[发明专利]可更换的铝电解槽阴极阻流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽阴极阻流装置，属于铝电解槽技术领域。

背景技术

随着铝电解槽设计和操作技术水平的提高，国际国内新设计和建设的铝电解槽日益向大型化的方向发展。系列电流不可避免的会增加到550kA～700kA甚至以上。近年来，我国的铝电解技术也得到了长足的进展，在电解槽容量上已能达到甚至超过国际先进水平。但在节能降耗方面与世界先进水平却仍存在着较大的差距。目前，国内各铝厂的直流电耗徘徊在13200？3500kWh/T.Al左右，甚至有的接近14000kWh/T.Al，有相当大的潜力可挖掘。特别是在目前国内外经济环境极为严峻的情况下，对节能的要求就更加的急迫。

近来有许多设计开始采用在阴极表面增加突台、或放置阻流装置的方式以达到改善流速、降低铝液电解质界面、减小极距、节能降耗的目的。由于放置阻流装置的方法，不仅适用于新建槽、大修槽、还可以在在线生产槽上使用，因而获得较大规模的推广。但这些方式的问题在于：当阻流装置的分批投入或更换时，剩余的阻流装置可能会在铝液的冲刷作用下发生位置偏移，影响实际的阻流效果。有的设计(如申请专利CN20081018106.2)采用在阴极表面加工孔或沟的办法让阻流装置固定，但这样都会增加阻流槽的成本。

本发明改变了阻流装置的截面形状，使其在受到铝液冲刷时能产生向下的压力，使其能稳定在阴极表面；同时，这一截面形状的阻流装置有比普通阻流装置有更好的阻流效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种可更换的铝电解槽阴极阻流装置，该装置能适应于各种生产情况、能牢固的放置在铝电解槽阴极表面，使铝电解槽获得良好的稳定性，以达到节能、降耗的效果。以克服现有技术存在的发生位置偏移，影响实际的阻流效果等不足。

本发明的技术方案如下：它包括设置在铝电解槽底部的阴极碳块和阴极阻流装置，阴极阻流装置放置在阴极碳块的表面，阴极阻流装置采用耐高温、耐腐蚀、比重大的莫来石、尖晶石、或者锆英石材料制作。

阴极阻流装置的截面形状为半圆形、弧形或流线型。

阴极阻流装置的高度为50～150mm，宽度为100～300mm。

阴极阻流装置为长条、块状。

阴极阻流装置沿电解槽阴极长边方向放置；每组可为一个或多个阴极阻流装置。

现有的阻流装置，一般是截面为矩形或梯形的长条状装置，放置在铝电解槽阴极表面，目的是为了克服现有阴极炭块产生的涡旋。通过试验及计算分析可知其破坏现有铝电解槽电磁力所产生的铝液内流速场的分布，使其变得支离破碎，使铝液不能产生较大的隆起和波动，从而获得较好的稳定性。从而达到进一步节能、降低能耗的效果。但现有的阻流装置的问题在于：1)由于流体的冲刷，阻流装置可能会产生偏移；2)由于现有阻流装置的形状特点，本身会使铝液流过其顶面的两个角附近产生一定的湍流，削弱了其阻流效果。经过大量实验和计算机模拟后得到本发明的阻流装置的截面。将此装置投入在产的铝电解槽中时，由于会在局部产生向下的压力，可使其牢固的固定在阴极表面。同时其光滑的表面结构也能尽可能地减少铝液湍流，以获得较好的阻流效果。制作本阻流装置可采用莫来石、尖晶石、锆英石等耐高温(≥1000℃)、耐铝液及电解质腐蚀、比重大于铝液的材料。因此本发明具有对电解槽改动少、节能效果好、适应面广等优点，具有很好的经济效应、推广价值和实用价值。

附图说明

图1为现有技术的示意图；

图2为本发明的结构示意图，立体图；

图3为图2的Y向视图；

图4为图2的X向视图；

图5为本发明的放置多组阴极阻流装置的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：本发明包括设置在铝电解槽底部的阴极碳块1和阴极阻流装置2，阴极阻流装置2放置在阴极碳块的表面，阴极阻流装置2采用耐高温、耐腐蚀、比重大的莫来石、尖晶石、或者锆英石材料制作。

阴极阻流装置2的截面形状为半圆形、弧形或流线型。

阴极阻流装置的高度为50～150mm，宽度为100～300mm。一般取值为高度为100mm，宽度为200mm。

阴极阻流装置2为长条、块状。

阴极阻流装置2沿电解槽阴极长边方向放置；每组可为一个或多个阴极阻流装置2。