专利名称：铝电解槽的阴极钢棒与阴极炭块的安装方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝电解槽的安装方法及装置，尤其是一种铝电解槽的阴极钢棒与 阴极炭块的安装方法及装置。
背景技术：
目前，铝是产量仅次于钢铁后的第二大类金属和第一大类有色金属原材料，由于 加工性能好，用途广泛，且回收率高，铝有“万能金属”之誉。因而，铝工业成为各国国民经 济持续发展的支柱性基础产业。但由于目前电解铝生产的吨铝直流耗电在13000kWh左右， 因此属于高能耗行业，尤其是在当今全球能源危机和用电价格不断上涨的条件下，传统结 构铝电解槽生产技术容易导致电解槽下侧部因渗铝液或电解质液而溶化阴极钢棒的缺陷， 并且在电解槽底部会有不可避免的电解质软沉淀，而且难以进行清理；因此现有技术面临 运行成本过高，需要频繁维护的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝电解槽的阴极钢棒与阴极炭块的安装方法及装置， 它可以避免电解槽下侧部因渗铝液或电解质液而造成溶化阴极钢棒的问题，并且方便对电 解质软沉淀进行清理，以克服现有技术的不足。本发明是这样实现的铝电解槽的阴极钢棒与阴极炭块的安装方法，阴极钢棒采 用不露头的竖向导电安装方式，将阴极钢棒的顶部及侧面用阴极炭块完全覆盖，形成阴极 钢棒不露头的竖向导电结构，并将电解槽内底面两侧的阴极炭块组采用分段安装方式，使 两组阴极炭块中间端部形成蓄铝导流沟槽。无铝层竖向导电式铝电解槽，包括安装在铝电解槽中的阴极钢棒、阴极炭块，阴极 炭块完全覆盖在阴极钢棒的顶部及侧面，在两侧的阴极炭块之间设有蓄铝导流沟槽，在蓄 铝导流沟槽的一端设有吸铝池，在阴极钢棒的底部设有保护炭块，在保护炭块的底端连接 有竖向导电棒，竖向导电棒底部与阴极母线连接。阴极炭块的上表面向铝电解槽的中部倾斜1 2°。蓄铝导流沟槽向吸铝池倾斜3 5°。在蓄铝导流沟槽的底部设有异型保护层，在蓄铝导流沟槽的沟角部设有捣固糊。在竖向导电棒为一组或一组以上。在保护炭块外设有干防渗料。在竖向导电棒外设有保护炭碗。阴极炭块的外侧为窄缝扎固及小伸腿结构。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用将阴极钢棒制作为不露 头式的结构，避免了传统采用阴极钢棒端部露头的方式，容易造成电解槽下侧部因渗铝液 或电解质液而溶化钢棒的缺陷；并且在电解槽中部设有一条蓄铝导流沟槽，使沟槽底部可 储存少量不可避免的电解质软沉淀，而便于操作人员采用扒渣工具对蓄铝导流沟槽底部进行集中清理。本发明的方法简单，容易实施，制作出来的装置结构简单，易于安装，使用效果 好。
附图1为本发明的结构示意图；附图2为本发明的俯视图。
具体实施例方式
具体实施例方式制作出来的无铝层竖向导电式铝电解槽的结构如图1所示，在 制作时，先制作出阴极钢棒1，在阴极钢棒1的顶部安装一块阴极炭块2，使阴极炭块2完全 覆盖在阴极钢棒1的顶部及侧面，然后将阴极钢棒1与阴极炭块2—同安装在铝电解槽中， 在阴极钢棒1的底部安装上保护炭块3上，在保护炭块3外设有干防渗料10 ；并且在安装 时，使阴极炭块2的上表面向铝电解槽的中部倾斜Γ ；在保护炭块3的底端连接竖向导电 棒5，在竖向导电棒5外设有保护炭碗11，竖向导电棒5底部与阴极母线6连接；在安装阴 极炭块2时采用分段安装的方式，使两侧的阴极炭块2中间留出蓄铝导流沟槽4，在蓄铝导 流沟槽4的一端设置一个吸铝池7，蓄铝导流沟槽4向吸铝池7倾斜4°，还在蓄铝导流沟 槽4的底部设有异型保护层8 (异型保护层8可以采用异型炭块或者耐火浇注料)，在蓄铝 导流沟槽4的沟角部设有捣固糊9，使蓄铝导流沟槽4的底部形成梯形或弧形结构；竖向导 电棒5可以分成多组进行安装；阴极炭块2的外侧为窄缝扎固及小伸腿结构。由于阴极钢棒的端部采用了不露头的隐蔽式组装方式，避免了电解槽下侧部因渗 铝液或电解质液而溶化钢棒的缺陷；并且为了使铝电解过程产生的金属铝液能尽快流入中 间蓄铝导流沟4内，在安装时使阴极钢棒1与阴极炭块2向铝电解槽的中部倾斜1 2°， 这样可尽可能减少或消除阴极炭块2表面上滞留的金属铝液，从而有利于降低传统铝电解 槽因为必须在槽内要留有一层在产金属铝液而产生的电压摆动与相应侧壁散热面积较大 的难题；中间分段安装的阴极炭块2，以便在两组阴极炭块2中间端部留出蓄铝导流沟槽 4，同时有利于阳极电流分布均勻合理，尽可能减少传统电解槽因阴、阳极投影面不匹配导 致的槽内水平电流增加所带来的磁流体不稳定性干扰；蓄铝导流沟槽4可以汇集一定量在 产金属铝液(类似晶种母液的作用)；并在沟槽底部可储存少量不可避免的电解质软沉淀， 而操作人员可以采用扒渣工具对蓄铝导流沟槽4的底部进行清理；蓄铝导流沟槽4在长度 方向设有一个向吸铝池7倾斜倾的角度，这样可以方便蓄铝导流沟槽4内的在产金属铝液 流到电解槽端部的吸铝池7内并进行出铝作业；蓄铝导流沟槽4底部铺设异型阴极保护层 8，沟角部采用捣固糊9 (或浇注料)扎固成梯形或弧形沟底，这样的结构可约束阴极炭块2 的横向位移，同时延缓高温液体直接渗入槽底的路径；并且沟角的扎固糊9进一步强化防 止液体渗入角部组装缝的保护功能，延缓沉淀磨损作用，减少槽底早期破损的几率。