一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构的制作方法

本实用新型涉及铝电解技术领域，具体为一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构。

背景技术：

目前工业上制取纯铝的主要方法是冰晶石-氧化铝熔盐电解法，该方法由于槽内铝液及电解质受电磁力作用而循环运动，并在角部等区域产生局部环流，同时，铝液在流动过程中会夹带氧化铝并磨损阴极，使阴极形成冲蚀坑，由于冲蚀坑区域具有较小的电阻，导致冲蚀坑区域阴极电流密度较大，在电磁力作用下，冲蚀坑区域也会形成局部环流而加剧阴极破损，当冲蚀坑区域采用补炉材料修补后，也会在冲蚀坑周边形成局部环流，不仅加快了冲蚀坑周边区域的磨损速度，同时也会将补炉料带出冲蚀坑，使冲蚀坑位置在修补2-5个月左右又得重新修补，大大增加了工人劳动强度，因此，局部环流的存在不仅影响铝电解槽的稳定运行，同时可加剧电解槽破损，降低补炉效果。

近年来，在降低磁流体流速方面进行了大量的研究，电解槽运行稳定性显著增强，其中，异型阴极技术在降低流速提高磁流体稳定性方面作用显著，然而，现有技术主要侧重于铝电解槽整体流速的抑制，虽能一定程度上削弱局部环流，但局部环流在角部区域及冲蚀坑区域依然较大，尤其是冲蚀坑区域存在的局部环流将大大加快电解槽破损速度，对安全运行造成了较为严重的影响。

因此，提供一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，该技术通过在铝电解槽角部区域以及冲蚀坑区域阴极碳块表面设置阻流架，抑制该区域局部环流，提高磁流体稳定性，降低阴极磨损速度，改善补炉效果，有助于铝电解槽实现稳定、高效、长寿的目标。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，通过在铝电解槽阴极碳块表面设置密度大于铝液的阻流架，实现对铝电解槽的在线快速改造，改造后可有效抑制局部环流对生产造成的不利影响，确保电解槽安全平稳高效运行。

本实行新型的目的是这样实现的：

一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，包括槽壳(1)，槽壳(1)内设置有侧部炭块(2)，侧部炭块(2)内设置有人造伸腿(3)，人造伸腿(3)之间设置有阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽阴极碳块(4)表面设置若干阻流架(5)，阻流架(5)设置于铝液局部环流较大的区域，包括角部区域以及冲蚀坑区域。

所述的一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，其特征在于：阻流架(5)材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为50mm～300mm，长度为300mm～2000mm，宽度为300mm～2000mm，密度大于2500kg/m³，阻流架(5)的边框截面宽度为50mm～300mm，高度为50mm～300mm。

所述的一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，其特征在于：阻流架(5)的形状为十字形、人字形、工字形、王字形、口字形、米字形、田字形、冈字形或者×形。

积极有益效果：本实用新型提供的一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，可显著提高角部环流区域稳定性，可有效抑制冲蚀坑的磨损速度，可大大提升冲蚀坑区域的修补效果，该技术有助于提升经济技术指标，有助于降低工人劳动强度，有助于提高铝电解槽运行安全性，本实用新型实施方法简单易行，适用于各种类型铝电解槽。

附图说明

图1为本实用新型实施例1阻流架布置示意图；

图2为图1的a-a面示意图；

图3为本实用新型十字形阻流架结构示意图；

图4为本实用新型人字形阻流架结构示意图；

图5为本实用新型口字形阻流架结构示意图；

图6为本实用新型田字形阻流架1型结构示意图；

图7为本实用新型田字形阻流架2型结构示意图；

图8为本实用新型田字形阻流架3型结构示意图；

图中1、槽壳，2、侧部碳砖，3、人造伸腿，4、阴极炭块，5、阻流架

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明：

一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，包括槽壳(1)，槽壳(1)内设置有侧部炭块(2)，侧部炭块(2)内设置有人造伸腿(3)，人造伸腿(3)之间设置有阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽阴极碳块(4)表面设置若干阻流架(5)，阻流架(5)设置于铝液局部环流较大的区域，包括角部区域以及冲蚀坑区域。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，所述的阻流架(5)材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为50mm～300mm，长度为300mm～2000mm，宽度为300mm～2000mm，密度大于2500kg/m³，阻流架(5)的边框截面宽度为50mm～300mm，高度为50mm～300mm，阻流架(5)的形状为十字形、人字形、工字形、王字形、口字形、米字形、田字形、冈字形或者×形。

实施例1

如图1、图2所示，在阴极炭块(4)表面设置若干阻流架(5)，阻流架(5)在更换阳极时人工放置于角部区域以及冲蚀坑区域等局部环流较大的位置。

如图1、图3所示，阻流架(5)材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为120mm，长度为650mm，宽度为650mm，密度大于3000kg/m³，阻流架(5)的边框截面宽度为120mm，高度为120mm。

如图1、图3所示，阻流架(5)的形状为十字形。

适用于所有在产铝电解槽，尤其适用于角部稳定性较差或阴极表面存在冲蚀坑的铝电解槽。

以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

技术特征：

1.一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，包括槽壳(1)，槽壳(1)内设置有侧部炭块(2)，侧部炭块(2)内设置有人造伸腿(3)，人造伸腿(3)之间设置有阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽阴极碳块(4)表面设置若干阻流架(5)，阻流架(5)设置于铝液局部环流较大的区域，包括角部区域以及冲蚀坑区域。

2.根据权利要求1所述的一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，其特征在于：阻流架(5)材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为50mm～300mm，长度为300mm～2000mm，宽度为300mm～2000mm，密度大于2500kg/m³，阻流架(5)的边框截面宽度为50mm～300mm，高度为50mm～300mm。

3.根据权利要求1所述的一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，其特征在于：阻流架(5)的形状为十字形、人字形、工字形、王字形、口字形、米字形、田字形、冈字形或者×形。

技术总结
本实用新型公开了一种抑制铝电解槽铝液环流的阴极结构，在铝电解槽阴极表面设置若干阻流架，阻流架与阴极碳块基体为分体式结构，阻流架设置于铝液局部环流较大的区域，包括角部区域以及冲蚀坑区域。本实用新型通过对阻流架结构形式、实现方法及排列方式的优化，进一步降低铝液对阴极的冲刷，提高冲蚀坑等破损部位修补效果，达到提高磁流体稳定性以及延长槽寿命的目的。

技术研发人员：欧建明;张传勇
受保护的技术使用者：张传勇;欧建明
技术研发日：2019.11.22
技术公布日：2020.06.12