开槽阳极

预焙阳极炭块底部或侧部开槽工艺

预焙阳极是国内外电解铝行业普遍采用的电解槽阳极，目前广泛采用的阳极炭块底部都是平的，因而存在进入槽后升温速度较慢和有较大的阳极底掌气膜电阻，增加电能消耗的现象。将阳极炭块的底部开槽数道，可获得升温速度快且具有较小阳极底掌气膜电阻，从而降低电能消耗和炭块的消耗。本文就铝电解用阳极炭块底部成槽工艺进行论述。

关键词：预焙阳极、振动成型、开槽

一、简述

阳极炭块是以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青作为粘结剂，捏合成为糊料，在一定温度条件下依靠模具振动成型为预焙阳极生块并冷却，后经高温焙烧成熟块，检验合格后送往铝厂使用。

阳极炭块的成型，炭素厂多采用振动成型的方法，振动成型机由振台、重锤及模具组成。振动成型时固定在振动台上的成型模具及装在模箱内的糊料处于强烈的振动状态，这种振动虽然振幅不大但是频率很高，由于强烈振动使糊料获得相当大的交变速度与加速度，这样就使糊料颗粒间的接触界面上的应力超过了糊料颗粒间的内聚力，从而引起糊料颗粒间的相对位移，与此同时，在强烈的振动下糊料颗粒间的内摩擦力和糊料对成型模的外摩擦力也急剧下降，几乎呈流动状态的糊料很快充填到成型模内的全部空间，在上部重锤的一定压力配合下达到成型目的[1]。

二、工艺过程

1、工艺内容

（1）所采用的技术方案是，运用模具成型的的方法，在振动压力条件下，塑形为底部或侧部带槽的预焙阳极生块。

（2）采用带状竖直均匀糊料布料方法，以维持糊料流动性；采用二次冷却方法，以满足脱模动作对糊料固化状态的要求。开槽模板上可以有各种形状的孔或槽，作为糊料流动通道。模具开的槽，可以与炭块底面贯通，也可以不贯通。不贯通的，可以留到后续再加工。

（3）开槽模板可以从侧部或端部脱模，也可以从底部脱模。脱模在开槽模板较高的方向进行。开槽模板可以包覆纸、铝箔、塑料膜等防止粘连和划伤、方便脱模的材料。

（4）开槽模板的材质，可以是金属材料，也可以是非金属材料。非金属材料开槽模板可以不进行脱模，直接送高温焙烧后分解掉，然后清渣。非金属材料开槽模板可以设有几何形状维持机构。并且，该几何形状维持机构的材质，可以是非金属材料，也可以是铝等金属材料。

2、具体实施方式

（1）振型机成型模箱提升，离开振型机振台，并悬停于振型机振台上方；

（2）在振型机振台上，以专用辅助工具束缚开槽模板，并按标记放置于规定的位置；

（3）振型机成型模箱下落，在束缚工具的协调下，成型模箱卡口咬合开槽模板，开槽模板顺利嵌入成型模箱；

（4）振型机成型模箱二次悬停，撤除辅助束缚工具；

（5）振型机成型模箱继续下落到振型机振台上，位置无误，成型模箱及其开槽模板被专用装置强制结合在振型机振台上，并形成一体；

（6）合适温度的成型糊料，经计量后，成带状分配，均匀地、竖直地、按规定布撒于成型模箱；

（7）振型机模头及重锤下落深入至成型模箱内，振型机运转，并将振型机模头及重锤、成型模箱、开槽模板捆在一起振动约100秒，使其按规定成型为生块；

（8）振型机模头及重锤提起，成型模箱提起，生块连同开槽模板被推板推到生块托盘上，标记并迅速送入30℃冷却水中冷却约60秒；

（9）出水，迅速从生块中抽出开槽模板；

（10）生块及其托盘迅速送入冷却水中二次冷却，并至规定要求，合格生块下线。

3、工艺特点

目前炭块底部开槽工艺，是在预焙阳极生块焙烧成为熟块后，再使用铣刀或圆盘锯等机械设备，在阳极底部进行开槽。由于高温焙烧后的碳材料硬度特别大，热性能特别好，产品本身不允许水冷却，所以对其进行机械加工，耗能大、成本高、效率低。

预焙阳极炭块底部或侧部开槽工艺，在不影响产品质量及性能的前提下，加工对象由熟块改为生块，加工手段由机械加工改为模具成型。此种开槽工艺节能降耗、

产量大、效率高。

振动成型过程中，热塑性糊料维持一定流动性，才能保证产品内在质量；具有一定固化曲线，才能保证产品外观质量。在振动成型模箱底部设置开槽模板后，底面被分隔，流动空间减小，损害糊料流动性；开槽模板脱模需要振动糊料固化到一定程度，流动性基本消失，否则极易造成成型生坯脱模划伤和塑性变形。模具成槽工艺对产品质量有一定的影响，如体积密度、抗压强度、角部密实、孔隙率、电阻率、抗氧化性、抗热振、外观等方面。

铝电解用预焙阳极炭块底部开槽工艺的突出特点是，省时省力，在基本不改变原有平底预焙阳极的成型工艺的基础上，只做简单改进，就能生产出优质的底部或侧部带槽的预焙阳极，克服了现有开槽工艺存在的诸多弊端。针对不同形状、不同方法、不同深度的底槽或侧槽，通过改造现有成型模具，采用简易办法使之成型成槽，不仅产品合格率高，而且脱模轻松方便。