，会存在少部分未使用阳极，俗称“残极”，通过处理后，钢爪头和铝导电杆回收用于下一块新阳极炭块组的组装，残极回收卖出，但阳极炭块从买入使用到残极卖出，虽然都是相同的材料，二者价格却相差太大，造成生产成本的浪费，残极中炭块的重量占整块阳极炭块的10％-14％，所占比例相当大，正确对阳极进行改进，让阳极炭块的有效使用重量达到较高使用效率，可以达到降低阳极炭块毛耗的目的。
现有的阳极炭块其结构形状如图1～图3所示，包括炭块主体A、凸台B和炭碗C，炭块主体为长方体，四个侧面相互之间的转角D为直角，四个侧面与顶面之间的四个转角E以及四个侧面与底面之间的四个转角F也为直角，凸台的底边到炭块主体边缘的距离F仅为30mm，凸台的高度G仅为70mm，在使用过程中，这种阳极结构存在的问题主要有：一是转角为直角，易造成阳极在电解质的冲刷下损失和直角处阳极氧化情况，导致阳极炭耗增加，电流效率降低；二是凸台的高度仅有70mm，炭块主体的高度在565mm，根据阳极消耗量，存在阳极延长一天周期不够用，不延长一天周期又残留过厚的情况，造成炭块过多的浪费；三是目前阳极炭块的凸台结构未研究阳极的导电特点，采用梯形结构，造成凸台占用过多的炭块重量。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种可减小阳极损失和氧化，并且在确定的阳极周期下，可减轻阳极炭块凸台质量，从而降低残极重量，以降低阳极炭块成本及吨铝阳极炭耗的铝电解阳极炭块。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种铝电解阳极炭块，包括长方体炭块主体、位于长方体炭块主体顶部并与长方体炭块主体一体成形的梯形凸台、位于梯形凸台表面上的四个均布排列的凹形炭碗；所述炭块主体的四个侧面相互之间的转角即第一转角为圆弧过渡角，四个侧面与顶面之间的四个转角即第二转角为直角，一个短边侧面与底面之间的转角即第三转角为直角，其余三个侧面与底面之间的转角即第四转角为圆弧过渡角；在所述梯形凸台的四个斜面相互交接的转角处斜切有顶角朝下的倒三角切面；在炭碗侧壁上均布有由上口沿向圆台底部延伸的倾斜凹槽。
本实用新型所述炭碗凹形结构为下沉的圆台形炭碗，圆台上部口径大于下部口径。所述长方体炭块主体的长为1550mm，宽为660mm，高为540mm，梯形凸台高为100mm，整个炭块总高为640mm，梯形凸台顶部长为1250mm，底部长为1350mm，顶部和底部的宽度分别为330mm和520mm；倒三角切面的底边为沿梯形凸台顶面四角相邻边各剪切100mm长度形成；所述第一转角和第四转角的圆弧半径均为50mm。所述炭碗上部半径为90mm，下部为85mm，所述倾斜凹槽的倾斜角度为75°。
本实用新型具有以下优点：
1、经过研究分析，确定了阳极炭块的梯形凸台上部对阳极导电性能影响极小，因此，将梯形凸台的四个斜面相互交接的转角处斜切成顶角朝下的倒三角切面，减轻了阳极炭块质量，在延长阳极一天周期的情况下，残极厚度能保证在炭碗底部不出现灌底和化爪现象，对原铝质量不产生杂质干扰，符合生产要求，残极重量也减小，降低了吨铝阳极炭耗；
2、由于生产中在炭块上部要放置保温料，防止阳极氧化和保温作用，本实用新型将炭块主体上部两个短棱边到凸台的长度增大，使炭块上部物料不易落下，能够完全覆盖阳极，防止阳极上部氧化和增强保温作用，降低吨铝阳极炭耗；
3、炭块主体底部三个棱边改成圆弧角，侧部四个棱边改为圆弧角，使得在使用时电流密度平均分布，侧部可减少转角处的阳极氧化，底部避免边棱炭块因电解质的冲刷而大量掉渣，降低吨铝阳极炭耗。
附图说明
图1为现有技术铝电解阳极炭块的主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的侧视图；
图4为本实用新型的主视图；
图5为图4的俯视图；
图6为图4的侧视图。
具体实施方式
