專利名稱：一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊的制作方法
技術(shù)領域：
—種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊技術(shù)領域[0001]本實用新型屬于鋁電解技術(shù)領域，特別是涉及一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊。
背景技術(shù)：
[0002]對于工業(yè)鋁電解槽來說，人們普遍關心的技術(shù)問題是如何降低鋁電解生產(chǎn)的電能消耗和盡可能地提高鋁電解槽的電流效率。在工業(yè)鋁電解生產(chǎn)中，噸鋁的直流電耗W可以用如下公式來表示[0003]r(kWh/t-Al) =298( y —LE[0004]式中，P為電解槽的平均槽電壓(伏)，CE為電解槽的電流效率(％)。[0005]為了降低鋁電解槽的槽電壓和盡可能地提高電解槽的電流效率，最近幾年，人們在如何提高電解槽陰 極鋁液的穩(wěn)定性方面做了很多的研究工作，其中最為有效的研究工作和專利技術(shù)就是馮乃祥對傳統(tǒng)的電解槽的陰極結(jié)構(gòu)方面所做的工作，以及與之相應的專利技術(shù)，“一種陰極碳塊上表面鑲嵌柱形凸起的鋁電解槽”(CN101864580A)就是其中之一。在這個專利技術(shù)中，鋁電解槽陰極炭塊上表面的圓柱形凸起是借助于陰極炭塊上表面圓形坑槽內(nèi)壁的內(nèi)螺紋，圓柱形凸起下部的外螺紋，以及內(nèi)螺紋和外螺紋之間的石墨糊，將圓柱形凸起旋入陰極炭塊上表面的圓形坑槽中的。基體上表面圓形坑槽內(nèi)壁的內(nèi)螺紋與圓柱形凸起下部的外螺紋之間的嚙合以及石墨糊在電解槽高溫焙燒后所生成的固體焦，使圓柱形凸起牢牢地鑲嵌在陰極炭塊的基體上。然而該陰極炭塊對陰極炭塊上表面圓形坑槽內(nèi)壁的內(nèi)螺紋和圓柱形凸起下部的外螺紋的加工精度要求相對較高，且加工難度大，生產(chǎn)率低，加工費用高。實用新型內(nèi)容[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型提供一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊。該陰極炭塊基體上表面的圓孔形凹槽內(nèi)壁無內(nèi)螺紋只有溝槽，圓柱形凸起下部外表面無外螺紋，只有溝槽；圓孔形凹槽底表面和圓柱形凸起的下表面之間有薄層炭素糊，圓孔形凹槽與圓柱型凸起下部之間用炭素搗固糊進行搗固。[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案，一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊，包括陰極炭塊基體，在所述陰極炭塊基體的上表面設置有圓孔形凹槽，在所述圓孔形凹槽內(nèi)鑲嵌有圓柱形凸起；在所述圓孔形凹槽底表面和圓柱形凸起的下表面之間涂有炭素糊，在所述圓孔形凹槽的側(cè)壁與圓柱型凸起下部的側(cè)壁之間設置有炭素搗固糊；其特點是所述圓孔形凹槽的內(nèi)壁具有溝槽，所述陰極炭塊上表面的圓柱形凸起的下部外表面具有溝槽，在所述陰極炭塊基體上表面的圓孔形凹槽內(nèi)壁上的溝槽和陰極炭塊上表面的圓柱形凸起的下部外表面的溝槽內(nèi)設置有炭素搗固糊。[0008]所述炭素糊的厚度為O. 5 3mm。3[0009]本實用新型的鋁電解槽陰極炭塊在電解槽焙燒啟動過程中，圓孔形凹槽底表面與圓柱形凸起的下表面之間的炭素糊，和圓孔形凹槽與圓柱形凸起下部之間的炭素搗固糊在 450 600°C的溫度條件下結(jié)焦，使圓柱形凸起牢牢地鑲嵌在陰極炭塊基體上表面的圓孔形凹槽的底表面上。[0010]本實用新型的有益效果[0011]本實用新型的圓孔形凹槽內(nèi)壁的溝槽以及圓柱形凸起下部外表面的溝槽，在加工時容易形成，生產(chǎn)效率高，加工成本大大降低，也同樣能保證圓柱形凸起鑲嵌入圓孔形凹槽后的穩(wěn)定性。


[0012]圖I為本實用新型的鋁電解槽陰極炭塊的結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖中，I一陰極炭塊基體，2一圓柱形凸起，3一圓孔形凹槽，4一炭素糊，5一炭素搗固糊，6—溝槽。
具體實施方式