阴极 电流通过一组或一组以上竖向导电棒5焊接在阴极钢棒底部来进行引出，这样就避免传统 电解槽采用阴极钢棒2端部连接的已受损结构；并且使阴极电流从槽底垂直引出槽外，可 有效减少电解槽内的水平电流分量，利于改善槽内磁流体的稳定性；还能避免了传统结构 采用槽侧部阴极钢棒1露头的方式引出阴极电流而导致电解槽四周设计所占空间较大，且 不利于槽侧散热和施工安装的缺陷；同时还可以在竖向导电棒5引出槽壳的底钢板外(或内)侧，设计一个窗口钢板及密封胶(如水玻璃)的密封。在竖向导电棒5外安装保护炭 碗11 (也可以用浇注料代替)，它可以固定竖向导电棒5的安装位置，并减少阴极炭块变形 的自由度；保护竖向导电棒5不受到电解质或铝液的侵蚀，减少槽底早期破损的几率。阴极 炭块2外侧端部采用窄缝和小伸腿的扎固方式，采用窄缝扎固方式有利于减少传统电解槽 采用宽缝阴极糊扎固方式所导致的捣固糊收缩变形量；采用小伸腿设计方式可有效增加电 解槽的侧部散热，有利于槽侧部较厚实的保护炉帮性自然形成，减少传统电解槽人造伸腿 过大，易导致阳极难于坐槽或降低极距后容易触及沉淀而发生阳极病变(如阳极长包)的 几率。吸铝池能够配合蓄铝导流沟槽4储存足够的在产液体金属铝量；便于汇集蓄铝导流 沟槽4内清理除的沉淀，并在吸铝池进行捞渣排除。 本发明具有结构紧凑、简单，易于安装、焙烧启动、操作维护的优点。避免了目前传 统铝电解槽有不稳定性铝液层、侧部导电不利于改善电流分布，以及近年来开发的泄流式 电解槽导流沟过小易堵塞和变形，蓄铝池过大、散热大导致该部位内衬预热焙烧较难等结 构缺点，尤其是中间足够空间的蓄铝导流沟槽有利于实现“无铝层”的稳定生产和“低极距” 运行的节电效果，竖向导电的方式有利于改善电解槽内的阴、阳极电流分布状况。
权利要求
一种铝电解槽的阴极钢棒与阴极炭块的安装方法，其特征在于阴极钢棒采用不露头的竖向导电安装方式，将阴极钢棒的顶部及侧面用阴极炭块完全覆盖，形成阴极钢棒不露头的竖向导电结构，并将电解槽内底面两侧的阴极炭块组采用分段安装方式，使两组阴极炭块中间端部形成蓄铝导流沟槽。
2.一种无铝层竖向导电式铝电解槽，包括安装在铝电解槽中的阴极钢棒(1)、阴极炭 块(2)，其特征在于阴极炭块(2)完全覆盖在阴极钢棒(1)的顶部及侧面，在两侧的阴极 炭块(2)之间设有蓄铝导流沟槽(4)，在蓄铝导流沟槽(4)的一端设有吸铝池(7)，在阴极 钢棒⑴的底部设有保护炭块(3)，在保护炭块(3)的底端连接有竖向导电棒(5)，竖向导 电棒(5)底部与阴极母线(6)连接。
3.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于阴极炭块(2)的 上表面向铝电解槽的中部倾斜1 2°。
4.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于蓄铝导流沟槽(4) 向吸铝池(7)倾斜3 5°。
5.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于在蓄铝导流沟槽 (4)的底部设有异型保护层(8)，在蓄铝导流沟槽(4)的沟角部设有捣固糊(9)。
6.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于在竖向导电棒(5) 为一组或一组以上。
7.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于在保护炭块(3) 外设有干防渗料(10)。
8.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于在竖向导电棒(5) 外设有保护炭碗(11)。
9.根据权利要求2所述的无铝层竖向导电式铝电解槽，其特征在于阴极炭块(2)的 外侧为窄缝扎固及小伸腿结构。
全文摘要
本发明公开了一种铝电解槽的阴极钢棒与阴极炭块的安装方法及装置，阴极钢棒采用不露头的竖向导电安装方式，将阴极钢棒的顶部及侧面用阴极炭块完全覆盖，形成阴极钢棒不露头的竖向导电结构，并将电解槽内底面两侧的阴极炭块组采用分段安装方式，使两组阴极炭块中间端部形成蓄铝导流沟槽。本发明采用将阴极钢棒制作为不露头式的竖向导电结构，避免了传统采用阴极钢棒端部露头的方式，容易造成电解槽下侧部因渗铝液或电解质液而溶化钢棒的缺陷；并且在电解槽中部设有一条蓄铝导流沟槽，使沟槽底部可储存少量不可避免的电解质软沉淀，而便于操作人员采用扒渣工具对蓄铝导流沟槽底部进行集中清理。本发明的方法简单，容易实施，制作出来的装置结构简单，易于安装，使用效果好。
文档编号C25C3/08GK101928960SQ20091030365
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者席灿明 申请人:贵阳铝镁设计研究院