[實用新型]新型鋁電解槽陰極導電結構

有效

• 申請號: 200920007002.8
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN201358305Y
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 高德金;楊青;高偉
• 申請（專利權）人: 高德金
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C25C3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

新型鋁電解槽陰極導電結構主要應用于預焙鋁電解槽的構造與電解鋁的生產。

背景技術

現同通用的鋁電解槽陰極導電結構由電解槽鋼殼體、底部防滲漏料層、側部爐墻、搗固糊料、陰極碳塊鋼棒組砌筑所構成。在鋁電解槽鋼殼體內，保溫層防滲漏料層上，環周側部爐墻的中部，相鄰兩碳塊之間采用縫間糊搗固連接填充，將多個陰極碳塊鋼棒組搗固砌筑成的一個整體陰極碳塊水平導電層。在電解生產過程中，電解鋁液熔池內的鋁液和的電解槽陰極碳塊導電層構成一個陰極導電體。電解產成的電解鋁液，在鋁電解過程中不僅有著導電和保護陰極碳塊的作用，還有著調節電解槽溫度，維持電解槽熱平衡，加熱陰極碳塊，提高其導電性能的作用，現同通用的鋁電解槽陰極結構，主要存在以下幾個缺點：

1、電解槽內的鋁液置于陰極碳塊上表面，電解槽陰極碳塊上下部之間溫度差較大，陰極內襯整體熱平衡難以實現，造成陰極碳塊的自身的電阻較高，槽底電壓降升高；

2、電解槽熔池內作為陰極導電體的鋁液只和陰極碳塊內襯上表面接觸，陰極碳塊的導電面積較小，造成陰極碳塊內襯整體結構導電效率低下，電解電流密度難以提高；

3、電解槽陰極碳塊底部和陰極鋼棒之間連接采用糊搗固結合，由于材料的理化性能不同，造成陰極槽底電壓降過高；

4、兩碳塊連接處易產生鋁液和電解質的滲漏；造成置于陰極碳塊底部的陰極鋼棒熔斷以及漏槽事故的發生，陰極碳塊之間采用縫間糊搗固連接，不僅搗固工藝復雜，而且槽陰極內襯使用壽命較短。

5、電解槽陰極碳塊上表面設置為水平面，在生產過程中，電解槽陰極內襯上部的鋁液，在磁場的作用下，會產生鋁液磁旋流，從而造成電解質極距的設定增高，槽電壓設定加大，致使電解鋁的工藝電耗增加。

發明內容

為了克服現通用鋁電解槽陰極結構存在的上述缺點，在電解槽設計時，充分利用電解溶池內產成鋁液自身的導電導熱性能優于其他材料的特點，提高陰極碳塊的導電率，減少鋁液磁旋流波動對電解極距設定的負面影響，降低鋁電解槽陰極內襯的電阻值和電壓降以及電耗損失，延長鋁電解槽的使用壽命，降低鋁電解槽陰極結構的制作生產和維修成本，結合鋁電解槽結構大型化，功能多樣化的發展趨勢，和現有的新材料技術，本發明設計出新型鋁電解槽陰極導電結構。

新型鋁電解槽陰極導電結構由電解槽鋼殼體，底部保溫防滲漏料層、側部爐墻體、和端部帶有金屬導電接頭的陰極碳塊構造而成，其技術特征是：陰極碳塊的端部以及金屬導電接頭，構造在鋁電解槽鋼殼體內側的部側部爐墻內，鋁液電解熔池內的陰極碳塊下底部不設置陰極鋼棒。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構的陰極碳塊的端部構造有金屬導電接頭。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構端部構造有金屬導電接頭的陰極碳塊的兩端砌筑在側部爐墻內，電解鋁液熔池內的陰極碳塊的底部可砌筑在電解槽保溫防滲漏料層上，形成陰極碳塊上表面凸起，保溫防滲漏料層上表面下凹的凹凸臺槽式陰極導電結構，電解過程中相鄰兩碳塊的凹槽內有鋁液。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構端部構造有金屬導電接頭的陰極碳塊的兩端砌筑在側部爐墻內，電解鋁液熔池內的陰極碳塊的下半部分可砌筑在電解槽保溫防滲漏料層內，形成陰極碳塊上表面凸起，防滲漏料層上表面下凹的凹凸臺槽式陰極導電結構，電解過程中相鄰兩碳塊的凹槽內有鋁液。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構的金屬導電接頭和陰極碳塊的端部砌筑在鋁電解槽的側部爐墻內，電解鋁液熔池內陰極碳塊的底部與電解槽保溫防滲漏料層之間可設置鋁液流通間隔，相鄰的陰極碳塊側部之間設置有鋁液可上下流通的間隔，陰極碳塊的環周有鋁液流通。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構的在保溫防滲漏料層上設置有陰極碳塊支撐凸臺，將端部構造有金屬導電接頭的陰極碳塊的底部構置在陰極碳塊支撐凸臺上。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構的陰極碳塊斷面可以是矩形，或是圓形，陰極碳塊沿通長方向可以是一整塊，或從中間斷開分為左右兩塊。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構在陰極碳塊上可構造出凹凸槽和圓孔。

依據上述技術方案，新型鋁電解槽陰極導電結構的在陰極碳塊端部構造的金屬導電接頭，其金屬導電接頭可在陰極碳塊端部的外表面用導電夾板接頭和夾緊螺栓進行壓接連接，也可用金屬導電螺栓與陰極碳塊端部直接進行永固連接，或用導電環進行連接。