[实用新型]一种铝电解槽大断面开槽阴极底部炭块

说明书

技术领域

本实用新型涉及铝电解设备，具体地说是一种铝电解槽大断面开槽阴极底部炭块。

背景技术

传统铝电解槽用底部阴极呈四方条形结构(图1、2)，铝液接触工作面处于一个平整水平面。生产过程中，铝电解生产中铝水平受电磁场作用，在26-30厘米范围内波动，槽电压在4.15-4.18伏上下波动。阴极底部炭块受氧化烧损、摩擦磨损等因素影响，槽寿命根据生产控制水平和管理水平不同，处于1500-2500天之间。

从电解槽电能消耗角度出发，4.16伏槽电压是由阳极-电解质-铝液-阴极形成的一个串联电压。其中阳极和阴极电压降仅为几百毫伏(阴极炉低压降340-360毫伏)，主要电压产生在阳极和阴极之间。从电解槽节能角度讲，除了尽可能降低阳极和阴极电压降外，有效缩短阳极和阴极之间距离，是电解槽节能一个有效途径。从这个理论角度出发，国内一些专家学者及研究机构，纷纷与一些铝业公司联合，开发了新型阴极结构槽或异形槽。如重庆天泰铝业有限公司与冯乃祥教授合作，在168KA槽进行试验的新型阴极结构电解槽，槽电压可降低到3.8伏。目前新型阴极结构电解槽都有效缩短阳极和阴极之间距离，提高了铝液在生产中稳定性。但同时带来了两个问题，一是在传统阴极底部炭块四方条形结构基础上开有80-130沟槽，给电解槽寿命造成严重影响(按理论推算至少缩短2年)。二是铝液面下降20厘米左右，给电解生产带来操作不便。主要表现在：①侧块上半部分氧化腐蚀严重；②阳极下调20厘米左右，提极频次提高；③打壳装置不能满足使用。传统阴极底部炭块四方条形结构开槽以上部位在焙烧启动5-6个月时，发生脱落现象，加剧了阴极早期破损。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种同时达到电解槽节能和延长槽寿命双重目的铝电解槽大断面开槽底部炭块。

本实用新型的技术方案是：根据铝电解槽阴极底部炭块烧损理论值每年3-4厘米推算，有效增加阴极底部炭块工作面至阴极扁钢距离，可有效延长铝电解槽槽寿命。具体方案为：将铝电解槽横断面设计为600×515毫米的大断面开槽阴极结构，其底部开有沟槽，上部中间开导流槽，槽的底部为圆弧角。

本实用新型的大断面开槽底部炭块，除底部开有沟槽，生产中铝液进入沟槽，致使铝液面下降20厘米左右，阴极底部炭块上表面仅有6-7厘米铝液，有效缩短阳极和阴极之间距离，有效提高铝液面稳定性，达到良好节电效果外(槽电压仅为3.8-3.9伏)，在传统阴极底部炭块四方条形结构基础上，增加阴极底部炭块厚度15厘米，在其中部开导流槽后，增加阴极底部炭块工作面至阴极扁钢距离(7厘米左右)，槽的底部为圆弧角，避免了开槽部位应力集中问题，可有效延长电解槽槽寿命。

本实用新型的铝电解槽大断面开槽阴极底部炭块结构即满足了电解生产工艺要求，同时达到电解槽节能和延长槽寿命的双重目的。

附图说明

图1是传统铝电解槽阴极底部炭块断面结构图。

图2是传统铝电解槽阴极底部炭块主视图。

图3是本实用新型的铝电解槽大断面开槽阴极底部炭块断面结构图。

图4是本实用新型的铝电解槽大断面开槽阴极底部炭块主视图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型的铝电解槽大断面开槽阴极结构是将铝电解槽横断面设计为600×515毫米的大断面开槽阴极结构，其底部开有沟槽1，上部中间开有导流槽2，槽的底部为圆弧角3。