[實用新型]一種鋁電解槽陰極炭塊底部槽型耐火材料組合結構

有效

• 申請號: 201320677256.7
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN203700544U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 彭建平;馮乃祥
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本實用新型屬于鋁電解槽技術領域，具體涉及一種鋁電解槽陰極炭塊底部槽型耐火材料組合結構。

背景技術

節能是工業鋁電解生產的核心技術內容，工業鋁電解槽生產的節能可以通過提高電流效率來實現，也可以在電流效率不受到太大影響的情況下，提高降低槽電壓來實現，而這兩種方法和技術也都可以通過電解槽陰極鋁液面的穩定性來實現。提高電解槽的陰極鋁液面的穩定性可以有多種方法，而其中一個很重要的措施就是通過降低電解槽陰極鋁液內沿電解槽陰極炭塊底部的陰極鋼棒方向的水平電流來實現。

降低電解槽陰極鋁液內沿陰極鋼棒出電方向的水平電流可以采取兩種措施，一種是使用電阻率相對高的無煙煤基碳質材料的陰極炭塊。然而采用高電阻率的碳質炭塊，會增加陰極炭塊的電阻電壓降，在相同的槽電壓情況下，它會使電解槽的極距降低，而影響電流效率。另一種降低電解槽陰極鋁液內的水平電流的措施是增加陰極鋼棒的導電面積。然而增加陰極鋼棒的導電面積，也會增加電解槽陰極鋼棒的散熱損失。為解決這個問題，公開號為CN103255436A的專利提出了一種非等斷面和陰極鋼棒可以凸出陰極炭塊底表面的陰極鋼棒的技術。

對傳統的電解槽而言，其陰極炭塊底表面與陰極鋼棒的底表面處在同一個水平面上，因而與陰極炭塊底表面相接觸的耐火材料如防滲耐火材料、耐火磚和氧化鋁等的上表面也都是平的。在筑爐時，底部帶有陰極鋼棒的陰極炭塊坐落在這些耐火材料上。然而當使用這種專利技術，將這種陰極鋼棒下部伸出陰極炭塊底表面的陰極炭塊安放在已經筑平的槽內襯表面上的防滲料或耐火磚上時，就遇到了困難。即使使用具有粉狀性質的防滲耐火材料也無法保證其安裝完全和安裝到位。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種鋁電解槽陰極炭塊底部槽型耐火材料組合結構，特別適用于陰極鋼棒下部凸出于陰極炭塊底表面的陰極炭塊組合結構與鋁電解槽底部內襯耐火材料上表面相耦合進行筑爐，陰極鋼棒凸出于陰極底表面的陰極炭塊與耐火材料的匹配。

實現本實用新型的技術方案如下：

鋁電解槽陰極炭塊底部槽型耐火材料組合結構，包括槽型結構耐火材料結構體，所述的槽型結構耐火材料結構體與陰極炭塊底表面和凸出于陰極炭塊底表面的陰極鋼棒體表面緊密接觸，這種槽型結構耐火材料結構體的上表面開設有與凸出于陰極炭塊底表面的陰極鋼棒體部分相耦合的槽，耐火材料結構體的下部是防滲料層。

所述的槽型耐火材料結構體可以是澆注或搗固成型的耐火材料砌筑體，或為耐火材料磚砌筑體。

鋁電解槽的槽型耐火材料組合結構的制造方法按照以下步驟進行：

首先按常規構筑鋁電解槽的槽底防滲料層，將防滲料搗實和搗平；

之后構筑并安裝槽型結構耐火材料的砌體，在槽型結構耐火材料的砌體上表面開設出能與陰極碳塊底表面的陰極鋼棒體部分相耦合的槽；

再將安裝有凸出于陰極炭塊底表面的陰極鋼棒的陰極炭塊安放在槽型結構耐火材料砌體上，使槽型結構耐火材料上表面的槽正好與凸出陰極炭塊底表面的陰極鋼棒凸出體耦合在一起。

鋁電解槽陰極炭塊底部槽型耐火材料組合結構的制造方法還可以按照以下步驟進行：

首先用澆注或搗固或其它方法預制出與陰極炭塊底表面和凸出于陰極炭塊底表面的部分的陰極鋼棒能夠緊密耦合的整體槽型耐火材料結構體；

之后將預制的整體槽型耐火材料結構體與底部有陰極鋼棒凸起的陰極炭塊組裝在一起；

最后將陰極炭塊、陰極鋼棒和槽型耐火材料結構體的組合結構整體吊裝在鋁電解槽底的防滲料或可能的其它耐火材料保溫材料夯實體或砌筑體的上面。

與現有技術相比，本實用新型的特點和有益效果是：

采用本實用新型的技術方案，能在達到在不增加陰極炭塊的高度情況下，增大陰極鋼棒的導電面積，減少陰極鋼棒的電阻，從而達到降低鋁電解槽陰極鋁液內水平電流的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中鋁電解槽的槽型耐火材料組合結構的橫斷面圖。

其中：1：陰極炭塊；2：炭素搗固糊；3：陰極鋼棒，4：槽型結構耐火材料結構體；5：防滲料層。

具體實施方式

以下通過實施例進一步說明本實用新型的鋁電解槽的槽型耐火材料組合結構。

實施例1