[發(fā)明專(zhuān)利]一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810089531.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101555605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高偉;高德金
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 高偉
• 主分類(lèi)號(hào): C25C3/08
• 分類(lèi)號(hào): C25C3/08
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域；

一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)是一中新型的鋁電解 槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案.

背景技術(shù)：

鋁電解槽是用于電解鋁生產(chǎn)的裝備，它的主要功能是在低 壓大電流的作用下，使氧化鋁產(chǎn)生熱電化學(xué)反應(yīng)，生成電解鋁液。

現(xiàn)通用的鋁電解槽，由陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)和陽(yáng)極結(jié)構(gòu)兩大部分組成。

鋁電解陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，它的作用是提供一個(gè)傳導(dǎo)強(qiáng)大電流使氧化鋁生成 電解鋁的陰極熔池。其中由陰極碳?jí)K及陰極鋼棒和搗固糊砌筑而成的陰極熔 池的上表面為水平面，是實(shí)現(xiàn)電解槽陰極導(dǎo)電、熔池功能的主要工作面。

在電解槽啟動(dòng)通入電流進(jìn)入工況狀態(tài)下后，由于陽(yáng)極和陰極之間的低電 壓、大電流的作用，固體氧化鋁溶解，在熔融冰晶石熔體中，導(dǎo)入直流電及 熱平衡狀態(tài)下生成電解質(zhì)，隨即在陽(yáng)極碳?jí)K和陰極碳?jí)K之間發(fā)生電化學(xué)反 應(yīng)，在陽(yáng)極上得到氣態(tài)物質(zhì)，陰極上得到液態(tài)鋁。

在電解過(guò)程中，由于鋁液的比重大于電解質(zhì)向下沉淀，依附在陰極上表 面和電解質(zhì)(即液態(tài)氧化鋁)下表面之間，形成一層鋁液層，鋁液界面在電 解槽內(nèi)的高度，隨著鋁液界面水平的增高，在電解磁場(chǎng)的作用下，這種鋁液 層在強(qiáng)大磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生磁旋流，迫使陽(yáng)極和陰極極之間的極距抬高， 造成電解質(zhì)厚度加大，因而使電解槽的電壓降升高，使電解鋁工藝電耗增大。

通常每增高一厘米電解質(zhì)的厚度，其電阻壓降約在120mV左右，致使每 噸鋁多耗電400kwh左右，這種由于產(chǎn)成鋁在電解槽內(nèi)鋁液界面升高，而產(chǎn) 生的電解質(zhì)厚度增高的電解工藝電阻耗，是國(guó)內(nèi)外電解鋁行業(yè)都在想辦法予 以降低的電解鋁生產(chǎn)電耗。

目前國(guó)內(nèi)外電解鋁行業(yè)參照其它一些冶金爐的設(shè)計(jì)思路，提出一種在電 解槽上設(shè)置上一個(gè)產(chǎn)成鋁鋁液盛鋁槽，然后再在電解槽熔池底面，也就是陰 極碳?jí)K上表面中心線(xiàn)位置上設(shè)置上一條由電解槽一端向帶有產(chǎn)成鋁盛鋁槽 一端沿長(zhǎng)度方向傾斜的鋁液導(dǎo)流槽，致使電解過(guò)程中產(chǎn)生的鋁液能夠順著這 條導(dǎo)流槽而流入產(chǎn)成鋁盛鋁槽。使電解槽中的鋁液高度保持較低水平。以達(dá) 到降低極距，節(jié)約電耗的目的.

這種在陰極內(nèi)襯水平上表面設(shè)置有一定坡度并沿長(zhǎng)度方向傾斜的鋁液 導(dǎo)流漕的設(shè)計(jì)的方案，意圖是將電解生成的鋁液先匯聚到導(dǎo)流漕中，再將鋁 液導(dǎo)流入盛鋁槽的設(shè)計(jì)方案雖然可行，但由于陰極材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砌筑工 藝和使用效果等多方面的影響，一直停留在試驗(yàn)探討階段，未加以實(shí)施，其 中主要原因是，陰極內(nèi)襯上表面的鋁液，特別是離導(dǎo)流槽較遠(yuǎn)的電解槽側(cè)部 陰極碳?jí)K上的鋁液，不能全部流入導(dǎo)流糟，并沿導(dǎo)流槽進(jìn)入盛鋁槽。

發(fā)明內(nèi)容：

為克服現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案只在陰極上表面沿長(zhǎng)度方向設(shè)置有一條 鋁液導(dǎo)流槽，而產(chǎn)成鋁液不能全部匯集，并沿其導(dǎo)流槽流入盛鋁槽所造成的 缺失，本發(fā)明特提出了一種陰極碳?jí)K上表面有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)主要用陰極鋼棒、陰極碳?jí)K、側(cè) 部碳?jí)K、搗固糊料、防滲漏料及可濕潤(rùn)陰極硼化鈦等材料砌筑而成，該結(jié)構(gòu) 的特征是：在鋁電解槽陰極內(nèi)襯上表面，在沿陰極內(nèi)襯一端向出鋁端口傾斜 的縱向鋁液主導(dǎo)流槽側(cè)面，設(shè)置有若干條與有傾斜坡度的鋁液分支導(dǎo)流槽， 使電解過(guò)程中陰極表面上的相當(dāng)一部分產(chǎn)成鋁液能夠先流入鋁液分支導(dǎo)流槽 后再流入鋁液導(dǎo)主流槽，然后再流入鋁液產(chǎn)成鋁盛鋁槽。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)鋁液分支導(dǎo) 流槽可設(shè)置在相鄰兩碳?jí)K搗固糊料的上端，其水平中心線(xiàn)與縫間糊的水平中 心線(xiàn)相互重疊，其各鋁液分支導(dǎo)流槽底部的坡度應(yīng)與主鋁液導(dǎo)流槽的傾斜坡 度相互對(duì)應(yīng)，由陰極碳?jí)K上表面高處點(diǎn)向所對(duì)應(yīng)的主鋁液導(dǎo)流槽一側(cè)傾斜， 以使每個(gè)陰極碳?jí)K上表面的鋁液先流入鋁液分支導(dǎo)流槽，再流入主鋁液導(dǎo)流 槽。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)整個(gè)陰極內(nèi) 襯上表面可成水平設(shè)計(jì)布置，在電解過(guò)程當(dāng)中陰極內(nèi)襯上表面與陽(yáng)極碳?jí)K下 表面整體相互平行。

依據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)鋁液導(dǎo)流槽 的斷面可設(shè)計(jì)成U形、矩形或V形。

依據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的陰極內(nèi)襯 上表面可涂有硼化鈦，可濕潤(rùn)陰極涂層。

依據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，一種有鋁液分支導(dǎo)流槽的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)每個(gè)陰極碳 塊的水平投影應(yīng)與所對(duì)應(yīng)的上部陽(yáng)極碳?jí)K的水平投影面相對(duì)應(yīng)，其分支導(dǎo)流 槽和陽(yáng)極碳?jí)K之間的縫隙所對(duì)應(yīng)。