本发明专利技术公开了一种预焙阳极碳块，包括碳块（1）上端面的碳碗（2），相邻碳碗（2）之间有两条平行于碳块（1）长度方向的连通槽（3）。连通槽（3）同时与两个相邻碳碗（2）的一端相切，且连通槽（3）深度与碳碗（2）深度相同。由于铁—碳压降相比现有结构更小，同时高磷生铁的浇注过程更简单、效果更好，所以本发明专利技术适用于拥有配套生产碳素预焙阳极的电解铝厂，特别是预热当前所有规格的碳素预焙阳极，工业化应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝电解生产领域，特别涉及一种预焙阳极碳块表面的碳碗结构。
技术介绍
在铝电解生产过程中，阳极压降是电解电压组成的重要部分，也是不产生效益的无效功耗，其值越低，能耗越低。阳极碳块的压降组成部分有:(1)阳极自身压降；(2)铁一碳压降；(3)钢爪压降；(4)爆炸焊块压降；(5)铝导杆压降。以下主要针对铁一碳压降进行讨论。根据公式U = IXR，当电流一定时，确定了电阻就可以得到压降数值。从物理学上得知，导体的电阻公式为R= PXL / S。其中P表示导体材料阻碍电流传导的能力，称为电阻率，它是材料固有的性质山表示导体材料的长度(米)；S表示导体材料的截面积(平方米)。由上式可见，导体的电阻和其横截面积成反比，即截面积越大，导体的电阻越少。为了增大导体接触截面积，进一步减少铁一碳压降，当前国内多个铝厂在铝电解生产过时，常常在预焙阳极碳块上端面的一系列碳碗(碳碗的作用是用于插入钢爪，然后浇铸磷生铁)之间开槽(见附图1和附图2)，并且在碳碗内壁表面凿开一系列斜槽。当然除了上述方式外，还有通过增大碳碗孔径等来降低压降。这些方案技术理论明晰、简单直观，既有定性分析，又有定量上的数据分析，而且与工业实际相结合，实施难度很低，经济效益却很高，是难得的节能降耗技术。相比其它现行的上层叫好下层叫苦的“铝电解节能高技术”，高下立判。经过实际应用后发现上述技术方案还有很大的改进空间，比如浇注磷生铁时的流动性，当前的开槽方式虽然使得碳碗之间相互连通了，但是实际浇注时的流动效果还是欠佳；又如单条开槽增加的导体截面积还有继续增加的可能，等等。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供一种预焙阳极碳块，铁一碳压降相比现有结构更小，同时高磷生铁的浇注过程更简单、效果更好。本专利技术采用的技术方案是:一种预焙阳极碳块，包括碳块上端面的碳碗，相邻碳碗之间有两条平行于碳块长度方向的连通槽。经此调整后，一旦磷生铁浇注完成，两条连通槽的结构相比一条开槽的结构其导体截面积获得大幅增加，从而铁一碳之间的接触面积增大，可以继续减少铁一碳压降，降低无谓能耗。此外增加了两条连通槽后，所有的碳碗连通在一起，并且形成了一个闭合的循环，这样浇注高磷铁时既增加了铁水流动的通道，也增加了接触截面积。连通槽同时与两个相邻碳碗的一端相切，且连通槽深度与碳碗深度相同。碳碗两端的两条连通槽所浇注的高磷铁，在槽内因热膨胀作用可以形成对连通槽中间的碳块部分形成夹持力，提高钢爪的承重能力，降低阳极脱爪的发生概率。连通槽的宽度为碳碗直径的10%?15%。连通槽的槽宽不能过大，否则浇筑的高磷铁上槽后热膨胀过大，会造成阳极上部碳领(即高出阳极基体的上部斜坡部分)的开裂破损。本专利技术相对于现有技术，是将原来在阳极上部碳领各碳碗间，处于中间位置的一条开槽向两侧移动至碳碗两端头，形成两条连通槽。本专利技术看似变化不大，也很简单一但其增加的接触面积却翻倍，铁一碳压降在原有基础上可降低数值不能低估。由于在各碳碗之间形成了连通通道，浇注高磷铁时流动性更好，浇注的效果更佳。