[实用新型]一种铝电解槽母线配置结构

说明书

技术领域

本实用新型属于铝电解槽的电流供给装置的技术领域，具体地涉及到大型铝电解预焙槽的母线配置及相关的内衬结构的一种改良的实用技术方案。

背景技术

随着铝电解槽电流强度的增大，磁流体的稳定性问题已日益显得突出起来。究其原由，主要是由于铝液中垂直方向的磁场分量随着母线电流强度的增加而增大，铝液中水平电流分量也随之增大。这些因素导致铝液会以较大的速度流动，并产生大的界面变形，使大型电解槽很难稳定运行。因而科技人员不得不花费很大的精力研究如何对槽周围母线进行优化配置以补偿铝液中较大的垂直磁场。如美国专利3415724、美国专利4313811和美国专利4747611公开了这类母线配置改良的方案。

然而电解槽中垂直方向的磁场是由水平电流引发的。如果电解槽中没有水平电流的存在，电流完全沿垂直方向流动，那么，铝液中就不会有垂直方向的磁场分量或磁场分量值很小；换言之，如果在铝液中没有水平电流存在，不管垂直磁场情况如何，都不会引发铝液受电磁力而流动的问题。因此，看来如能消除铝液中的垂直磁场或水平电流，或将铝液中垂直磁场和水平电流同时消除，电解槽中磁流体的稳定性问题应该也能迎刃而解。

实用新型内容

本实用新型正是在申请人对大型铝电解槽中磁场和电流的分析的基础上，对大型铝电解预焙槽的母线配置及与它相关的内衬结构提出一种实用的改良的技术方案。

本实用新型的铝电解预焙槽的母线配置结构，包括阴极炭块、阴极钢棒、阴极母线和软铝母线，其特征在于：阴极钢棒完全垂直安放在阴极炭块组中，在铝电解预焙槽底部导出电流，而阴极母线主要在槽底配置。

本实用新型中的阴极炭块组是将阴极钢棒用扎糊或铸铁与阴极炭块连接在一起，在炭块底下钢棒上依次串套有耐火材料层块和保温材料层块，其缝隙用扎糊密封构成。阴极炭块组就沿着垂直方向安置在槽底板上。

本实用新型的阴极钢棒从槽底引出后首先与软铝母线相连，再按一定要求连接到阴极母线上。

本实用新型的铝电解预焙槽，其阴极炭块还可在其上表面另粘接一层炭块，上下两层炭块接缝要相错开以使得上层炭块覆盖住下层炭块的接缝。

本实用新型的铝电解预焙槽，其上下两层炭块还可以采用榫卯结构，即在阴极炭块上表面刻有凹槽，上层炭块下表面刻有同凹槽相配合的凸槽，两者上下咬合并粘结好。上下两层炭块接缝相错以使上层炭块覆盖住下层炭块的接缝；而上层炭块之间仅有很小的粘接缝，这样使下一步层扎糊不直接同电解质/铝液相接触，因而有利于延长铝电解预焙槽的工作寿命。

本实用新型的主要技术特征就在于将传统的电解阴极炭块和钢棒水平排列的方式改为垂直排放的配置。这样配置的结果，槽内电流在铝液内主要产生水平方向的磁场，外部母线由于大部分配置在槽底，对铝液中磁场的影响也大大减弱。同时，由于铝液中水平电流分量的减小，因而铝液所受到的电磁力也将大大减小。上述综合因素均对电解槽的稳定有利，故本实用新型所提出的母线配置方案将会产生良好的效果。此外，由于槽底母线配置将大大简化，还可以大大节省母线的用量，在经济也是划算的。

附图说明

图1为按本实用新型所制作的大型铝电解预焙槽的侧视图；

图2是该电解槽的主视剖面图；

图3是该电解槽的底部炭块组合即阴极炭块组剖视图。

在附图中，1为阳极组，2为侧块，3为侧下内衬，4为阴极炭块组，5为软母线，6为铝母线，7为立柱母线，8为软铝母线，9为阳极母线，10为短路母线，11为扎糊，12为阴极炭块，13为耐火材料层块，14为保温材料层块，15为阴极钢棒，16为上层炭块。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本实用新型的电解槽母线配置方案作进一步的说明和补充。

实施例1 200KA铝电解预焙槽

如图3先将阴极炭块12与阴极钢棒15用扎糊11连接在一起。然后与耐火材料层块13、保温材料层块14串接后并粘接一起。耐火材料层块、保温材料层块与阴极钢棒之间的缝隙用扎糊密封好，这样就制作完成了一组阴极炭块组4。耐火材料层块和保温材料层块可以是单层的，也可以是多层叠合而成的。阴极钢其可以是方型钢棒，也可以是圆钢棒。

砌筑电解槽时，如图1和图2，将阴极炭块组沿垂直方式安置在槽底板上，阴极钢其与槽壳绝缘，槽壳底板钢棒孔周围焊有环形钢板以增加强度，槽壳底板要保证足够平。然后，在阴极炭块组周围砌筑或捣固内衬材料层3，阴极炭块组之间的缝隙由扎糊扎固。侧部结构2的砌筑方法与传统砌筑方法相同。