如图4～图6所示，一种铝电解阳极炭块，包括长方体炭块主体1、位于长方体炭块主体顶部并与长方体炭块主体一体成形的梯形凸台2、位于梯形凸台2表面上的四个均布排列的凹形炭碗3。所述炭块主体1的四个侧面相互之间的转角即第一转角4为圆弧过渡角，四个侧面与顶面之间的四个转角即第二转角5为直角，一个短边侧面与底面之间的转角即第三转角6为直角，其余三个侧面与底面之间的转角即第四转角7为圆弧过渡角。第三转角6采用直角是为了使炭块主体在实际生产中能够沿直角侧从电解槽中顺利平稳装入和取出，第一转角4和第四转角7采用圆弧过渡角可以降低炭块主体在转角处的氧化和直角在电解质冲刷下易损失的弊端。在梯形凸台2的四个斜面相互交接的转角处斜切有顶角朝下的倒三角切面8，有效减轻炭块的无效部分的体积和重量。在炭碗3侧壁上均布有由上口沿向圆台底部延伸的倾斜凹槽9，炭碗3凹形结构为下沉的圆台形炭碗，圆台上部口径大于下部口径。
本实施例的长方体炭块主体1的长为1550mm，宽为660mm，高为540mm，梯形凸台2高为100mm，整个炭块总高为640mm，梯形凸台顶部长为1250mm，底部长为1350mm，顶部和底部的宽度分别为330mm和520mm。炭块主体上部两个短棱边到凸台的长度比现有技术有所增大，使炭块上部物料不易落下，能够完全覆盖阳极，防止阳极上部氧化和增强保温作用，降低吨铝阳极炭耗。倒三角切面的底边为沿梯形凸台顶面四角相邻边各剪切100mm长度形成。第一转角4和第四转角7的圆弧半径均为50mm。炭碗上部半径为90mm，下部为85mm，倾斜凹槽的倾斜角度为75°。
技术特征：
1.一种铝电解阳极炭块，其特征在于，包括长方体炭块主体(1)、位于长方体炭块主体顶部并与长方体炭块主体一体成形的梯形凸台(2)、位于梯形凸台(2)表面上的四个均布排列的凹形炭碗(3)；所述炭块主体(1)的四个侧面相互之间的转角即第一转角(4)为圆弧过渡角，四个侧面与顶面之间的四个转角即第二转角(5)为直角，一个短边侧面与底面之间的转角即第三转角(6)为直角，其余三个侧面与底面之间的转角即第四转角(7)为圆弧过渡角；在所述梯形凸台(2)的四个斜面相互交接的转角处斜切有顶角朝下的倒三角切面(8)；在炭碗(3)侧壁上均布有由上口沿向圆台底部延伸的倾斜凹槽(9)。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解阳极炭块，其特征在于，所述炭碗(3)凹形结构为下沉的圆台形炭碗，圆台上部口径大于下部口径。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解阳极炭块，其特征在于，所述长方体炭块主体(1)的长为1550mm，宽为660mm，高为540mm，梯形凸台(2)高为100mm，整个炭块总高为640mm，梯形凸台顶部长为1250mm，底部长为1350mm，顶部和底部的宽度分别为330mm和520mm；倒三角切面的底边为沿梯形凸台顶面四角相邻边各剪切100mm长度形成；所述第一转角(4)和第四转角(7)的圆弧半径均为50mm。
4.根据权利要求2所述的一种铝电解阳极炭块，其特征在于，所述炭碗(3)上部半径为90mm，下部为85mm，所述倾斜凹槽(9)的倾斜角度为75°。
技术总结
一种铝电解阳极炭块，包括长方体炭块主体(1)、位于长方体炭块主体顶部并与长方体炭块主体一体成形的梯形凸台(2)、位于梯形凸台(2)表面上的四个均布排列的凹形炭碗(3)；炭块主体的四个侧面相互之间的转角为圆弧过渡角，四个侧面与顶面之间的四个转角为直角，一个短边侧面与底面之间的转角为直角，其余三个侧面与底面之间的转角为圆弧过渡角；在所述梯形凸台的四个斜面相互交接的转角处斜切有顶角朝下的倒三角切面(8)；在炭碗侧壁上均布有由上口沿向圆台底部延伸的倾斜凹槽(9)。本实用新型可减小阳极损失和氧化，减轻阳极炭块凸台质量，从而降低残极重量，降低生产成本及吨铝阳极炭耗。
技术研发人员：杨军龙;李绍文;赵建波;杨永;申太荣;周志昌;耿洪永;钱云超;杨永红;黄荣钢
受保护的技术使用者：云南云铝润鑫铝业有限公司
技术研发日：.12.24
技术公布日：.08.30
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