[發明專利]一種網狀溝槽陰極結構

有效

• 申請號: 201110413660.9
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN103160857A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 席燦明
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 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

本發明涉及鋁電解槽的陰極結構。

背景技術

霍爾-埃魯特（Hall–Heroult）電解煉鋁法自1888年誕生以來，一直是煉鋁工業的唯一生產方法。而電能利用率僅為46～49%仍然是其結構方法的重大缺陷。近年來國內外鋁工業一直圍繞著實現鋁電解槽的深度節能技術進行了大量的研究試驗工作，取得了不少重大技術進展，但在鋁電解槽陰極結構設計方法上仍存在不足，以至于難于取得預期的節能效果。

傳統鋁電解槽的陰極結構由多組陰極炭塊平行放置，再用間縫糊搗固，經焙燒成為一個整體。近年來開發的異型陰極結構采用了凸臺鋁液阻流方法，導流結構電解槽采用導流溝槽和蓄鋁池疏通鋁液的方法，有效地降緩了鋁液流速，為降低鋁液界面波動變形，實現鋁電解槽低極距運行的節電效果打下了良好的基礎。

但在實際運行中發現，異型陰極結構和泄流式陰極溝槽結構沒有重點關注其陰極凸臺的形狀研究，這樣會導致陰極凸臺的受熱變形和應力變形，從而加劇了陰極炭塊磨損，影響到其使用壽命。

另外，也沒有重視泄流式陰極的蓄鋁池結構設計合理性研究，造成通常蓄鋁池陰極表面距離陰極鋼棒距離較近、蓄鋁池端頭兩側人造伸腿扎固糊暴露在熔體中的面積過大，而構成電解槽早期破損的隱患，并導致蓄鋁池保溫不強，沉淀和伸腿增大，不能起到導流蓄鋁的有效作用。

發明內容

本發明要解決的技術問題：

提供網狀溝槽陰極結構，以解決異型陰極結構和泄流式陰極溝槽結構所帶來的問題以及蓄鋁池導流蓄鋁的問題。

本發明技術方案：

一種網狀溝槽陰極結構，包括陰極炭塊、陰極鋼棒和間縫糊；陰極炭塊表面或之間沿鋁電解槽寬度方向開有梯形導流溝；沿鋁電解槽長度方向陰極炭塊中部上開有一條梯形匯流槽；梯形匯流槽與梯形導流溝相通。

在鋁電解槽的一端端頭設有與梯形匯流槽相通的小蓄鋁池，其結構為矩形或梯形溝槽。

梯形導流溝的深度100～200mm，底部寬度50～100mm，頂部寬度100～300mm。

梯形匯流槽的深度100～200mm，底部寬度100～200mm，頂部寬度100～300mm。

小蓄鋁池的深度100～250mm，長度500～2000mm，小蓄鋁池長度方向距陰極炭塊端頭的最小距離為500mm，寬度與陰極炭塊寬度相同。

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本發明的有益效果：

本發明陰極溝槽結構采用梯形結構，改善了其結構強度和對生產的適應性，有利于減少溝槽的角部應力集中，減少了陰極溝槽的受熱變形和應力變形，避免溝槽在受熱與受力變形過程中的局部破損現象，并便于生產過程中清理溝槽內的塊狀結殼，還可大幅提高陰極炭塊的使用壽命。

在鋁電解槽端頭的陰極炭塊中部開的矩形或梯形溝槽結構小蓄鋁池，解決了蓄鋁池的陰極表面距離陰極鋼棒距離較近問題；解決了蓄鋁池端頭兩側人造伸腿扎固糊暴露在熔體中的面積過大而構成電解槽早期破損的隱患，可改善已有在端頭陰極炭塊開通長蓄鋁池存在的結構薄弱環節，并有利于提高蓄鋁池的保溫作用，起到導流蓄鋁的有效作用并延長蓄鋁池的使用壽命。?

附圖說明：

圖1為本發明的示意圖；

圖2為陰極炭塊之間的梯形導流溝結構示意圖；

圖3為陰極炭塊中部上的梯形匯流槽結構示意圖；

圖4為本發明的小蓄鋁池結構示意圖。

具體實施方式：

網狀溝槽陰極結構，包括陰極炭塊1、陰極鋼棒2、間縫糊3；陰極炭塊1表面或之間沿鋁電解槽寬度方向開有梯形導流溝4；沿鋁電解槽長度方向陰極炭塊1中部上開有一條梯形匯流槽5；梯形匯流槽5與梯形導流溝4相通。

在鋁電解槽內，在陰極炭塊1表面或之間開梯形導流溝4（見圖2），梯形導流溝4的深度100～200mm，底部寬度50～100mm，頂部寬度100～300mm。

沿鋁電解槽長度方向的陰極炭塊1中部開一條梯形匯流槽5，梯形匯流槽5與梯形導流溝4相通（見圖3），梯形匯流槽5的深度100～200mm，底部寬度100～200mm，頂部寬度100～300mm。

在鋁電解槽端頭設有與梯形匯流槽5相通的小蓄鋁池6，小蓄鋁池6是在鋁電解槽端頭的陰極炭塊1中部開的矩形或梯形溝槽結構（見圖4），小蓄鋁池6的深度100～250mm，長度500～2000mm，小蓄鋁池6長度方向距陰極炭塊端頭的最小距離為500mm，寬度與陰極炭塊寬度相同。該結構可以改善已有的在端頭陰極炭塊開通長蓄鋁池存在的結構薄弱環節，并有利于提高蓄鋁池保溫作用，延長蓄鋁池的使用壽命。