延长预焙阳极换极周期的探讨

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1、延长预焙阳极换极周期的探讨【摘要】铝电解用预焙阳极的消耗总量包括：净消耗量和残极量。因此，延长预焙阳极换极周期可以从以下几方面展开研究：一是提高预焙阳极质量，降低阳极净消耗量；二是减小现有残极的厚度，减少预焙阳极毛耗。本文经过从改变预焙阳极碳碗结构等方面采取对策，达到有效降低残极的厚度，延长预焙阳极换极周期的目的。【关键词】预焙阳极；碳碗结构；对策1、预焙阳极在电解槽中的作用预焙阳极是铝电解槽的重要组成部分，其在铝电解过程中的主要作用为：参与铝电解过程中的电化学反应并把直流电流导入电解槽内；维持铝电解过

2、程中的热平衡；维持铝电解过程中电磁场的相对稳定与平衡，尽力使电流分布均匀。其在电解过程中参与导电和电化学反应而不断的被消耗掉，理论上1t铝需要消耗预焙阳极334kg，可是实际生产中，由于存在着阳极的氧化、掉渣、脱块等现象，实际的消耗在425kg左右。由此可见，在铝电解的过程中预焙阳极的成本也是较大的，因此有效的延长预焙阳极的换极周期，减少预焙阳极的使用对降低铝电解的成本会起到较大的作用。2、目前预焙阳极碳碗尺寸及分布5现使用的阳极碳碗孔一般为3-6个，均布在阳极向上横截大面顶端。其碳碗尺寸如下：2.1高

3、（孔深）：100mm-130mm；2.2直径：180mm-210mm；2.3碳碗之间间距为：300mm-500mm。3、碳碗的主要作用3.1便于阳极导杆钢爪插入棒孔模内，使阳极导杆与预焙阳极之间联接成为一个整体，以用于导电使用。3.2使阳极母线电流经导杆、钢爪导通顺利进入阳极工作。3.3承载自身重量和极上保温料载荷。4、延长预焙阳极在电解槽中使用时间的传统做法为延长预焙阳极在铝电解过程中的使用时间，达到延长更换预焙阳极的目的。铝电解工业应用中的传统做法是：以增加预焙阳极制品高度这一手法来达到延长预焙阳极

4、在铝电解中的使用时间，达到延长换极周期的目的。5预焙阳极在电解铝生产过程中，参与电解阳极电化学反应，每天实际消耗的高度为：15mm。如果按延长一至二天的使用时间来测算，我们需要增加碳阳极高度为：15mm―30mm。为了增加这样的高度，每块生阳极制品将需要增加投入混捏好的糊料：20kg―40kg左右。虽然增加了阳极制品的高度，达到了在电解过程中延长使用周期的目的。但是相应的成本也增加了，而换下来的残极高度，却没有降低下来。也就是说，每吨铝生产的预焙阳极毛耗基本上还是没有得到有效的降低。这样做对实际意义的降

5、低铝电解生产中阳极消耗效果并不理想，而只是在投入和增加原材料的基础上，达到了增加预焙阳极在铝电解过程中的使用时间。5、减小碳碗深度、延长预焙阳极在铝电解过程中的使用周期在不改变原有碳碗直径的基础上，减小碳碗深度20mm―30mm，这样可以满足预焙阳极在电解槽中延长一到二天的使用周期，有效的降低和减少了残极高度，从根本上降低了阳极的毛耗。5.1减小碳碗深度，将面临以下四个问题5.1.1减小碳碗深度，相应的导杆钢爪位置将上移如果导杆钢爪位置上移的极限，超过了现有电解槽上支撑槽盖板的密封横向支架高度极限，将会

6、使更换阳极时，预焙阳极无法安装到位。解决这一问题的办法：（1）、根据现有电解槽上支撑槽盖板的密封横向支架高度极限，来决定减小碳碗深度，使之在不改变过去任何条件的基础上来满足减小碳碗深度，延长预焙阳极在铝电解过程中的使用时间。5（2）、根据实际减小碳碗深度，对现有所有钢爪进行锯切相同高度尺寸，使之满足预焙阳极在电解换极作业、顺利安装到位的需要。其可带来节约钢材的经济效益由下式可以计算出来：5.1.2减小、缩短碳碗深度、钢爪与阳极之间的导电问题：电阻率是指单位长度、单位截面的某种物质的电阻，常用单位为“欧姆

7、・厘米”，其倒数为电导率。根据电阻率公式和欧姆定律其电阻表达式如下：在上式中：电阻R单位为欧姆长度l单位为厘米截面面积A单位为平方厘米电阻率ρ单位为欧姆・厘米从上式可以得知，当减小碳碗深度后，钢爪深度（长度）也相应缩短，这对于钢爪电流顺利导入预焙阳极是有利的。固此，可以得出结论，减小碳碗的深度，对于阳极钢爪与预焙阳极之间的电流通过，将不会带来任何不良影响。5.1.3减小碳碗深度、钢爪与预焙阳极之间的结合力问题：减小碳碗深度后，势必将减小浇注磷铁钢爪与预焙阳极之间的有效接触面积，其相应的有效摩擦，镶嵌结合

8、力将会受到一定程度的减弱。如果减弱的程度大于预焙阳极保证承载自身重量和极上保温料的载荷能力时，将会导致炭块与钢爪之间脱落。5解决这一问题的办法：适当增加或加深碳碗侧壁的沟状楔形槽数、沟状楔形槽宽度和深度，并且在碳碗之间开一条沟状楔形槽。5.1.4减小碳碗深度、钢爪与预焙阳极在浇注线上自动浇注的时间问题：由于减小了碳碗深度，其相应的碳碗有效容积也相应减小。预焙阳极在自动磷铁浇注线上浇注磷铁水的时间，也将相应缩短。解决这一问题的办法：对程序控制