[實用新型]一種異形結構鋁電解槽的陰極碳塊

無效

• 申請號: 200720012231.X
• 申請日: 2007-05-23
• 公開（公告）號: CN201049966Y
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 馮乃祥
• 申請（專利權）人: 馮乃祥
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李運萍

技術領域

本實用新型屬于鋁電解技術領域，特別涉及一種異形結構鋁電解槽的陰極碳塊。

背景技術

鋁電解生產是在960℃左右環境下進行，在熔解有氧化鋁的冰晶石熔體的電解槽中，用電解的方法生產。用于電解槽的碳陰極是由多個底部安裝有鋼棒的陰極碳塊組裝和砌筑而成的。一般所用的陰極碳塊是長方體，陰極碳塊的底部加工成一個槽，然后將矩形斷面的陰極鋼棒放入其中，然后在鋼棒與陰極碳塊之間的縫隙搗入炭素糊，或用鑄造鐵水澆鑄，使陰極鋼棒與陰極碳塊連在一起。由于安裝有陰極鋼棒的上表面是平的，陰極鋼棒安裝在陰極碳塊的底面內，因此多組陰極碳塊安裝在電解槽中后，電解槽槽膛底表面是平的。陰極碳塊與陰極碳塊之間用炭素糊搗固粘結。槽膛側襯也用碳磚砌筑，有時也用氮化硅結合的碳化硅磚砌筑。電解過程中，槽膛的下部為鋁水，鋁水的上部有熔融的電解質，上部炭陽極插入電解質熔體中。由于受陽極底表面逸出的陽極氣體和電解槽內外導電體電流產生的磁場的影響，電解槽內的鋁液不穩定，具有很大的波動，這種不穩定和波動影響電解槽極距的降低，對鋁電解的電能消耗和電流效率產生影響。

實用新型內容

為了解決上述的存在的問題，本實用新型提供一種異形結構鋁電解槽的陰極碳塊。所述的異形結構鋁電解槽，是指該鋁電解槽其陰極結構為異形。

本實用新型陰極碳塊的下表面開有凹槽，用于安裝陰極鋼棒，其上表面具有若干凸起，其橫斷面為凸形或為矩形。該若干凸起位于陰極碳塊上表面與碳塊的縱向長度方向相一致的中間或一側或兩側，凸起部分為連續或間斷，每個陰極碳塊凸起為1～8個。凸起高度為50～200mm，寬度為200～350mm。

應用本實用新型陰極碳塊砌成的電解槽，其槽膛底部形成了許多具有與系列電流方向相平行的豎直垂立于槽底表面的凸起，這種墻體是電解槽陰極碳塊的組成部分。

該陰極碳塊的材料與現有的鋁電解槽的陰極碳塊相同，即它可以是煅燒無煙煤的碳塊，也可以是石墨質的陰極碳塊，也可以是煅燒無煙煤與石墨兩種材料構成的陰極碳塊，還可以是石墨化的和半石墨化的陰極碳塊。其密度在1.4～1.7g/cm²之間，電阻率在8～65Ω·m之間。

本實用新型的有益效果：采用該陰極碳塊的鋁電解槽可以減緩電解槽內陰極鋁液的流動速度和降低鋁液的波動高度，從而達到提高鋁電解槽的金屬鋁液面的穩定性，減少鋁的溶解損失，提高電流效率和減少極距，降低鋁電解生產電能消耗，以及在陰極底部凸起的墻體之間能形成粘稠冰晶石熔體氧化鋁的混合物或沉淀物，阻止陰極鋁液通過槽底裂紋和縫隙流入槽底，熔化鋼棒，達到延長電解槽壽命的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型每個陰極碳塊的上表面上有一個凸起，凸起部分斷面形狀為凸形的結構示意圖，

圖2是圖1的側視圖，

圖3是本實用新型每個陰極碳塊的上表面上有兩個凸起，凸起部分斷面形狀為凸形的結構示意圖，

圖4是圖3的A-A剖視圖，

圖5是本實用新型每個陰極碳塊的上表面上有8個凸起，凸起部分斷面形狀為矩形的結構示意圖，

圖6是圖5的B-B剖視圖，

圖7是本實用新型每個陰極碳塊的上表面上有5個凸起，此時陰極碳塊縱向垂直的橫斷面，凸起部分斷面形狀為矩形的結構示意圖，

圖8是圖7的側視圖；

圖中1為上表面具有凸起的陰極碳塊，2為陰極碳塊的下表面，3為凸出于陰極碳塊上表面的凸起，4.凹槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述：

實施例1：如圖1、圖2所示，本實用新型的下表面開有凹槽4，用于安裝陰極鋼棒，上表面具有1個凸起，該凸起的橫斷面為凸形。該凸起位于陰極碳塊上表面與碳塊的縱向長度方向相一致的中間，凸起的高度為100mm，寬度為300mm。

本例的陰極碳塊以煅后無煙煤和碎石墨為骨料，以瀝青為粘結劑，其上表面具有凸起墻體的鋁電解槽陰極碳塊的制作方法如下：將骨料按比例與瀝青的混合物在200℃左右的溫度下，經混捏后放入振動成型機中，上部放上其下表面有凹進去的鐵制重物進行振動成型，凹進去的空間的斷面形狀與尺寸同預成型的陰極碳塊上表面凸起的墻體的斷面形狀與尺寸相一致。振動成型出來的即為上表面具有凸起的生坯，生坯經1100～1300℃的高溫焙燒后，即得上表面有凸起，其橫斷面為凸形的陰極碳塊。