[實用新型]一種鋁電解槽大斷面開槽陰極底部炭塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920110972.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN201390785Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪為民;董庭鴻;王新華;張大信;高顯宏
• 申請（專利權(quán)）人: 云南鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 金耀生

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鋁電解設(shè)備，具體地說是一種鋁電解槽大斷面開槽陰極底部炭塊。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)鋁電解槽用底部陰極呈四方條形結(jié)構(gòu)(圖1、2)，鋁液接觸工作面處于一個平整水平面。生產(chǎn)過程中，鋁電解生產(chǎn)中鋁水平受電磁場作用，在26-30厘米范圍內(nèi)波動，槽電壓在4.15-4.18伏上下波動。陰極底部炭塊受氧化燒損、摩擦磨損等因素影響，槽壽命根據(jù)生產(chǎn)控制水平和管理水平不同，處于1500-2500天之間。

從電解槽電能消耗角度出發(fā)，4.16伏槽電壓是由陽極-電解質(zhì)-鋁液-陰極形成的一個串聯(lián)電壓。其中陽極和陰極電壓降僅為幾百毫伏(陰極爐低壓降340-360毫伏)，主要電壓產(chǎn)生在陽極和陰極之間。從電解槽節(jié)能角度講，除了盡可能降低陽極和陰極電壓降外，有效縮短陽極和陰極之間距離，是電解槽節(jié)能一個有效途徑。從這個理論角度出發(fā)，國內(nèi)一些專家學(xué)者及研究機構(gòu)，紛紛與一些鋁業(yè)公司聯(lián)合，開發(fā)了新型陰極結(jié)構(gòu)槽或異形槽。如重慶天泰鋁業(yè)有限公司與馮乃祥教授合作，在168KA槽進行試驗的新型陰極結(jié)構(gòu)電解槽，槽電壓可降低到3.8伏。目前新型陰極結(jié)構(gòu)電解槽都有效縮短陽極和陰極之間距離，提高了鋁液在生產(chǎn)中穩(wěn)定性。但同時帶來了兩個問題，一是在傳統(tǒng)陰極底部炭塊四方條形結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開有80-130溝槽，給電解槽壽命造成嚴(yán)重影響(按理論推算至少縮短2年)。二是鋁液面下降20厘米左右，給電解生產(chǎn)帶來操作不便。主要表現(xiàn)在：①側(cè)塊上半部分氧化腐蝕嚴(yán)重；②陽極下調(diào)20厘米左右，提極頻次提高；③打殼裝置不能滿足使用。傳統(tǒng)陰極底部炭塊四方條形結(jié)構(gòu)開槽以上部位在焙燒啟動5-6個月時，發(fā)生脫落現(xiàn)象，加劇了陰極早期破損。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種同時達到電解槽節(jié)能和延長槽壽命雙重目的鋁電解槽大斷面開槽底部炭塊。

本實用新型的技術(shù)方案是：根據(jù)鋁電解槽陰極底部炭塊燒損理論值每年3-4厘米推算，有效增加陰極底部炭塊工作面至陰極扁鋼距離，可有效延長鋁電解槽槽壽命。具體方案為：將鋁電解槽橫斷面設(shè)計為600×515毫米的大斷面開槽陰極結(jié)構(gòu)，其底部開有溝槽，上部中間開導(dǎo)流槽，槽的底部為圓弧角。

本實用新型的大斷面開槽底部炭塊，除底部開有溝槽，生產(chǎn)中鋁液進入溝槽，致使鋁液面下降20厘米左右，陰極底部炭塊上表面僅有6-7厘米鋁液，有效縮短陽極和陰極之間距離，有效提高鋁液面穩(wěn)定性，達到良好節(jié)電效果外(槽電壓僅為3.8-3.9伏)，在傳統(tǒng)陰極底部炭塊四方條形結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加陰極底部炭塊厚度15厘米，在其中部開導(dǎo)流槽后，增加陰極底部炭塊工作面至陰極扁鋼距離(7厘米左右)，槽的底部為圓弧角，避免了開槽部位應(yīng)力集中問題，可有效延長電解槽槽壽命。

本實用新型的鋁電解槽大斷面開槽陰極底部炭塊結(jié)構(gòu)即滿足了電解生產(chǎn)工藝要求，同時達到電解槽節(jié)能和延長槽壽命的雙重目的。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)鋁電解槽陰極底部炭塊斷面結(jié)構(gòu)圖。

圖2是傳統(tǒng)鋁電解槽陰極底部炭塊主視圖。

圖3是本實用新型的鋁電解槽大斷面開槽陰極底部炭塊斷面結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本實用新型的鋁電解槽大斷面開槽陰極底部炭塊主視圖。

具體實施方式

如圖2所示，本實用新型的鋁電解槽大斷面開槽陰極結(jié)構(gòu)是將鋁電解槽橫斷面設(shè)計為600×515毫米的大斷面開槽陰極結(jié)構(gòu)，其底部開有溝槽1，上部中間開有導(dǎo)流槽2，槽的底部為圓弧角3。