专利名称：铝电解槽阴极熔池内衬结构的制作方法
技术领域：
本实用新型铝电解槽阴极熔池内衬结构是铝电解槽阴极内衬的一种构造结构形
式，应用于电解铝的生产。
背景技术：
现通用的铝电解槽阴极熔池内衬是先在矩形阴极碳块的底部沿长度方向加工出阴极钢棒槽，再将阴极钢棒置放于内，二者之间用钢棒糊扎固在一起，构成阴极碳块钢棒组，然后再用缝间捣固糊将多个阴极碳块钢棒组捣固砌筑在铝电解槽钢壳内的耐火防渗漏层上，与侧部炉墙碳块共同构造成一个捣固糊与阴极碳块成水平的铝电解槽阴极内衬导电熔池。这种构造形式主要有以下缺点，一是阴极钢棒和阴极碳块之间的电阻值大，造成铝电解槽的炉底电压降较高。二是阴极钢棒在电解阴极内衬铝液熔池的底部，易被渗漏的铝液和电解质溶蚀烧损，造成电解槽的使用寿命縮短或事故发生。三是由于阴极碳块内衬的上表为水平构造，其上部熔池内的阴极产成铝液在磁场的作用下产生磁旋流，铝液磁旋流的波动冲击，造成电解质极距电压升高。四是阴极铝液仅是与阴极碳块的上表面接触，导电面积小，阴极的导电效率低。
发明内容为了克服现通用的铝电解槽阴极内衬上述的缺点，本实用新型提供了一种铝电解槽阴极熔池内衬结构形式，该铝电解槽阴极熔池内衬结构取消了现通用铝电解槽铝液熔池底部阴极碳块下面的阴极钢棒的设置，可以消除现通用的铝电解槽阴极内衬结构所存在的缺点和不足。 本实用新型铝电解槽阴极熔池内衬结构的技术方案是阴极碳块的底部不设置阴
极钢棒，在铝电解槽壳内的保温耐火层上，捣固构造上一层捣固糊料防渗漏层，阴极碳块布
置构造在捣固糊料防渗漏层上，相邻两阴极碳块之间具有间隔，其间隔的下部用捣固糊料
填充捣固与底部捣固糊料层连为一体，使整体阴极熔池内衬结构的上表面构造成由多个阴
极碳块凸起和捣固糊料下凹的凹凸槽台式形状，在电解生产过程中凹槽内充满铝液。 依据上述技术方案，铝电解槽阴极熔池内衬结构的阴极碳块的端部捣固构造在侧
部炉墙内，通过两侧部炉墙在同一中心线上的阴极碳块可以构造成一块，也可以从中间断
开，分为左右两块。 依据上述技术方案，铝电解槽阴极熔池内衬结构的阴极碳块的端部构造有与阴极铝母线相连接的金属导电连接部件接头。 依据上述技术方案，铝电解槽阴极熔池内衬结构阴极碳块端部的金属导电连接部件接头部位可用防渗漏料捣固构造在侧部炉墙内，也可通过炉墙，延伸至炉墙电解槽钢壳体外，在电解槽钢壳体外与阴极铝母线进行构造连接。 本实用新型的优点是铝电解槽阴极熔池内衬结构取消了构造在现通用阴极内衬熔池底部阴极碳块下部的阴极钢棒和钢棒糊，阴极碳块底部不用开阴极钢棒槽，不仅减少了构造成本，而且降低了电解槽的阴极电压降，消除了因阴极钢棒溶蚀烧损的可能性存在的条件，延长了电解槽的使用寿命；两阴极碳块和捣固糊之间采用凹凸台槽式构造，不仅使凹槽内的铝液加大了铝碳接触导电面积，提高了阴极碳块的导电效率，而且由于阴极碳块凹凸槽台的阻隔作用，减缓了铝液磁旋流的流速及波动，从而可以减低电解质极距的高度设定，降低电解极距的电压降设定，减少电解铝的生产电耗。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步予以说明。
图1是本实用新型的一个实施例的纵剖面构造示意图。
图2是
图1当阴极碳块长度方向为一块时的I-I的剖视图。 图3是
图1当阴极碳块长度方向断开为两块时的I-I的剖视图。 图4是本实用新型实施例阴极碳块采用矩形、圆形、梯形不同断面的情况下阴极
熔池内衬构造的剖面结构示意图。 图5是本实用新型实施例在电解工作状态下的纵剖面构造示意图。 其图中所示l.阴极碳块，2.捣固糊，3保温耐火层，4.防渗料，5侧部炉墙，6.钢
壳体，7.铝液，8.阴极碳块端部接头，9.电解质，IO.阳极碳块。
具体实施方式依据附
