CN101054690B - 一种铝电解槽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解槽，尤其涉及一种电流强度在15kA及150kA以上的铝电解槽。它包括槽壳、内衬和上部结构，内衬内设有阴极碳块，上部结构设有阳极碳块，其中内衬阴极碳块间设有导流沟，内衬上部中间位置设有汇铝沟，内衬的端部电解槽的出铝侧设有蓄铝槽，汇铝沟的一端与蓄铝槽连接，阳极碳块间设有下料点。本发明降低了极距，提高了电能利用率，同时实现了铝电解槽极间无铝液电解生产，大大降低了磁场对铝电解生产稳定性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解槽，尤其涉及一种电流强度在150kA及150kA以上的铝电解槽。
背景技术
目前用于铝工业生产的Hall-Heroult电解槽使用炭素阳极和表面水平的炭块作为阴极，通过电解氧化铝生产铝，电解质主要由冰晶石和氧化铝熔体组成，另外还有溶解在其中的氟化铝和其它氟化盐。电解析出的铝蓄积在槽底炭块阴极上部，形成铝液层，并作为阴极的一部分。
现有的Hall-Heroult铝电解槽，根据尺寸和电解工艺的不同都存在一个普遍的问题就是电能效率较低，一般在45～50％之间，其余的电能都转化为热能散失掉了。现有铝电解槽的极距一般都在4.5cm左右，造成电能效率低的主要原因就在于现有普通预焙槽具有较大极距。
电能效率低造成了工业电解槽上巨大电能无谓的消耗，铝电解槽节能降耗的手段有两种，一种是提高电流效率，另一种就是降低极距，降低槽电压。而现有的电解槽，电流效率大都在95％以下，提高电流效率的空间有限。目前铝电解槽极距一般在4.5cm左右，给节能降耗提供了很大的空间，但是由于传统电解槽本身结构的限制，降低极距，电解槽就会变得不稳定，丢失电流效率，很难达到节能的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种铝电解槽，它提高了铝电解槽的电能效率，降低了极间压降，降低了磁场对铝电解生产稳定性的影响。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种铝电解槽，它包括槽壳、内衬和上部结构，内衬内设有阴极碳块，上部结构设有阳极碳块，其中内衬的每组阴极碳块间设有导流沟，内衬上部中间位置设有汇铝沟，内衬的端部电解槽的出铝侧设有蓄铝槽，汇铝沟的一端与蓄铝槽连接，阳极碳块间设有下料点。
所述的电解槽纵向中心线设计成阶梯型，阶梯数为2～5个。
所述的下料点处阳极碳块的间缝为180～250mm。
所述的相邻阴极碳块间糊扎成2～10％斜度的导流沟。
所述的阳极碳块的上表面为TiB2复合层，复合层的厚度为10～50mm。
所述的下料点为2～8个，下料点设置在远离电解槽纵向中心线的位置。
本发明的特点和效果如下：
本发明结构的铝电解槽的阳极碳块和阴极碳块之间不保存铝液，使极距从传统电解槽极距由4.5cm左右降到2.5～3cm，阴极碳块间糊扎成一定斜度，便于电解产生的铝及时汇入中间沟槽，电解槽纵向中心线设计成阶梯状的沟槽，便于铝液流入电解槽一侧的蓄铝槽，蓄铝槽用于储存电解生成的铝，电解槽采用多点下料，下料点远离电解槽纵向中心线。
本发明由于采用上述结构降低了极距，提高了电能利用率，同时实现了铝电解槽极间无铝液电解生产，大大降低了磁场对铝电解生产稳定性的影响。
附图说明
图1是本发明铝电解槽的主视结构示意图。
图2是本发明铝电解槽的侧视结构示意图。
图3是下料点位置结构示意图。
图中，1、阳极碳块，2、阴极碳块，3、汇铝沟，4、蓄铝槽，5、下料点，6、导流沟，7、槽壳，8、内衬，9、上部结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。
如图1-图3所示，电流强度在150kA～200kA之间，铝电解槽的结构如下：它是由槽壳7、内衬8和上部结构9构成，每组阴极碳块2间设有导流沟6，内衬8上部中间位置设有汇铝沟3，内衬8的端部电解槽的出铝侧设有蓄铝槽4，汇铝沟3的一端与蓄铝槽4连接，内衬8内设有20组阴极碳块，上部结构7设有18组阳极碳块，阳极碳块1和阴极碳块2的数量可以根据电流强度等因素进行合理确定，此为公知技术不做详细描述；在相邻阳极碳块1间设有4个下料点5，下料点5远离电解槽纵向中心线，下料点4处阳极碳块1的间缝为180～250mm；内衬的相邻阴极碳块2间糊扎成2-10％斜度的导流沟6，便于铝液流入汇铝沟3；电解槽纵向中心线设计成阶梯型，阶梯数根据电解槽容量的大小变化，一般为2～5，便于铝液向端部蓄铝槽4汇集；蓄铝槽4的容量满足电解槽半天的产铝量即可；阳极碳块2的上表面为TiB2复合层，复合层的厚度为10～50mm；由于电解产生的铝液被及时的送入蓄铝槽4，实现了极间无铝液生产，因此消除了磁场对电解生产稳定性的影响，极距可以在2.5～3cm生产，提高了电能效率。
上述下料点5的数量可以根据电解槽容量的大小变化进行合理确定，一般为2～8个。
Claims (6)
1.一种铝电解槽，它包括槽壳(7)、内衬(8)和上部结构(9)，内衬(8)内设有阴极碳块(2)，上部结构(9)设有阳极碳块(1)，其特征在于内衬(8)的每组阴极碳块(2)间设有导流沟(6)，内衬(8)上部中间位置设有汇铝沟(3)，内衬(8)的端部电解槽的出铝侧设有蓄铝槽(4)，汇铝沟(3)的一端与蓄铝槽(4)连接，阳极碳块(1)间设有下料点(5)，阴极碳块(2)间糊扎成一定斜度，电解槽纵向中心线设计成阶梯状的汇铝沟(3)。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽，其特征在于所述的电解槽纵向中心线设计成阶梯型，阶梯数为2～5个。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽，其特征在于所述的下料点(5)处阳极碳块(1)的间缝为180～250mm。
4.根据权利要求1所述的铝电解槽，其特征在于所述的相邻阴极碳块(2)间糊扎成2～10％斜度的导流沟(6)。
5.根据权利要求1所述的铝电解槽，其特征在于所述的阳极碳块(1)的上表面为TiB2复合层，复合层的厚度为10～50mm。
6.根据权利要求1所述的铝电解槽，其特征在于所述的下料点(5)为2～8个，下料点(5)设置在远离电解槽纵向中心线的位置。
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