[实用新型]铝电解槽阴极导电结构

说明书

技术领域：本发明铝电解槽阴极导电结构，应用与预焙铝电解槽的阴极导电结构的构造以及预焙铝电解槽的生产。

技术背景：现通用的铝电解槽阴极内衬导电结构由多个阴极碳块钢棒组砌筑在铝电解槽钢壳体内的侧部炉墙和底部保温层上捣固砌筑而成；阴极钢棒用捣固糊捣固砌筑在阴极碳块底部沿碳块长度方向加工出的阴极钢棒槽内组合构造而成阴极碳块钢棒组，阴极碳块钢棒组的两侧端砌筑在电解槽内的侧部炉墙内，其长度方向由两侧部炉墙向电解槽长度中心线方向延伸并水平布置构造在保温层上，阴极钢棒的两端通过碳块端部的侧部炉墙和电解槽碳块端部的侧部钢壳体上的窗口延伸至电解槽外，与布置在电解槽外侧部的阴极大母线相连接。这种由阴极钢棒通过碳块端部侧部钢壳体和侧部炉墙插入到阴极碳块内底部，向电解槽内进行导电、平衡阴极电流分布的铝电解槽阴极内衬导电结构，具有以下缺点和不足：

其一：阴极碳块和阴极钢棒由外向内的导电分布部均匀，致使电解槽内由阳极导入的垂直于水平面方向的电流密度分布不均匀，铝液水平发生偏流，电解槽膛内变化不规则。

其二：阴极碳块、阴极钢棒两者的热膨胀系数不一样，底部构造一起、对热应力的吸收释放的能力不一样，不仅阴极钢棒易发生变形，影响铁碳接触导电性能，还能引起电解槽壳的侧部变形，影响热平衡。

其三：阴极碳块和阴极钢棒之间采用捣固糊连接其电阻铝和电压降值较高，结构导电效率低，致使结构电阻耗增加。

其四：阴极碳块和阴极钢棒沿高度和长度方向的导电距离不一样，不仅使电解槽阴极的电流密度分布不均匀，而且还使得电解槽的阴极表面的电流密度分布较低，并难以提高，导致电解槽效率较低。

发明内容：为了克服现有铝电解槽阴极内衬导电结构的阴极导电从电解槽阴极碳块侧端部进电的上述缺点和拟补其不足，本发明特提供了一种新的铝电解槽底部进电式阴极导电结构技术方案。

铝电解槽阴极导电结构由砌筑在铝电解槽钢壳体内保温层上的阴极碳块.碳金属过渡导电连接件和金属导线所组成，其技术方案是：在阴极碳块内部构造有上下通孔，碳金属导电连接件通过其通孔与预制构造在电解槽阴极炭块底部保温防渗漏层内的阴极金属导电线路相连接。

依据上述技术方案：阴极金属导电线路预制构造在路电解槽内的防渗漏侧内，并通过阴极碳块下底部面的保温防渗漏层和电解槽侧部或底部的钢壳体与阴极大母线相连接。

依据上述技术方案：阴极金属导电线路和碳金属导电连接件的接线端与阴极炭块内下部进行导电连接，在阴极金属导电线路与碳金属导电连接件和阴极炭块的连接线端处构造有阴极金属导电端部接头。

依据上述技术方案：碳金属导电连接件和阴极炭块在与预制在电解槽内的保温防渗漏层的阴极金属导电线路端部接头进行导电连接时，通过阴极炭块的通孔可用螺栓进行连接，或通过阴极炭块的通孔用浇铸导电金属液的方式进行连接，在阴极炭块通孔内碳金属连接件的上方填充有捣固糊防渗漏料。

依据上述技术方案：阴极金属导电线路在铝电解槽内保温防渗漏层中可采用并联或串联的导电方式与阴极炭块进行导电连接，阴极金属导电线路可采用金属型材或软铜线连接构造组装而成。

依据上述技术方案：单块阴极碳块在电解槽内的水平投影面的形状，可以是矩形、圆形和方形；阴极碳块在电解槽炉内可沿电解槽大母线方向进行平行、垂直交叉布置；阴极碳块在相互对应的两侧炉墙内可布置成一整块或分成几段进行布置；阴极碳块之间、阴极碳块和侧部炉墙之间的间隙用捣固糊料捣固扎实；每个阴极碳块的上表面之间、捣固糊与阴极碳块上表面之间高差应构造成凹凸台槽形状。

依据上述技术方案：在铝电解槽内保温防渗漏层中，阴极金属导电线路的外部设置有硬质隔热保护套管。

依据上述技术方案：在铝电解槽内保温防渗漏层中预先按阴极金属导电线路得走向预制埋设好硬质隔热保护套管，硬质隔热保护套管的一端与阴极炭块的上下通孔相连，另一与大母线连接端先构造封死，采用从阴极炭块通孔向硬质隔热保护套管内浇铸金属液体的铸造方式，一次构造出阴极金属导电线路和碳金属连接件，并与阴极炭块构造进行导电连接。

依据上述技术方案：在铝电解槽底部保温层中构造有电解槽热平衡调节管，热平衡调节管的两端与电解槽钢壳体相连接。