[0014]如圖I所示，一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊，包括陰極炭塊基體1，在所述陰極炭塊基體I的上表面設置有圓孔形凹槽3，在所述圓孔形凹槽3內(nèi)鑲嵌有圓柱形凸起2 ;在所述圓孔形凹槽3底表面和圓柱形凸起2的下表面之間涂有炭素糊4，在所述圓孔形凹槽3的側(cè)壁與圓柱型凸起2下部的側(cè)壁之間設置有炭素搗固糊5 ;所述圓孔形凹槽3的內(nèi)壁具有溝槽6，所述陰極炭塊上表面的圓柱形凸起2的下部外表面具有溝槽 6，在所述陰極炭塊基體I上表面的圓孔形凹槽3內(nèi)壁上的溝槽6和陰極炭塊上表面的圓柱形凸起2的下部外表面的溝槽6內(nèi)設置有炭素搗固糊5。[0015]所述炭素糊4的厚度為O. 5 3mm。[0016]所述鋁電解槽陰極炭塊的圓柱形凸起2與陰極炭塊基體I進行鑲嵌的方法，包括如下步驟[0017]步驟一在圓孔形凹槽3的底表面上涂抹一層炭素糊4 ；[0018]步驟二 將陰極炭塊基體I上表面的圓孔形凹槽3內(nèi)壁上的溝槽6和陰極炭塊上表面的圓柱形凸起2的下部外表面的溝槽6用炭素搗固糊5填平并搗實；[0019]步驟三將圓柱形凸起2垂直放入圓孔形凹槽3內(nèi)，并使圓柱形凸起2處于圓孔形凹槽3的正中央；[0020]步驟四將炭素搗固糊5填入陰極炭塊基體I上表面的圓孔形凹槽3與圓柱形凸起2之間的間縫中，并搗實。[0021]所述的陰極炭塊基體I為煅后無煙煤炭塊炭質(zhì)材料，或為煅后無煙煤與石墨碎兩種原料制成的炭塊，或為全石墨質(zhì)的陰極炭塊，或為半石墨化或全石墨化的陰極炭塊。[0022]所述的炭素糊4為石墨粉，或無煙煤粉與石墨粉的混合粉狀物料與熱固性樹脂或浙青與蒽油或煤焦油粘結(jié)劑相混合制成的炭粉糊，或完全由熱固性樹脂，或煤浙青與蒽油或煤焦油制成的高結(jié)焦類的粘結(jié)劑。[0023]所述的炭素搗固糊5是由煅后無煙煤骨料與石墨細粉和煤浙青或熱固性樹脂三種原料制成，或完全由無煙煤和煤浙青或熱固性樹脂兩種原料制成。[0024]所述的圓柱形凸起2，其材質(zhì)為無煙煤或以無煙煤為主和含有部分石墨的炭質(zhì)電極材料，或為半石墨化或全石墨化的炭質(zhì)材料。[0025]所述的陰極炭塊基體I的寬度為500 700mm,高為450 600mm,長為3000 4000mm,每個陰極炭塊上表面嵌入的圓柱形凸起2的個數(shù)為10 20個。[0026]圓柱形凸起2嵌入到陰極炭塊基體I上表面以下部分的深度為5 10cm，該部分外表面有2 3個溝槽6，溝槽6的深度為2 4cm;圓柱形凸起2的高為15 25cm，直徑為19 25cm ;陰極炭塊基體I上表面的圓孔形凹槽3的深度為5 10cm，直徑為22 32cm,圓孔形凹槽3的內(nèi)壁有2 3個溝槽6，溝槽6的深度為2 4cm。[0027]實施例I[0028]陰極炭塊基體I的寬度為600mm，高為480mm，長為3200mm，每個陰極炭塊上表面嵌入的圓柱形凸起2的個數(shù)為8 15個。[0029]圓柱形凸起2嵌入到陰極炭塊基體I上表面以下部分的深度為5 10cm，該部分外表面有2個溝槽6，溝槽6的深度為2cm;圓柱形凸起2的高為15 25cm，直徑為19 25cm ;陰極炭塊基體I上表面的圓孔形凹槽3的深度為5 10cm，直徑為21 27cm，圓孔形凹槽3的內(nèi)壁有2個溝槽6，溝槽6的深度為2cm。
權(quán)利要求1.一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊，包括陰極炭塊基體，在所述陰極炭塊基體的上表面設置有圓孔形凹槽，在所述圓孔形凹槽內(nèi)鑲嵌有圓柱形凸起；在所述圓孔形凹槽底表面和圓柱形凸起的下表面之間涂有炭素糊，在所述圓孔形凹槽的側(cè)壁與圓柱型凸起下部的側(cè)壁之間設置有炭素搗固糊；其特征在于所述圓孔形凹槽的內(nèi)壁具有溝槽， 所述陰極炭塊上表面的圓柱形凸起的下部外表面具有溝槽，在所述陰極炭塊基體上表面的圓孔形凹槽內(nèi)壁上的溝槽和陰極炭塊上表面的圓柱形凸起的下部外表面的溝槽內(nèi)設置有炭素搗固糊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊，其特征在于所述炭素糊的厚度為O. 5 3mm。
專利摘要一種上表面鑲嵌圓柱形凸起的鋁電解槽陰極炭塊，屬于鋁電解技術(shù)領域。本實用新型包括陰極炭塊基體，在所述陰極炭塊基體的上表面設置有圓孔形凹槽，在所述圓孔形凹槽內(nèi)鑲嵌有圓柱形凸起；在所述圓孔形凹槽底表面和圓柱形凸起的下表面之間涂有炭素糊，在所述圓孔形凹槽的側(cè)壁與圓柱型凸起下部的側(cè)壁之間設置有炭素搗固糊；其特點是所述圓孔形凹槽的內(nèi)壁具有溝槽，所述陰極炭塊上表面的圓柱形凸起的下部外表面具有溝槽，在所述陰極炭塊基體上表面的圓孔形凹槽內(nèi)壁上的溝槽和陰極炭塊上表面的圓柱形凸起的下部外表面的溝槽內(nèi)設置有炭素搗固糊。
文檔編號C25C3/08GK202730258SQ201220316038
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者馮乃祥, 彭建平, 王耀武, 狄躍忠 申請人:東北大學