铝电解槽阴极内衬配置结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型铝电解槽阴极内衬配置结构，主要应用于铝电解槽阴极炉膛底部阴极内衬的构造设计与安装。其特征是：同一台铝电解槽的阴极内衬，选用两种不同导电率阴极炭块钢棒组进行配置构造而成，铝电解槽阴极内衬的中部选用导电率相对较低，铝电解槽边部两端选用导电率相对较高的阴极炭块钢棒组进行砌筑构造。以便电解槽在启动后的生产运行状态下，使得铝电解槽阴极内衬构造在两端边部的阴极炭块的导电性能，优于构造在中部的阴极炭块的导电性能。
【专利说明】
铝电解槽阴极内衬配置结构
[0001]技术领域:本发明铝电解槽阴极内衬配置结构，主要应用于铝电解槽阴极炉膛底部阴极内衬的构造设计与安装。
[0002]【背景技术】:现通用的铝电解槽阴极内衬，是构造在铝电解槽炉膛底部的阴极平面导电体，具有传导阴极电流的功能。铝电解槽阴极内衬采用若干组导电率相同阴极炭块钢棒组构造而成。
[0003]现通用的铝电解槽阴极内衬构造部件阴极炭块钢棒组，由阴极炭块和阴极钢棒采用捣固或浇筑工艺连接构造在一起。单体铝电解槽内所构造配置的铝电解槽阴极炭块钢棒组的导电率相同，即阴极内衬所使用的阴极炭块和阴极钢棒的材质、规格以及构造工艺相同，砌筑构造时，将多组预先构造好的若干组阴极炭块钢棒组，采用捣鼓糊作为炭块之间缝间粘结剂，沿铝电解槽阴极大母线方向垂直排列，在铝电解槽槽壳体内部保温防渗漏层上部构造砌筑而成。
[0004]现有技术缺陷:由于现通用铝电解槽结构设计，其铝电解槽的阴极内衬的构造部件阳极炭块钢棒组，所采用的构造部件阴极炭块和阴极钢棒的材质、结构，制备工艺基本相同，其导电率也基本相同，现通用的铝电解槽炉膛阴极内衬，采用多组同一导电率阴极炭块钢棒组进行构造。
[0005]而用这些导电率基本相同若干组阴极炭块钢棒组，所砌筑的铝电解槽阴极炉膛内衬，从表观静态上看，铝电解槽的阴极内衬上表面各部点，其垂直电流密度分布均匀，但在电解铝实际运行工况状态下并非如此，会产生铝电解槽整体阴极内衬中部电流分布较大，侧部两端边部电流分布较小的现象。
[0006]从而，造成铝电解槽的整体电流分布不均匀，即边端小中间大的现象产生，从而影响铝电解槽的整体热平衡和电流分布和磁流场分布的均衡性，降低铝电解槽的电流效率。
[0007]现行的铝电解槽阴极内衬结构，之所以造成这一现状的主要原因是，靠近铝电解槽中部的阴极内衬的阴极炭块和阳极炭块的两侧的热能量可互为补充，热平衡状态较好，中部阴极炭块和阳极炭块的导向效率较高，电流密度较大;而靠近铝电解槽两端边部的阴极和阳极炭块，由于外侧部没有热平衡能量的补充，会造成温度较低，导电效率下降，通过电流密度较低，
[0008]
【发明内容】
:为了克服现通用铝电解槽炉膛，在单体铝电解槽构造阴极导电内衬时，在都采用同一材质、同一结构规格、同一导电率的阴极炭块钢棒组砌筑构造，在电解铝工况状态下，会产生电流分布不均，两端小中间大的现象产生，致使铝电解槽磁流场分布不均，电流效率下降的缺陷，本发明设计提出了一种新的铝电解槽阴极内衬结构配置技术方案。
[0009]本发明铝电解槽阴极内衬结构配置方案的特征是:
[0010]铝电解槽阴极内衬结构，由若干组阴极炭块钢棒组采用捣固糊在铝电解槽内扎固构造而成，其特征是，同一台铝电解槽的阴极内衬，选用两种不同导电率阴极炭块钢棒组进行配置构造而成，铝电解槽阴极内衬的中部选用导电率相对较低，铝电解槽边部两端选用导电率相对较高的阴极炭块钢棒组进行砌筑构造。
[0011]依据上述技术方案:构造铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同电阻值的阴极炭块材料进行配置。
[0012]依据上述技术方案:构造铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同电阻值的阴极钢棒材料进行配置。
[0013]依据上述技术方案:构造铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同规格的阴极炭块进行配置。
[0014]依据上述技术方案:构造铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同规格的阴极钢棒进行配置。
[0015]本发明的核心技术特征是，在铝电解槽阴极内衬砌筑构造时，选用两种不同导电率阴极炭块钢棒组进行配置，铝电解槽阴极内衬的中部选用导电率相对较低，铝电解槽两端选用导电率相对较高的阴极炭块钢棒组进行砌筑构造，以便电解槽在启动后的生产运行状态下，使得铝电解槽阴极内衬构造在两端边部的阴极炭块的导电性能，优于构造在中部的阴极炭块的导电性能。即通过提高靠近铝电解槽两端边部的阴极炭块钢棒组的导电性，达到增大铝电解槽熔池端边部热平衡能量，优化铝电解槽整体工艺状况，实现提高电流效率，进行节能降耗生产之目的。
[0016]采用本发明铝电解槽炉膛阴极内衬的技术方案，对铝电解槽炉膛的阴极内衬进行技术改造，由于加大提高了铝电解槽炉膛内两端边部的阴极炭块钢棒组导电性能，可以使得铝电解槽电流分布的密度向电解槽的两端边部偏移加大，致使铝电解槽内的热平衡和电流分布更加均匀，有利于铝电解槽电流效率的提高，实现铝电解槽的节能降耗生产。
[0017]【附图说明】:本发明技术方案的技术特征通过结合阅读说明书附图，则表述更为清晰。
[0018]附图1、原设计铝电解槽阴极内衬结构示立面示意图。
[0019]附图2、为图1的俯视平面图。
[0020]附图3、本发明铝电解槽阴极内衬结构立面示意图
[0021]附图4、为图3的俯视平面图.
