专利名称：可更换的铝电解槽阴极阻流装置的制作方法
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 ？ 3500kffh/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°C )、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。
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。
具体实施例方式
具体实施例方式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 200_。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。如图2所示，阴极碳块1设置在铝电解槽的底部，在阴极碳块1表面放置阴极阻流 装置2，阻流装置截面为半圆形(如图3)，或弧形、流线形(抛物线、双曲线等曲线形状)等。 阻流装置在阴极炭块表面沿长边方向放置(如图2、图4、图幻，每块阴极碳块表面可放置1 组、2组(如图4)或多组(如图5)阴极阻流装置。阻流装置采用耐高温、耐铝液及电解质 腐蚀、比重大于铝液的材料制作，上述制作材料均为现有常用材料，不会增加太多成本。阻 流装置的高度要求为50 200mm，宽度为100 300mm。正常生产时铝液应没过这些阻流 装置30 150mm，高出铝液部分就能很好的破坏铝液流场，使铝电解槽的稳定性增加，可在 正常生产中进一步的降低极距，起到节能降耗的作用。所述的耐高温(彡IOOOoC)、耐(电解质、铝液)腐蚀、比重大(彡3)的材料，如莫
来石、尖晶石、锆英石等。
权利要求
1.一种可更换的铝电解槽的阴极阻流装置，它包括设置在铝电解槽底部的阴极碳块(1)和阴极阻流装置O)，其特征在于阴极阻流装置(2)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。
2.根据要求1所述的可更换的铝电解槽的阴极阻流装置，其特征在于阴极阻流装置(2)的截面形状为半圆形、弧形或流线型。
3.根据要求1所述的可更换的铝电解槽的阴极阻流装置，其特征在于阴极阻流装置 的高度为50 150mm，宽度为100 300mm。
4.根据要求1所述的可更换的铝电解槽的阴极阻流装置，其特征在于阴极阻流装置 (2)沿电解槽阴极长边方向放置；每组放置一个或多个阴极阻流装置O)。
全文摘要
本发明公开了可更换的铝电解槽的阴极阻流装置，它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。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；每组放置一个或多个阴极阻流装置(2)。本发明能较好的提高铝电解槽内铝液电解质界面的稳定性，使正常生产时极距可有效的降低，获得较低的电解槽工作电压，从而达到节能降耗的效果。
文档编号C25C3/08GK102121116SQ20101030007
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者席灿明, 杨溢, 郑莆 申请人:贵阳铝镁设计研究院