專利名稱：一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，涉及一種鋁電解槽，特別是一種水平陰極結(jié)構(gòu)形 式的導(dǎo)流型鋁電解槽。 技術(shù)背景導(dǎo)流型鋁電解槽(以下簡稱導(dǎo)流槽)最初是由澳大利亞的Comalco鋁業(yè)公司研究人員于 1986年提出的。導(dǎo)流槽代表鋁電解技術(shù)的發(fā)展方向，是目前最有希望取代現(xiàn)有傳統(tǒng)工業(yè)鋁電 解槽的槽型。其基本特征是將陽極底掌和陰極表面做成適當(dāng)形狀的斜坡，陰極面上涂覆有能 被鋁液良好濕潤的硼化鈦復(fù)合材料，并在陰極中央開出聚鋁溝，電解析出的鋁液只有一層3 5mm厚的薄膜附著在陰極表面，其余的沿著斜坡流入聚鋁溝，從而解決了傳統(tǒng)工業(yè)鋁電解槽 因極間鋁液波動(dòng)而必須保持較高極距和高能耗等問題。目前國外已有許多導(dǎo)流槽的申請(qǐng)專利，但這些專利中涉及到陰陽極表面都要加工成斜坡 狀，這不但給陰陽極材料的制作、運(yùn)輸、堆放帶來諸多問題，而且這種形式的導(dǎo)流槽與傳統(tǒng) 工業(yè)電解槽相比在應(yīng)用操作上差別較大，澳大利亞Comalco鋁業(yè)公司的導(dǎo)流型試驗(yàn)槽1998年 報(bào)道的平均槽電壓4.02v、電流效率91.7%,此指標(biāo)稍低于現(xiàn)行工業(yè)的鋁電解槽技術(shù)指標(biāo)。 另外還要在陰極上加工出縱、橫向的溝槽，特別是中央開出的縱向聚鋁溝正處于陰極碳?jí)K表 面容易開裂的破損位置，中央聚鋁溝不僅使熱應(yīng)力和形變集中于其角部，同時(shí)縮短熔體與陰 極鋼棒的距離，因此該處的破損會(huì)加速鋁液和電解質(zhì)向陰極鋼棒的滲透，所以除Comalco鋁業(yè) 公司導(dǎo)流槽進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)外，其它未見有關(guān)于導(dǎo)流槽系列工業(yè)化的報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述導(dǎo)流型鋁電解槽的不足，提出一種按現(xiàn)行工業(yè)鋁電解槽陰 陽極水平排列的布置方式、陰極上不開聚鋁溝、具有可操作性的、能大幅度降低噸鋁電耗、 提高陽極電流密度和單位產(chǎn)量的水平陰極結(jié)構(gòu)形式的導(dǎo)流型鋁電解槽。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案。一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，其特征在于陰極工作面為水平面，陰極的兩個(gè) 端頭加工成臺(tái)階形，與周邊的人造伸腿構(gòu)成槽內(nèi)縱向的兩道聚鋁溝。本實(shí)用新型的陰極端頭易于加工，且加工后不影響陰極的正常使用。陰極高度500 700mm、寬度500 800mra。本實(shí)用新型的陰極表面為可濕潤性的硼化鈦或其復(fù)合材料層。本實(shí)用新型的陰極間縫連接處的炭間糊沿陰極的縱向扎固成中間高、邊部低的斜坡，構(gòu)
成槽內(nèi)橫向的多道導(dǎo)流斜槽，其傾斜度為2。 10° ，寬度30 50mm。本實(shí)用新型的電解槽的出鋁端留有端頭儲(chǔ)鋁室，端頭儲(chǔ)鋁室由陰極底塊或冷搗糊扎固而成。本實(shí)用新型的導(dǎo)流斜槽的下部與聚鋁溝相連，聚鋁溝在出鋁端與端頭儲(chǔ)鋁室相通。電解 析出的鋁在可濕潤性的陰極表面富集到一定厚度后，隨槽內(nèi)熔體的流動(dòng)流到極間的導(dǎo)流斜槽 內(nèi)，鋁液沿導(dǎo)流斜槽、聚鋁溝匯集到出鋁端的端頭儲(chǔ)鋁室內(nèi)，再定期抽出。本實(shí)用新型的槽內(nèi)的炭間糊和周邊糊為可濕潤性冷搗糊。本實(shí)用新型的導(dǎo)流型鋁電解槽可采用較高的陽極電流密度1.0 1.2A/cm2，極距保持在 2 3cm之間，電解質(zhì)部分的電壓降可減少600 800mv。本實(shí)用新型提出的一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，特別適合對(duì)現(xiàn)行工業(yè)鋁電解槽 進(jìn)行技術(shù)改造，具有較強(qiáng)的可實(shí)施性，改造后的電解槽其陰陽極采用現(xiàn)行鋁電解槽的水平布 置方式，生產(chǎn)上容易操作，可在較低的極距下運(yùn)行，陰極工作面不易產(chǎn)生沉淀，與現(xiàn)行工業(yè) 鋁電解槽對(duì)比由于無槽內(nèi)在產(chǎn)鋁，可減少占?jí)嘿Y金；同時(shí)在新建電解鋁廠時(shí)可簡化設(shè)計(jì)，減 少陰極母線用量，節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)。


