[发明专利]同一阴极碳块上设有两排相互交错凸起的铝电解槽

说明书

技术领域

本发明属于铝电解技术领域，特别涉及一种同一阴极碳块上设有两排相互交错凸起的铝电解槽。

背景技术

目前工业上生产金属铝都是用熔盐电解法生产的，电解温度在950℃以上，电解槽的电解质为冰晶石熔体；铝电解生产消耗大量的电能，其电能消耗在14000～15000kWh/T Al，因此节电始终是工业铝电解槽研究工作的重点。传统的阴极碳块上表面为平面，由于电解时的铝液产生波动，电解槽的槽电压都在4.1伏以上，导致电能消耗很大。近两年来，冯乃祥教授发明的新型阴极结构电解槽，开始在许多电解铝厂得到推广应用，并取得显著的节电效果。这种电解槽的特点是在构成电解槽的阴极碳块上设有与阴极碳块纵向长度方向相平行或相垂直的凸起；特别是具有与电解槽阴极碳块的纵向的长度方向相垂直的凸起，具有消弱电解槽阴极铝液表面纵向波的功能，同时具有消减其横向波的功能。

随着铝电解槽电流强度向大型化方向的发展，电解槽阴极碳块的宽度也越来越大，现在大型电解槽阴极碳块的宽度已经发展到了50cm以上，或更宽的宽度。在这种情况下，当电解槽阴极碳块表面上的凸起为横向凸起时，则凸起的长度就变得很长，这种结构导致阴极表面凸起的结构分布不合理，从而影响其对阴极铝液面波动的减弱效果。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种同一阴极碳块上设有两排相互交错凸起的铝电解槽，目的在于通过在同一个较宽的阴极碳块上设置两排相互交错的凸起，达到凸起在阴极碳块上合理分布，起到减少铝液波动的效果。

本发明的同一阴极碳块上设有两排相互交错凸起的铝电解槽包括阴极碳块和侧部碳砖，阴极碳块上表面设有凸起，其中每个阴极碳块上的凸起分为两排，分别位于阴极碳块中心线的两侧，每个凸起的轴向与阴极碳块的轴向互相垂直，阴极碳块上的每排的凸起与另一排凸起交错排列；所述的阴极碳块的宽度至少为50cm。

上述阴极碳块的每排凸起中，靠近电解槽短边中间部分的相邻两个凸起之间的距离为30～70cm，其余同一排内相邻的两个凸起之间的距离为25～35cm。

上述阴极碳块上的凸起的高度为9～15cm，宽度为17～25cm；在阴极碳块宽度为50～60cm的情况下，两排凸起之间的最小距离为6～15cm，在阴极碳块宽度增加的情况下，两排凸起之间的最小距离按阴极碳块宽度增加的比例增加。

上述的阴极碳块上的凸起的横截面为梯形或矩形。

上述的在阴极碳块宽度为50～60cm的情况下，凸起的长度为21～30cm，在阴极碳块宽度增加的情况下，凸起的长度按阴极碳块宽度增加的比例增加。

上述的阴极碳块上的每个凸起的轴线位于另一排的相邻两个凸起的轴线之间。

上述的阴极碳块之间填充有炭素糊。

上述的铝电解槽的阴极碳块和侧部碳砖之间用炭素糊捣固。

上述的铝电解槽在正常生产时，电解槽中所有阴极表面的凸起都要浸没于铝液中，铝液的上面为电解质熔体，铝液面的高度要高于凸起的上表面在出铝后为1～7cm；电解槽的工作电压在3.5～3.9伏。

上述的铝电解槽的阴极碳块的制作方法为：采用现行的制作阴极碳块的材料，用振动成型的方法制作成所需形状的生坯料，然后经焙烧制得；或者先用振动成型的方法制作长方体坯料，再进行焙烧后，用机械加工制成所需形状。

本发明的同一阴极碳块上设有两排相互交错凸起的铝电解槽通过在同一个阴极碳块上设置两排相互交错的凸起，使每个凸起长度较短，在电解槽的阴极上均匀分布，在阴极碳块宽度较大的情况下，仍能起到减弱铝液面波动的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中的阴极碳块上设有多排相互交错的凸起的铝电解槽俯视剖面图；

图2为图1的B-B面剖视图；

图3为阴极碳块上梯形横截面的凸起示意图；

图4为阴极碳块上矩形横截面的凸起示意图；

图中 1、槽壳，2、凸起，3、阴极碳块，4、阴极钢棒，5、中间炭素糊，6、保温材料，7、侧部碳砖，8、侧部炭素糊，9、耐火防渗材料。

具体实施方式

实施例1

铝电解槽结构如图1所示，B-B面剖图结构如图2所示，槽壳1内设有保温材料6，保温材料6包括侧部保温材料和底部保温材料两个部分，底部保温材料上设有耐火防渗材料9，侧部保温材料的上方衬有侧部碳砖7，侧部碳砖7的内侧和耐火防渗材料9的上方设有阴极碳块3，各阴极碳块3之间用中间炭素糊5粘结，阴极碳块3与侧部碳砖7之间用侧部炭素糊8捣固。