[发明专利]一种电解槽的槽底结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解槽的槽底结构，属于铝电解槽技术领域。

背景技术

在预焙电解槽生产中，铝电解槽多数选用平面槽底，阴极炭块水平放置，电流从上部阳极进入，从槽侧部导出形成90°折弯，在铝液层形成较大的水平电流。水平电流在磁场的作用下铝液易形成旋流产生较大的波峰，一方面影响电解槽的稳定操作；另一方面为了预防铝液波峰冲刷到阳极发生短路，迫使阴、阳极极距加大，槽电压升高而增加电耗；同时阴极炭块水平布置，由于热膨胀和吸钠膨胀使槽壳和周边受力情况复杂，造成电解槽槽壳结构复杂；加上不进电，侧部出电电流向槽边部聚集，影响了电解槽槽邦的安全，导致槽邦用钢量大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可减小铝液层水平电流，消除由于阴极膨胀对槽壳产生的应力，简化槽壳结构，降低电解槽极距和槽电压，减少槽壳建设投资的电解槽的槽底结构，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案；它包括电解槽和阴极母线，在电解槽的底部设有垂直电解槽底部的柱形阴极炭块，柱形阴极炭块的下端与阴极母线连接，柱形阴极炭块的下端与阴极母线连接。

柱形阴极炭块位于阳极炭块的下方。

在每块阳极炭块下方设有1～4块柱形阴极炭块。

柱形阴极炭块伸入电解槽铝液中的长度为5～200mm。

柱形阴极炭块与阴极母线通过螺栓相互连接。

柱形阴极炭块的形状为四棱柱形或带阶梯的四棱柱形

与现有技术比较，本发明通过在电解槽的底部垂直插接柱形阴极炭块，柱形阴极炭块的下端与阴极母线连接，这样从阳极炭块导入的电流经铝液到柱形阴极炭块并向下导出，减少铝液中的水平电流；伸入铝液中的阴极可有效减小铝液波动，从而获得稳定的铝液表面，以减小阴阳极的极距，降低槽电压，达到降低电耗的目的；根据申请人多次试验，可降低阴/阳极极距100-250mm，阴极压降降低100-200mv，降低槽电压400-850mv，达到吨铝节电1200-2500kwh/t-Al的效果。柱形阴极炭块的形状为四棱柱形或带阶梯的四棱柱形，且分段拼接布置与槽底放置消除了阴极的热膨胀和吸钠膨胀作用在槽壳上的应力，使槽壳设计和用材简化，根据试验检测统计可节约槽底钢材用量的70％；槽寿命提高500天，使电解质沉淀对槽底导电的影响很小。柱形阴极炭块位于阳极炭块的下方，这样可方便阳极炭块中的电流垂直导出；在每块阳极炭块下方设置的柱形阴极炭块为1～4块，柱形阴极炭块伸入电解槽铝液中的长度为5～200mm，具体数量与位置根据电解槽容量和阳极尺寸确定；柱形阴极炭块与阴极母线通过螺栓相互连接，母线断面尺寸和螺栓数量根据电流量确定。同时本发明还能有效遏制铝液的旋流，使槽壳结构简化，减少初期建设投资，改善电流分布、延长电解槽使用寿命，具有很好的推广价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A视图。

具体实施方式

实施例1：如图1和图2所示，在电解槽的设计中，将阴极制作为柱形阴极炭块3，柱形阴极炭块3的形状为四棱柱形或带阶梯的四棱柱形，在放置柱形阴极炭块3时将柱形阴极炭块3垂直与电解槽1的槽底放置，垂直放置的柱形阴极炭块3的上端伸入电解槽1铝液中的长度为5～200mm，柱形阴极炭块3的下端通过螺栓与阴极母线2连接。在放置安装垂直与电解槽槽底的柱形阴极炭块3时，将柱形阴极炭块3安装在阳极炭块4的下方，每块阳极炭块1下方的柱形阴极炭块3的数量为1～4块，具体数量与位置根据电解槽容量和阳极的尺寸来确定；同时按本发明布置的电解槽1可将阴极炭块内的阴极钢棒和钢槽壳取消，电解槽用保温材料和防腐材料设计熔岩池，制作时只需考虑材料的自身膨胀，这样可使电解槽结构大幅度简化。电解槽的设计以低槽电压作为设计基准，这样可减少电解槽的散热量；据试验检测按本发明制作的电解槽可比传统电解槽节能10-20％。