[发明专利]垂直出电的铝电解槽阴极内衬结构及其砌筑方法

说明书

一.技术领域：本发明涉及一种铝电解槽的内衬结构及砌筑的方法，特别涉及垂直出电的铝电解槽阴极内衬及其砌筑的方法，属有色金属冶炼领域。

二.背景技术：目前，铝电解的主体设备是铝电解槽，现有的铝电解槽普遍采用侧部出电的方式，即阴极钢棒从槽壳侧部水平穿出，与阴极母线相连，水平放置的钢棒会在铝液层中产生一定的水平电流，其在电解槽母线产生的垂直磁场的作用下，会造成铝液的波动，从而降低电解槽的电流效率，降低产量，增加电能消耗。为了解决这一问题，专利200820130911.6(中间汇流式铝电解槽阴极装置)公开了一种垂直出电、中间汇流的铝电解槽结构，能够在一定程度上减小铝液中的水平电流分量，从而提高电解槽的效率。但其公开的技术彻底改变了以往电解槽的内衬结构，现有的施工工艺及技术已不能实现。

三.发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、防渗效果好且使用寿命长的垂直出电的铝电解槽阴极内衬结构，同时提供一种工艺简单、施工方便、可操作性强的该垂直出电的铝电解槽阴极内衬结构的砌筑方法。

本发明的技术方案：

一种垂直出电的铝电解槽阴极内衬结构，含有槽壳、保温砖层和防渗料层，所述槽壳的底部、保温砖层和防渗料层上下相对应位置上分别设置有贯通孔，所述贯通孔中设置有阴极钢棒，该阴极钢棒的上端与阴极炭块下端面连接，其下端贯穿槽壳而出，所述阴极钢棒的截面小于贯通孔的截面，阴极钢棒与槽壳底部之间为间隙配合，实现绝缘，垂直钢板与保温砖层之间设置有钢棒浇筑料层，增加密封效果，垂直钢板与防渗料层之间捣打填实有防渗层，密封且防渗。

所述保温砖层上的贯通孔为台阶形，便于紧固钢棒浇筑料层。

所述贯通孔中设置一个套筒，该套筒的下端与槽壳内表面固定，其外表面与保温砖层和防渗料层相接触，其内表面与阴极钢棒之间分别设置有钢棒浇筑料层和防渗层。

所述套筒上端设置有密封盖。

一种垂直出电的铝电解槽阴极内衬结构的砌筑方法，包括以下步骤：

(1)、根据阴极钢棒的数量和排列，在槽壳底部上钻设槽壳贯通孔；

(2)、在槽壳底部砌筑保温砖层，并且在对应着槽壳的贯通孔的位置上砌筑好保温砖层的贯通孔；

(3)、在保温砖层上，水平捣打防渗料层，并且在对应着槽壳的贯通孔的位置上预留防渗料层的贯通孔；

(4)、将阴极钢棒上端与阴极炭块组装好，然后从槽壳的一端开始安装第一块阴极炭块，垂直阴极钢棒穿过防渗料层、保温砖层及槽壳，使阴极炭块底部与防渗料层稳固接合；从阴极炭块侧部向保温砖层的贯通孔中浇灌浇筑料，并振动捣实，上面与保温砖层平齐；从阴极炭块侧部沿水平方向向里捣打防渗料，把阴极炭块底部防渗料层预留的贯通孔的空间捣实，并向外部延伸到下一阴极炭块保温砖层贯通孔的边缘；依上述法依次安装阴极炭块至全部装完；

(5)、在相邻阴极炭块之间捣打扎固缝7；在阴极炭块和槽壳侧边之间安装边部材料层。

在所述的槽壳底部上固定套筒，套筒罩住贯通孔，并且，套筒外砌筑保温砖层和防渗料层，第一个阴极炭块安装好后，从套筒的上端或侧壁开口处向保温砖层的贯通孔中浇灌浇筑料，并振动捣实，上面与保温砖层平齐，从阴极炭块侧部沿水平方向向里捣打防渗料，把阴极炭块底部防渗料层预留的贯通孔的空间捣实，并向外部延伸到下一阴极炭块保温砖层贯通孔的边缘；依上述法依次安装阴极炭块至全部装完。

在所述的套筒上端设置密封盖，以增加密封效果。

本发明的有益效果：

1、本发明阴极钢棒的截面小于保温砖层贯通孔的截面，该贯通孔与阴极钢棒之间由浇筑料或其它填充料填充，具有良好的密封防渗能力，并且，贯通孔可以做成台阶形，增加了密封效果。

2、本发明阴极钢棒的截面小于防渗料层贯通孔的截面，该贯通孔与阴极钢棒之间用防渗料捣打填实，保证了密封和防渗。

3、本发明阴极钢棒穿出的孔上预制一个套筒，可以方便砌筑和阴极钢棒的穿出，另外，还可以在套筒上安装密封盖，以增加密封效果。

4、本发明的砌筑方法施工方便，节约大量人力、物力，采用浇筑料和防渗料层捣打填实，易于实施，密封防渗效果好。

5、本发明的砌筑方法可操作性强，简单实用，其适用范围广，可应用于所有型号的垂直出电的铝电解槽。

6、本发明解决了垂直出电铝电解槽工业应用的技术难题，对垂直出电铝电解技术的推广应用将起到重大的推动作用。

四.附图说明：

图1为垂直出电的铝电解槽阴极内衬结构图之一；