[发明专利]铝电解槽阴极炭块底部槽型耐火材料组合结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于铝电解槽技术领域，具体涉及一种铝电解槽阴极炭块底部槽型耐火材料组合结构及制造方法。

背景技术

节能是工业铝电解生产的核心技术内容，工业铝电解槽生产的节能可以通过提高电流效率来实现，也可以在电流效率不受到太大影响的情况下，提高降低槽电压来实现，而这两种方法和技术也都可以通过电解槽阴极铝液面的稳定性来实现。提高电解槽的阴极铝液面的稳定性可以有多种方法，而其中一个很重要的措施就是通过降低电解槽阴极铝液内沿电解槽阴极炭块底部的阴极钢棒方向的水平电流来实现。

降低电解槽阴极铝液内沿阴极钢棒出电方向的水平电流可以采取两种措施，一种是使用电阻率相对高的无烟煤基碳质材料的阴极炭块。然而采用高电阻率的碳质炭块，会增加阴极炭块的电阻电压降，在相同的槽电压情况下，它会使电解槽的极距降低，而影响电流效率。另一种降低电解槽阴极铝液内的水平电流的措施是增加阴极钢棒的导电面积。然而增加阴极钢棒的导电面积，也会增加电解槽阴极钢棒的散热损失。为解决这个问题，公开号为CN103255436A的专利提出了一种非等断面和阴极钢棒可以凸出阴极炭块底表面的阴极钢棒的技术。

对传统的电解槽而言，其阴极炭块底表面与阴极钢棒的底表面处在同一个水平面上，因而与阴极炭块底表面相接触的耐火材料如防渗耐火材料、耐火砖和氧化铝等的上表面也都是平的。在筑炉时，底部带有阴极钢棒的阴极炭块坐落在这些耐火材料上。然而当使用这种专利技术，将这种阴极钢棒下部伸出阴极炭块底表面的阴极炭块安放在已经筑平的槽内衬表面上的防渗料或耐火砖上时，就遇到了困难。即使使用具有粉状性质的防渗耐火材料也无法保证其安装完全和安装到位。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种铝电解槽阴极炭块底部槽型耐火材料组合结构及制造方法，特别适用于阴极钢棒下部凸出于阴极炭块底表面的阴极炭块组合结构与铝电解槽底部内衬耐火材料上表面相耦合进行筑炉，阴极钢棒凸出于阴极底表面的阴极炭块与耐火材料的匹配。

实现本发明的技术方案如下：

铝电解槽阴极炭块底部槽型耐火材料组合结构，包括槽型结构耐火材料结构体，所述的槽型结构耐火材料结构体与阴极炭块底表面和凸出于阴极炭块底表面的阴极钢棒体表面紧密接触，这种槽型结构耐火材料结构体的上表面开设有与凸出于阴极炭块底表面的阴极钢棒体部分相耦合的槽，耐火材料结构体的下部是防渗料层。

所述的槽型耐火材料结构体可以是浇注或捣固成型的耐火材料砌筑体，或为耐火材料砖砌筑体。

铝电解槽的槽型耐火材料组合结构的制造方法按照以下步骤进行：

首先按常规构筑铝电解槽的槽底防渗料层，将防渗料捣实和捣平；

之后构筑并安装槽型结构耐火材料的砌体，在槽型结构耐火材料的砌体上表面开设出能与阴极碳块底表面的阴极钢棒体部分相耦合的槽；

再将安装有凸出于阴极炭块底表面的阴极钢棒的阴极炭块安放在槽型结构耐火材料砌体上，使槽型结构耐火材料上表面的槽正好与凸出阴极炭块底表面的阴极钢棒凸出体耦合在一起。

铝电解槽阴极炭块底部槽型耐火材料组合结构的制造方法还可以按照以下步骤进行：

首先用浇注或捣固或其它方法预制出与阴极炭块底表面和凸出于阴极炭块底表面的部分的阴极钢棒能够紧密耦合的整体槽型耐火材料结构体；

之后将预制的整体槽型耐火材料结构体与底部有阴极钢棒凸起的阴极炭块组装在一起；

最后将阴极炭块、阴极钢棒和槽型耐火材料结构体的组合结构整体吊装在铝电解槽底的防渗料或可能的其它耐火材料保温材料夯实体或砌筑体的上面。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

采用本发明的技术方案，能在达到在不增加阴极炭块的高度情况下，增大阴极钢棒的导电面积，减少阴极钢棒的电阻，从而达到降低铝电解槽阴极铝液内水平电流的目的。

附图说明

图1是本发明实施例中铝电解槽的槽型耐火材料组合结构的横断面图。

其中：1：阴极炭块；2：炭素捣固糊；3：阴极钢棒，4：槽型结构耐火材料结构体；5：防渗料层。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明的铝电解槽的槽型耐火材料组合结构。

实施例1