[實用新型]一種鋁電解槽大斷面開槽陰極底部炭塊

有效

• 申請號: 200920110972.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN201390785Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 倪為民;董庭鴻;王新華;張大信;高顯宏
• 申請（專利權）人: 云南鋁業股份有限公司
• 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任公司
• 代理人: 金耀生

技術領域

本實用新型涉及鋁電解設備，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

傳統鋁電解槽用底部陰極呈四方條形結構(圖1、2)，鋁液接觸工作面處于一個平整水平面。生產過程中，鋁電解生產中鋁水平受電磁場作用，在26-30厘米范圍內波動，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，槽壽命根據生產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，4.16伏槽電壓是由陽極-電解質-鋁液-陰極形成的一個串聯電壓。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)，主要電壓產生在陽極和陰極之間。從電解槽節能角度講，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，是電解槽節能一個有效途徑。從這個理論角度出發，國內一些專家學者及研究機構，紛紛與一些鋁業公司聯合，開發了新型陰極結構槽或異形槽。如重慶天泰鋁業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構電解槽，槽電壓可降低到3.8伏。目前新型陰極結構電解槽都有效縮短陽極和陰極之間距離，提高了鋁液在生產中穩定性。但同時帶來了兩個問題，一是在傳統陰極底部炭塊四方條形結構基礎上開有80-130溝槽，給電解槽壽命造成嚴重影響(按理論推算至少縮短2年)。二是鋁液面下降20厘米左右，給電解生產帶來操作不便。主要表現在：①側塊上半部分氧化腐蝕嚴重；②陽極下調20厘米左右，提極頻次提高；③打殼裝置不能滿足使用。傳統陰極底部炭塊四方條形結構開槽以上部位在焙燒啟動5-6個月時，發生脫落現象，加劇了陰極早期破損。

發明內容

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

本實用新型的技術方案是：根據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計為600×515毫米的大斷面開槽陰極結構，其底部開有溝槽，上部中間開導流槽，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，有效提高鋁液面穩定性，達到良好節電效果外(槽電壓僅為3.8-3.9伏)，在傳統陰極底部炭塊四方條形結構基礎上，增加陰極底部炭塊厚度15厘米，在其中部開導流槽后，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構即滿足了電解生產工藝要求，同時達到電解槽節能和延長槽壽命的雙重目的。

附圖說明

圖1是傳統鋁電解槽陰極底部炭塊斷面結構圖。

圖2是傳統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構圖。

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構是將鋁電解槽橫斷面設計為600×515毫米的大斷面開槽陰極結構，其底部開有溝槽1，上部中間開有導流槽2，槽的底部為圓弧角3。