图1、图2所示铝电解槽阴极熔池内衬结构是在现有的铝电解槽阴极结构的基础上进行改造性实施，先在原有的铝电解槽槽钢壳体内的保温耐火砖层(3)上用碳素捣固糊(2)捣固上一层捣固糊料(2)层并找平，作为铝液熔池的底部防渗漏层，再在捣固糊(2)层上面按图纸设计要求布置好多个阴极碳块(l)，相邻两阴极碳块(1)之间留有一定的间距，其两碳块(1)间距之间的下部用捣固糊(2)进行扎固，将阴极碳块(1)下部与底面的碳素捣固糊(2)构筑在一起，形成一个阴极碳块(1)凸起，捣固糊(2)下凹的铝电解槽阴极铝液熔池内衬结构。 阴极碳块(1)的材料可选用高石墨质阴极碳块、石墨化阴极碳块或高功率石墨电极等材料。阴极碳块(1)的断面可以是矩形，也可以是梯形或圆形，(如图4所示)为了增加阴极碳块(1)和捣固糊(2)的结合强度，和与铝液(7)的接触面积，可在阴极碳块(1)的侧底面加工设置上多个小的沟槽或坑孔。 在阴极碳块(1)的端部构造有与阴极铝母线相连接的金属导电连接部件接头(8)。阴极碳块(1)端部与阴极母线连接接头(8)的方式，可采用铁碳过渡接头的方式，也可参照铁合金电炉的电极连接方式进行。其连接部位可以埋设在电解槽的侧部炉墙(5)内，并用防渗料(4)捣固扎实(如图2所示)，也可以将阴极碳块(1)加长设计，将阴极碳块(1)接头(8)布置在铝电解槽钢壳体(6)外与与阴极母线接头构造连接(如图3所示)。[0019] 在阴极熔池铝液底部即阴极碳块(1)底部不设有金属导电材料，以防电解质(9)和铝液(7)的侵蚀烧损和因热膨胀应力过大对阴极碳块(1)造成的热应力损坏。[0020] 依据实施例图5所示，铝电解槽阴极熔池内衬结构在电解生产过程中，电解阴极熔池内的铝液(7)不仅象现通用的铝电解槽一样，在阴极碳块(1)的上表面有阴极铝液(7)，而且在阴极碳块(1)侧面的凹槽内也有铝液(7)，这样不仅增加了阴极铝液(7))与阴极碳块(1)的导电接触面积，也使铝液(7)电解等温线下移，提高了阴极碳块(1)的温度，有利于提高阴极碳块(1)的导电性能，致使整个电解槽的阴极炉底结构的电压降下降，而且由于阴极碳块(1)凹槽之间对铝液(7)因磁场产生的铝液(7)磁旋流的流速和波动有阻隔和减缓作用，减少了因铝液(7)上表面与电解质(9)下表面的结合接触界面，因铝液磁旋流波动造成的对电解质(9)极距设定的负面影响，可以实现降低稳定极距的目的，降低极距电压降，提高电流效率，减少电解铝的生产电耗。
权利要求铝电解槽阴极熔池内衬结构由铝解槽钢壳体(6)、保温耐火层(3)、侧部炉墙(5)、防渗漏料(4)、捣固糊料(2)、阴极碳块(1)和金属导电连接部件接头构造而成，其特征是在铝电解槽壳(6)内的保温耐火层(3)上，捣固构造上一层捣固糊料(2)防渗漏层，阴极碳块(1)布置构造在捣固糊料(3)防渗漏层上，相邻两阴极碳块(1)之间具有间隔，其间隔的下部用捣固糊料(2)填充捣固与碳块底部捣固糊料(2)连为一体，使整体阴极熔池内衬结构的上表面构造成由多个阴极碳块(1)凸起和捣固糊料(2)下凹的凹凸槽台式形状，在电解生产过程中两阴极碳块(1)之间的凹槽内充满铝液，
2. 依据权利要求l所述的铝电解槽阴极熔池内衬结构，其特征是阴极碳块(1)的端 部捣固构造在侧部炉墙(5)内，通过两侧部炉墙(5)在同一中心线上的阴极碳块(1)可以 构造成一块，也可以从中间断开，分为左右两块。
3. 依据权利要求1所述的铝电解槽阴极熔池内衬结构，其特征是阴极碳块(1)端部 构造有与阴极铝母线相连接的金属导电连接部件接头(8)。
4. 依据权利要求1所述的铝电解槽阴极熔池内衬结构，其特征是铝电解槽阴极熔池 内衬结构阴极碳块(1)端部的金属导电连接部件接头(8)部位可用防渗漏料(4)捣固构造 在侧部炉墙(5)内，也可通过炉墙(5)，延伸至电解槽炉墙(5)钢壳体(6)夕卜，在电解槽钢壳 体(6)外与阴极铝母线进行构造连接。
专利摘要本实用新型提供了一种新型的铝电解槽阴极熔池内衬结构形式，该铝结构取消了现通用的铝电解槽铝液熔池结构底部阴极碳块下面的阴极钢棒的设置，其特征是在铝电解槽壳内的保温耐火层上，捣固构造上一层防渗漏捣固糊，阴极碳块构造在捣固糊料层上，相邻两阴极碳块之间留有间距，其间距的下部用捣固糊料填充捣固，并与底部捣固糊层连为一体，其间距的上部为铝液槽，整体阴极内衬熔池结构由捣固糊与阴极碳块捣固成的多个凹凸台槽形体构造而成。
文档编号C25C3/08GK201495297SQ20082018313
公开日2010年6月2日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者杨青, 高伟, 高德金 申请人:高德金