[0022]其图中所示:(I)阴极内衬、(2)侧部炉墙、(3)阴极炭块钢棒组、(4)阴极炭块、(5)阴极钢棒、(6)捣鼓糊、(7)槽电流、(8)阴极大母线。
【具体实施方式】
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[0023]具体实施例1:在铝电解槽阴极各部尺寸结构不变的基础上，通过调整降低其阳极炭块材料的电阻值，提高阴极内衬边部两端的阴极炭块的导电性能，降低阴极炭块组结构电压降的方法，改善铝电解槽阴极在电解工况状态下电流分布的均衡性，实现提高电流效率，达到节能减排生产之目的。具体实施技术方案如下:
[0024]铝电解槽内两端部的阴极炭块钢棒组所采用的阳极炭块的比电阻值，低于中部阴极炭块钢棒组所采用的阳极炭块的比电阻值。
[0025]如附图3、附图4所示，铝电解槽阴极内衬两端的阴极炭块钢棒组采用50%含量的质阴极炭块进行构造:铝电解槽中部的阴极炭块钢棒组采用30%含量的石墨质阴极炭块进行构造:
[0026]具体实施例2:在铝电解槽阴极各部尺寸结构不变的基础上，通过调整改变阴极钢棒组材料的电阻值，降低阴极炭块钢棒组结构电压降的方法，提高阴极内衬边部两端阴极钢棒的导电性能，改善铝电解槽阴极在电解工况状态下电流分布的均衡性，实现提高电流效率，达到节能减排生产之目的。具体实施技术方案如下:
[0027]铝电解槽内两端部的阴极炭块钢棒组所采用的阳极钢棒的比电阻值，低于中部阴极炭块钢棒组所采用的阳极钢棒的比电阻值。
[0028]如附图3、附图4所示，铝电解槽阴极内衬两端的阴极炭块钢棒组的阴极钢棒，采用10 X 10-8 Ω._2/m低碳钢进行构造:铝电解槽中部的阴极炭块钢棒组的阴极钢棒，采用12X 10-8 Ω.mm2/m低碳钢进行构造。
[0029]具体实施例3:在现有铝电解槽阴极各部材料比电阻不变的基础上，用降低铝电解槽阴极内衬边部两端阴极炭块钢棒组的阳极炭块高度结构尺寸，降低其结构电压降的方法，改善铝电解槽阴极在电解工况状态下电流分布的均衡性，实现提高电流效率，达到节能减排生产之目的，具体实施技术方案:
[0030]铝电解槽内两端部的阴极炭块钢棒组所采用的阳极炭块其材质与中部阴极钢棒组所采用阴极炭块的材质相同，其炭块结构尺寸的高度，可适当低于中部阴极炭块钢棒组阴极炭块所采用结构尺寸的高度。
[0031]如附图3、附图4所示，铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组都采用30%的石墨质阴极炭块进行构，其两端的阴极炭块钢棒组的阴极炭块的高度低于中部的阴极炭块钢棒组的阴极炭块高度50mm。
[0032]具体实施例4:在现有铝电解槽阴极各部材料比电阻不变的基础上，用增大铝电解槽阴极内衬边部两端阴极炭块钢棒组的阳极钢棒组断面结构尺寸，降低其结构电压降的方法，致使导电率提高，改善铝电解槽阴极在电解工况状态下电流分布的均衡性，实现提高电流效率，达到节能减排生产之目的。具体实施技术方案如下:
[0033]铝电解槽内两端部的阴极炭块钢棒组所采用的阳极钢棒，其材质与中部阴极钢棒组所采用阴极钢棒的材质相同。其钢棒结构断面尺寸，可大于中部阴极炭块钢棒组阴极钢棒的钢棒结构断面尺寸。
[0034]如附图3、附图4所示，铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组都采用30%的石墨质阴极炭块进行构造，其两端的阴极炭块钢棒组的阴极钢棒的宽度或高度大于中部的阴极炭块钢棒组的阴极钢棒的宽度或高度。
【主权项】
1.铝电解槽阴极内衬配置结构，其特征是:本发明铝电解槽阴极内衬由若干组阴极炭块钢棒组采用捣固糊在铝电解槽内扎固构造而成，同一台铝电解槽的阴极内衬，选用两种不同导电率阴极炭块钢棒组进行配置构造而成，铝电解槽阴极内衬的中部选用导电率相对较低，铝电解槽边部两端选用导电率相对较高的阴极炭块钢棒组进行砌筑构造。2.依据权利要求1所述的铝电解槽阴极内衬配置结构，其特征是:铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同电阻值的阴极炭块材料进行配置。3.依据权利要求1所述的铝电解槽阴极内衬配置结构，其特征是:选用两种不同电阻值的阴极钢棒材料进行配置。4.依据权利要求1所述的铝电解槽阴极内衬配置结构，其特征是:铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同规格的阴极炭块进行配置。5.依据权利要求1所述的铝电解槽阴极内衬配置结构，其特征是:构造铝电解槽阴极内衬的阴极炭块钢棒组，选用两种不同规格的阴极钢棒进行配置。
【文档编号】C25C3/08GK205669071SQ201620401468
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】高德金, 高伟
【申请人】高德金