[實用新型]大型預焙鋁電解槽新型陰極內襯結構

無效

• 申請號: 201020196548.5
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN201729888U
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 梁學民;王有山;劉靜;馮冰
• 申請（專利權）人: 河南中孚實業股份有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 郭乃鳳

一、技術領域：本實用新型涉及一種鋁電解槽的結構，特別是涉及一種大型預焙鋁電解槽新型陰極內襯結構。

二、技術背景：現代鋁工業的主要生產設備為鋁電解槽，鋁電解槽的基本生產過程是直流電通過立柱母線、陽極母線、陽極導桿進入炭素陽極，在炭素陽極與冰晶石電解質熔體的界面發生電化學反應，將溶解在冰晶石電解質熔體中的氧化鋁電解成液態電解鋁，沉積在電解槽底部，炭素陽極不斷消耗并釋放出CO₂氣體。直流電流經液態金屬鋁再流進其下方的炭素陰極，最后通過鑲嵌在炭素陰極內的陰極鋼棒從電解槽兩側流出，通過槽底母線進入下一臺電解槽。傳統的鋁電解槽結構為陰極鋼棒水平出電形式，但在最近20年里，電流效率增加不足3％，直流電耗降低不足700kWh/t，究其原因，傳統的電解槽結構及內襯結構是其重要因素之一。

三、實用新型內容：

本實用新型所要解決的技術問題是：克服傳統的鋁電解槽內襯結構設計理念，提供一種設計新穎、結構簡單、穩定性高且能大幅度提高生產效率的大型預焙鋁電解槽新型陰極內襯結構。

本實用新型的技術方案是：一種大型預焙鋁電解槽新型陰極內襯結構，包括電解槽槽殼、耐火材料層、保溫材料層、防滲材料層和炭素陰極，所述電解槽槽殼底壁上設置有所述保溫材料層和防滲材料層，其側壁設置有所述耐火材料層，貫穿所述電解槽槽殼底壁、保溫材料層和防滲材料層設置有鋼套筒，所述炭素陰極由炭素炭塊和陰極鋼棒組成，所述陰極鋼棒上端鑲嵌在炭素炭塊中，其下端從所述鋼套筒中穿出，所述炭素陰極與所述電解槽槽殼側壁上的耐火材料層之間設置有高強度澆注料層和炭素糊層，并且，相鄰所述炭素陰極之間設置有炭素糊層。

所述炭素陰極的配置數量與鋁電解槽炭素陽極的配置數量相同，且位置一一對應，每個所述陰極炭素陰極均設置兩組陰極鋼棒，所述陰極鋼棒垂直向下由電解槽槽殼底部引出，引出位置與電解槽陽極導桿位置相對應。

所述鋼套筒下端設置有法蘭邊，該法蘭邊通過螺栓或螺釘與所述電解槽槽殼底壁活動式連接。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型使鋁電解槽鋁液層的水平電流極小，保證了鋁電解槽在生產過程中鋁液層的平穩，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產量，節省電能。

2、本實用新型設計新穎、結構簡單，解決了液體導電層受磁場影響問題，因而可以簡化生產技術條件，大幅提高生產效率，且減少生產費用。

3、本實用新型容易實施，節省材料，使用壽命長，推廣后具有良好的社會和經濟效益。

四：附圖說明：

圖1為鋁電解槽內襯橫向剖面圖；

圖2為鋁電解槽內襯縱向剖面圖。

五：具體實施方式：

實施例：參見圖1、圖2，圖中，大型預焙鋁電解槽新型陰極內襯結構包括電解槽槽殼7、耐火材料層1、保溫材料層6、防滲材料層5和炭素陰極3，電解槽槽殼7底壁上設置有保溫材料層6和防滲材料層5，其側壁設置有耐火材料層1，貫穿電解槽槽殼7底壁、保溫材料層6和防滲材料層5設置有鋼套筒8，炭素陰極3由炭素炭塊和陰極鋼棒9組成，陰極鋼棒9上端鑲嵌在炭素炭塊中，其下端從鋼套筒8中穿出，炭素陰極與電解槽槽殼7側壁上的耐火材料層1之間設置有高強度澆注料層4和炭素糊層2，并且，相鄰炭素陰極之間設置有炭素糊層2。

炭素陰極的配置數量與鋁電解槽炭素陽極的配置數量相同，且位置一一對應，每個陰極炭素陰極均設置兩組陰極鋼棒9，陰極鋼棒9垂直向下由電解槽槽殼7底部引出，引出位置與電解槽陽極導桿位置相對應。鋼套筒8下端設置有法蘭邊，該法蘭邊通過螺栓或螺釘10與電解槽槽殼7底壁活動式連接。

制作方法：在陰極鋼棒9對應電解槽槽殼7上的位置處加工孔，通過螺栓或螺釘10將鋼套筒8安裝在電解槽槽殼7底板上，以便于砌筑內襯材料。安裝好鋼套筒8后，砌筑保溫材料層6，并鋪筑防滲材料層5，待防滲材料層5打實后，安裝炭素陰極3。炭素陰極3由炭素炭塊和陰極鋼棒9組成，在筑爐前先將陰極鋼棒9鑲嵌在炭素炭塊中備用。安裝炭素陰極3時將兩個陰極鋼棒9引出端通過鋼套筒8引出電解槽槽殼7底板。炭素陰極3安裝完畢后再按照傳統的筑爐規程依次澆注或砌筑高強度澆注料層4、側部耐火材料層1(復合碳塊)及炭素糊層2等材料，相鄰炭素陰極之間也澆注炭素糊層2。