圖1本實(shí)用新型的一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A—A橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1的B—B橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的陰極結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，其陰極2工作面為水平面，陰極的兩個(gè)端頭加工 成臺(tái)階形，與周邊的人造伸腿構(gòu)成槽內(nèi)縱向的兩道聚鋁溝4。本實(shí)用新型的陰極端頭易于加工，且加工后不影響陰極的正常使用。陰極高度500 700mm、寬度500 800mm。本實(shí)用新型的陰極表面為可濕潤性的硼化鈦或其復(fù)合材料層。本實(shí)用新型的陰極間縫連接處的炭間糊沿陰極的縱向扎固成中間高、邊部低的斜坡，構(gòu) 成槽內(nèi)橫向的多道導(dǎo)流斜槽3，其傾斜度為2。 10° ，寬度30 50mm;電解槽的出鋁端留 有端頭儲(chǔ)鋁室5，端頭儲(chǔ)鋁室由陰極底塊或冷搗糊扎固而成。導(dǎo)流斜槽的下部與聚鋁溝相連, 聚鋁溝在出鋁端與端頭儲(chǔ)鋁室相通。電解析出的鋁在可濕潤性的陰極表面富集到一定厚度后， 隨槽內(nèi)熔體的流動(dòng)流到極間的導(dǎo)流斜槽內(nèi)，鋁液沿導(dǎo)流斜槽、聚鋁溝匯集到出鋁端的端頭儲(chǔ) 鋁室內(nèi)，再定期抽出；槽內(nèi)的炭間糊6和周邊糊7為可濕潤性冷搗糊。圖中1為陽極、8為側(cè)部內(nèi)襯、9為底部內(nèi)襯。本實(shí)用新型的一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，可應(yīng)用于現(xiàn)行工業(yè)大中型中間點(diǎn)式
下料預(yù)焙鋁電解槽的技術(shù)改造和新建，電流強(qiáng)度為140 160kA、 180 240kA、 280 350kA三 個(gè)級(jí)別。以150kA中間點(diǎn)式下料預(yù)焙槽為例，鋁電解槽的結(jié)構(gòu)由陽極、陰極、側(cè)部內(nèi)襯、底 部內(nèi)襯組成。陽極20組分兩行水平排列，陽極尺寸長*寬*高1550*660*550,;中間氧化鋁 下料點(diǎn)4個(gè)；陰極10組，陰極尺寸長*寬*高3250*660*55(>11111;陰陽極極間縫40mm;陰極間 導(dǎo)流斜槽傾斜度4。，寬度40mm;陽極中縫150mm;大面加工距離350mm，端頭加工距離出 鋁端650mm、煙道端450ram。側(cè)部內(nèi)襯由側(cè)塊、耐火磚、澆注料組成；底部內(nèi)襯自下而上由一 層65mm厚的硅酸蓋板、三層130mm厚的輕質(zhì)保溫磚、 一層65mm厚的氧化鋁、三層130mm厚 的耐火磚組成。槽內(nèi)的縱向聚鋁溝與端頭儲(chǔ)鋁室內(nèi)儲(chǔ)存的鋁液可供每天定期抽出l次。
權(quán)利要求1. 一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，其特征在于陰極工作面為水平面，陰極的兩個(gè)端頭加工成臺(tái)階形，與周邊的人造伸腿構(gòu)成槽內(nèi)縱向的兩道聚鋁溝；其陰極間縫連接處的炭間糊沿陰極的縱向扎固成中間高、邊部低的斜坡，構(gòu)成槽內(nèi)橫向的多道導(dǎo)流斜槽，其傾斜度為2°～10°，寬度30～50mm；其導(dǎo)流斜槽的下部與聚鋁溝相連，聚鋁溝在出鋁端與端頭儲(chǔ)鋁室相通；槽內(nèi)的炭間糊和周邊糊為可濕潤性冷搗糊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，其特征在于陰極表面為可濕潤性的硼化鈦或其復(fù)合材料層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平陰極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型鋁電解槽，其特征在于電解槽的出 鋁端留有端頭儲(chǔ)鋁室，端頭儲(chǔ)鋁室由陰極底塊或冷搗糊扎固而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水平陰極結(jié)構(gòu)形式的導(dǎo)流型鋁電解槽，其特征在于陰陽極采用現(xiàn)行工業(yè)鋁電解槽水平排列的布置方式，陰極間縫連接處的炭間糊沿陰極的縱向扎固成中間高、邊部低的斜坡，構(gòu)成槽內(nèi)橫向的多道導(dǎo)流斜槽。陰極端頭加工成臺(tái)階形，與周邊的人造伸腿構(gòu)成槽內(nèi)縱向的兩道聚鋁溝。電解槽的出鋁端留有端頭儲(chǔ)鋁室。導(dǎo)流斜槽的下部與聚鋁溝相連，聚鋁溝在出鋁端與端頭儲(chǔ)鋁室相通，槽內(nèi)的縱向聚鋁溝與端頭儲(chǔ)鋁室內(nèi)儲(chǔ)存的鋁液可供每天定期抽出1-2次。本實(shí)用新型特別適合對(duì)現(xiàn)行工業(yè)鋁電解槽進(jìn)行技術(shù)改造，能大幅度降低噸鋁電耗、提高陽極電流密度和單位產(chǎn)量，同時(shí)在新建電解鋁廠時(shí)可簡化設(shè)計(jì)，減少陰極母線用量，節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C25C3/08GK201080502SQ200620175508
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者劉風(fēng)琴, 姜治安, 玉 王, 顧松青 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司