本专利技术在具体实施时，还是在碳块的碗孔成型头模具之间焊接两块钢板，钢板长度和成型模具头上碗孔端部间的切线距离相等，钢板长度度和碳碗的深度相等。本专利技术适用于拥有配套生产碳素预焙阳极的电解铝厂，适用于预热当前所有规格的碳素预焙阳极，工业化应用前景广阔。【附图说明】图1为现有预焙阳极碳块的结构示意图； 图2为图1的俯视图； 图3为本专利技术的结构示意图； 图4为图3的俯视图。【具体实施方式】如图3和图4所示，一种预焙阳极碳块，包括碳块1，碳块I上的碳领4上端面有6个排成一行的等间距的同孔径碳碗2，且间距与碳碗2的孔径相等。相邻碳碗2之间有两条平行于碳块I长度方向的连通槽3。每连通槽3同时与两个相邻碳碗2的一端相切，且连通槽3深度与碳碗2深度相同，连通槽3的宽度为碳碗2直径的10%。连通槽3将6个碳碗2连通在一起。这样一来，当浇注完高磷铁后，不但导体截面积增加了，而且还对两条连通槽3之间的碳块部分形成了夹持力。采用了上述碳块结构以后，以190kA电解槽为基础，按91%的电流效率计算，吨铝直流电耗可降低(2980X0.02241 + 0.91 =) 73.4 kWh，以电价0.60元/kWh计，吨铝可节电44.04元。由于Fe-C接触面积较原来单条开槽的数值增加,Fe-C压降保守计算也在33mv以上(高则大于45mv)，吨铝直流电耗可降低量彡100 kWh。按照大于40万吨的电解铝年产量，年可节电4000万度以上，节约电费(0.55 X 4000=) 2200万元。本专利技术是对阳极部分进行了有效改动，可适用于现行所有各种不同电流的电解槽。如果配合增加碳碗内壁的斜槽数量或者碳碗直径等手段，还能够在节能效果上大幅提升。【主权项】1.一种预焙阳极碳块，包括碳块(I)上端面的碳碗(2)，其特征在于:相邻碳碗(2)之间有两条平行于碳块(I)长度方向的连通槽(3 )。2.根据权利要求1所述的一种预焙阳极碳块，其特征在于:连通槽(3)同时与两个相邻碳碗(2 )的一端相切，且连通槽(3 )深度与碳碗(2 )深度相同。3.根据权利要求1所述的一种预焙阳极碳块，其特征在于:连通槽(3)的宽度为碳碗(2)直径的10%?15%。【专利摘要】本专利技术公开了一种预焙阳极碳块，包括碳块（1）上端面的碳碗（2），相邻碳碗（2）之间有两条平行于碳块（1）长度方向的连通槽（3）。连通槽（3）同时与两个相邻碳碗（2）的一端相切，且连通槽（3）深度与碳碗（2）深度相同。由于铁—碳压降相比现有结构更小，同时高磷生铁的浇注过程更简单、效果更好，所以本专利技术适用于拥有配套生产碳素预焙阳极的电解铝厂，特别是预热当前所有规格的碳素预焙阳极，工业化应用前景广阔。【IPC分类】C25C3-12【公开号】CN104694963【申请号】CN201310657557【专利技术人】景春春, 雷波, 张磊, 车玲, 梁寿喜, 郑敏辉 【申请人】中国铝业股份有限公司【公开日】2015年6月10日【申请日】2013年12月9日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种预焙阳极碳块，包括碳块（1）上端面的碳碗（2），其特征在于：相邻碳碗（2）之间有两条平行于碳块（1）长度方向的连通槽（3）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：景春春，雷波，张磊，车玲，梁寿喜，郑敏辉，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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