[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结构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阴极导电结构技术方案。

铝电解槽底部电式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和碳-金属过渡导电连接件所组成，其技术方案是：在阴极碳块的底部连接构造上碳-金属过渡导电连接件，碳-金属过渡导电连接件不同于现通用的阴极碳块钢棒组，是通过阴极碳块的侧端部的炉墙和钢壳体与阴极大母线相连接，沿水平方向传导电流后，再向阴极碳块的上部表面传导电流；碳-金属过渡导电连接件是通过设置在阴极碳块下底部面的保温层和钢壳体与阴极大母线相连接，直接从碳块底部通过碳-金属过渡导电连接件向碳块的上部表面传导电流，以实现阴极上部表面的垂直电流密度分布均匀。

依据上述技术方案：碳-金属过渡导电连接件构造在阴极碳块下底面部的铝电解槽保温层防渗漏层内，再经过电解槽底部钢壳体或侧部钢壳体与阴极大母线相连接。

依据上述技术方案：单块阴极碳块在电解槽炉墙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墙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可构造成凹凸台槽型。

依据上述技术方案：碳-金属过渡导电连接件由碳块底部接头、金属连接接头和金属导线连接卡具构造组装而成。

依据上述技术方案：碳-金属过渡导电连接件的碳块底部接头可采用螺栓卡具与阴极碳块进行连接，可采用石墨导电棒或金属导电棒构造上螺纹，与阴极碳块底部的螺纹进行凹凸穿插连接。

依据上述技术方案：碳-金属过渡导电连接件是通过阴极碳块下底部面的保温防和钢壳体与阴极大母线相连接，在保温层和碳-金属过渡导电连接件之间，构造安装有导电连接件保护管。

依据上述技术方案：在铝电解槽阴极两侧的侧部炉墙和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。

依据上述技术方案：碳块的阴极内衬导电结构可与现通用的阴极碳块底部带有阴极钢棒侧部进电式阴极内衬结构相互配和使用，构造在一台电解槽上。

依据上述技术方案：碳-金属过渡导电连接件的碳块底部接头、连接卡具接头、金属导线可采用铜型材和软铜线连接构造组装而成。