[發明專利]可更換的鋁電解槽陰極阻流裝置

無效

• 申請號: 201010300077.2
• 申請日: 2010-01-07
• 公開（公告）號: CN102121116A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 楊溢;鄭莆;席燦明
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種鋁電解槽陰極阻流裝置，屬于鋁電解槽技術領域。

背景技術

隨著鋁電解槽設計和操作技術水平的提高，國際國內新設計和建設的鋁電解槽日益向大型化的方向發展。系列電流不可避免的會增加到550kA～700kA甚至以上。近年來，我國的鋁電解技術也得到了長足的進展，在電解槽容量上已能達到甚至超過國際先進水平。但在節能降耗方面與世界先進水平卻仍存在著較大的差距。目前，國內各鋁廠的直流電耗徘徊在13200？3500kWh/T.Al左右，甚至有的接近14000kWh/T.Al，有相當大的潛力可挖掘。特別是在目前國內外經濟環境極為嚴峻的情況下，對節能的要求就更加的急迫。

近來有許多設計開始采用在陰極表面增加突臺、或放置阻流裝置的方式以達到改善流速、降低鋁液電解質界面、減小極距、節能降耗的目的。由于放置阻流裝置的方法，不僅適用于新建槽、大修槽、還可以在在線生產槽上使用，因而獲得較大規模的推廣。但這些方式的問題在于：當阻流裝置的分批投入或更換時，剩余的阻流裝置可能會在鋁液的沖刷作用下發生位置偏移，影響實際的阻流效果。有的設計(如申請專利CN20081018106.2)采用在陰極表面加工孔或溝的辦法讓阻流裝置固定，但這樣都會增加阻流槽的成本。

本發明改變了阻流裝置的截面形狀，使其在受到鋁液沖刷時能產生向下的壓力，使其能穩定在陰極表面；同時，這一截面形狀的阻流裝置有比普通阻流裝置有更好的阻流效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：提供一種可更換的鋁電解槽陰極阻流裝置，該裝置能適應于各種生產情況、能牢固的放置在鋁電解槽陰極表面，使鋁電解槽獲得良好的穩定性，以達到節能、降耗的效果。以克服現有技術存在的發生位置偏移，影響實際的阻流效果等不足。

本發明的技術方案如下：它包括設置在鋁電解槽底部的陰極碳塊和陰極阻流裝置，陰極阻流裝置放置在陰極碳塊的表面，陰極阻流裝置采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫來石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。

陰極阻流裝置的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。

陰極阻流裝置的高度為50～150mm，寬度為100～300mm。

陰極阻流裝置為長條、塊狀。

陰極阻流裝置沿電解槽陰極長邊方向放置；每組可為一個或多個陰極阻流裝置。

現有的阻流裝置，一般是截面為矩形或梯形的長條狀裝置，放置在鋁電解槽陰極表面，目的是為了克服現有陰極炭塊產生的渦旋。通過試驗及計算分析可知其破壞現有鋁電解槽電磁力所產生的鋁液內流速場的分布，使其變得支離破碎，使鋁液不能產生較大的隆起和波動，從而獲得較好的穩定性。從而達到進一步節能、降低能耗的效果。但現有的阻流裝置的問題在于：1)由于流體的沖刷，阻流裝置可能會產生偏移；2)由于現有阻流裝置的形狀特點，本身會使鋁液流過其頂面的兩個角附近產生一定的湍流，削弱了其阻流效果。經過大量實驗和計算機模擬后得到本發明的阻流裝置的截面。將此裝置投入在產的鋁電解槽中時，由于會在局部產生向下的壓力，可使其牢固的固定在陰極表面。同時其光滑的表面結構也能盡可能地減少鋁液湍流，以獲得較好的阻流效果。制作本阻流裝置可采用莫來石、尖晶石、鋯英石等耐高溫(≥1000℃)、耐鋁液及電解質腐蝕、比重大于鋁液的材料。因此本發明具有對電解槽改動少、節能效果好、適應面廣等優點，具有很好的經濟效應、推廣價值和實用價值。

附圖說明

圖1為現有技術的示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖，立體圖；

圖3為圖2的Y向視圖；

圖4為圖2的X向視圖；

圖5為本發明的放置多組陰極阻流裝置的示意圖。

具體實施方式

本發明的實施例：本發明包括設置在鋁電解槽底部的陰極碳塊1和陰極阻流裝置2，陰極阻流裝置2放置在陰極碳塊的表面，陰極阻流裝置2采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫來石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。

陰極阻流裝置2的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。

陰極阻流裝置的高度為50～150mm，寬度為100～300mm。一般取值為高度為100mm，寬度為200mm。

陰極阻流裝置2為長條、塊狀。

陰極阻流裝置2沿電解槽陰極長邊方向放置；每組可為一個或多個陰極阻流裝置2。