[实用新型]新型铝电解槽阴极导电结构

说明书

技术领域

新型铝电解槽阴极导电结构主要应用于预焙铝电解槽的构造与电解铝的生产。

背景技术

现同通用的铝电解槽阴极导电结构由电解槽钢壳体、底部防渗漏料层、侧部炉墙、捣固糊料、阴极碳块钢棒组砌筑所构成。在铝电解槽钢壳体内，保温层防渗漏料层上，环周侧部炉墙的中部，相邻两碳块之间采用缝间糊捣固连接填充，将多个阴极碳块钢棒组捣固砌筑成的一个整体阴极碳块水平导电层。在电解生产过程中，电解铝液熔池内的铝液和的电解槽阴极碳块导电层构成一个阴极导电体。电解产成的电解铝液，在铝电解过程中不仅有着导电和保护阴极碳块的作用，还有着调节电解槽温度，维持电解槽热平衡，加热阴极碳块，提高其导电性能的作用，现同通用的铝电解槽阴极结构，主要存在以下几个缺点：

1、电解槽内的铝液置于阴极碳块上表面，电解槽阴极碳块上下部之间温度差较大，阴极内衬整体热平衡难以实现，造成阴极碳块的自身的电阻较高，槽底电压降升高；

2、电解槽熔池内作为阴极导电体的铝液只和阴极碳块内衬上表面接触，阴极碳块的导电面积较小，造成阴极碳块内衬整体结构导电效率低下，电解电流密度难以提高；

3、电解槽阴极碳块底部和阴极钢棒之间连接采用糊捣固结合，由于材料的理化性能不同，造成阴极槽底电压降过高；

4、两碳块连接处易产生铝液和电解质的渗漏；造成置于阴极碳块底部的阴极钢棒熔断以及漏槽事故的发生，阴极碳块之间采用缝间糊捣固连接，不仅捣固工艺复杂，而且槽阴极内衬使用寿命较短。

5、电解槽阴极碳块上表面设置为水平面，在生产过程中，电解槽阴极内衬上部的铝液，在磁场的作用下，会产生铝液磁旋流，从而造成电解质极距的设定增高，槽电压设定加大，致使电解铝的工艺电耗增加。

发明内容

为了克服现通用铝电解槽阴极结构存在的上述缺点，在电解槽设计时，充分利用电解溶池内产成铝液自身的导电导热性能优于其他材料的特点，提高阴极碳块的导电率，减少铝液磁旋流波动对电解极距设定的负面影响，降低铝电解槽阴极内衬的电阻值和电压降以及电耗损失，延长铝电解槽的使用寿命，降低铝电解槽阴极结构的制作生产和维修成本，结合铝电解槽结构大型化，功能多样化的发展趋势，和现有的新材料技术，本发明设计出新型铝电解槽阴极导电结构。

新型铝电解槽阴极导电结构由电解槽钢壳体，底部保温防渗漏料层、侧部炉墙体、和端部带有金属导电接头的阴极碳块构造而成，其技术特征是：阴极碳块的端部以及金属导电接头，构造在铝电解槽钢壳体内侧的部侧部炉墙内，铝液电解熔池内的阴极碳块下底部不设置阴极钢棒。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构的阴极碳块的端部构造有金属导电接头。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构端部构造有金属导电接头的阴极碳块的两端砌筑在侧部炉墙内，电解铝液熔池内的阴极碳块的底部可砌筑在电解槽保温防渗漏料层上，形成阴极碳块上表面凸起，保温防渗漏料层上表面下凹的凹凸台槽式阴极导电结构，电解过程中相邻两碳块的凹槽内有铝液。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构端部构造有金属导电接头的阴极碳块的两端砌筑在侧部炉墙内，电解铝液熔池内的阴极碳块的下半部分可砌筑在电解槽保温防渗漏料层内，形成阴极碳块上表面凸起，防渗漏料层上表面下凹的凹凸台槽式阴极导电结构，电解过程中相邻两碳块的凹槽内有铝液。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构的金属导电接头和阴极碳块的端部砌筑在铝电解槽的侧部炉墙内，电解铝液熔池内阴极碳块的底部与电解槽保温防渗漏料层之间可设置铝液流通间隔，相邻的阴极碳块侧部之间设置有铝液可上下流通的间隔，阴极碳块的环周有铝液流通。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构的在保温防渗漏料层上设置有阴极碳块支撑凸台，将端部构造有金属导电接头的阴极碳块的底部构置在阴极碳块支撑凸台上。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构的阴极碳块断面可以是矩形，或是圆形，阴极碳块沿通长方向可以是一整块，或从中间断开分为左右两块。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构在阴极碳块上可构造出凹凸槽和圆孔。

依据上述技术方案，新型铝电解槽阴极导电结构的在阴极碳块端部构造的金属导电接头，其金属导电接头可在阴极碳块端部的外表面用导电夹板接头和夹紧螺栓进行压接连接，也可用金属导电螺栓与阴极碳块端部直接进行永固连接，或用导电环进行连接。