CN201224768Y - 中间汇流式铝电解槽阴极装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中间汇流式铝电解槽阴极装置，包括熔池部分和阴极电极部分，其中，熔池部分包括槽壳及设置在槽壳内的耐火保温材料，槽壳安装在槽壳支撑架上，槽壳支撑架被支墩所支撑，阴极电极部分包括阴极炭块及其在阴极炭块下方横向设置的至少一个阴极导电棒，在阴极导电棒的下部设有至少一个垂直导电棒，垂直导电棒垂直穿过槽壳并与软母线相连接，软母线的下端与阴极出电母线连接，形成电流通路。本实用新型的有益效果：本实用新型槽壳内不存在水平电流，不产生向上的电磁力，使铝液层平稳，能大幅度提高电流效率，增加原铝产量，节省电能，而槽外的水平电流由于受到钢制槽壳的磁屏蔽，不会影响到槽内液体层。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铝电解槽阴极的结构，特别涉及一种中间汇流式铝电解槽阴极装置，属于铝电解技术领域。
背景技术
目前电解铝工业生产用电解槽其阴极出电方式均为水平形式，即电流从电解槽上部的阳极，垂直进入位于底部的阴极，然后在钢制的槽壳内，通过水平导电钢棒从电解槽两侧导出电流，即两侧汇流式，这样存在的问题有：
1、电解槽通过数十万安培的强大电流，会产生强大磁场，目前研究表明，熔体层垂直磁场与水平电流作用产生的电磁力是造成熔体流动波动以及电流效率降低的主要因素，是制约当前电解铝工业生产技术指标进一步提高的一大因素。而目前的电解槽由于全部的电流在钢制槽壳内均以水平方式导出，其产生的不良影响是无法避免的。
2、因为现有电解槽采用水平从两侧出电，为解决磁场问题及电流平衡问题，系列回路母线设计复杂，线路长，耗电大。
虽然现有资料显示已有垂直出电的铝电解槽阴极结构，但其还没有应用于铝电解生产，主要原因是其施工难度大，工艺复杂，筑炉关键技术还未能取得突破，使此项技术距离实际应用还存在一定距离。
发明内容
本实用新型的目的是：克服现有技术的缺陷，提供一种设计新颖、施工简单、利用现有施工技术能够实现且能够提高生产效率的中间汇流式铝电解槽阴极导电体结构。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括熔池部分和阴极电极部分，其中，熔池部分包括槽壳及设置在槽壳内的耐火保温材料，槽壳安装在槽壳支撑架上，槽壳支撑架被支墩所支撑，上述的阴极电极部分包括阴极炭块及其在阴极炭块下方横向设置的至少一个阴极导电棒，在阴极导电棒的下部设有至少一个垂直导电棒，垂直导电棒垂直穿过槽壳并与软母线相连接，软母线的下端与阴极出电母线连接，形成电流通路。
在阴极炭块的底部开有凹槽，上述凹槽的宽度大于阴极导电棒的厚度，且阴极导电棒位于该凹槽内。
上述的阴极导电棒为扁平的导电体，相邻的阴极导电棒之间填充耐火材料。
上述槽壳的底部开有供垂直导电棒垂直穿过的孔，孔径与垂直导电棒的外径相配合；孔上安装有套筒，且在套筒和垂直导电棒之间填充设有耐火填充料。
在垂直导电棒与槽壳的接触处，粘有绝缘材料。
上述的阴极出电母线设置在母线支墩上。
上述的耐火保温材料包括位于槽壳底部的耐火砖层和耐火材料，耐火材料位于耐火砖层的上方；且在耐火材料上方两侧、阴极炭块3的端部砌筑侧部内衬。
本实用新型的积极有益效果：
1、本实用新型槽壳内不存在水平电流，不产生向上的电磁力，使铝液层平稳，能大幅度提高电流效率，增加原铝产量，节省电能，而槽外的水平电流由于受到钢制槽壳的磁屏蔽，不会影响到槽内液体层。
2、本实用新型由于解决了铝液受磁场影响而出现生产波动的问题，可大量简化铝电解槽的母线配置，节省大量铝材。
3、本实用新型由于解决了液体导电层受磁场影响问题，可以简化生产技术条件，提高生产效率，减少生产费用。
4、本实用新型结构简单，施工方便，节省材料，使用寿命长，具有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本实用新型阴极结构的横向剖面图；
图2为本实用新型阴极结构的纵向剖面图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括熔池部分和阴极电极部分，其中，熔池部分包括槽壳1及安装在槽壳1内的耐火保温材料，上述的耐火保温材料包括位于槽壳1底部的耐火砖层7和耐火材料6，耐火材料6位于耐火砖层7的上方；且在耐火材料6上方两侧、阴极炭块3的端部砌筑侧部内衬2。槽壳1安装在槽壳支撑架5上，槽壳支撑架5被支墩12所支撑。
上述的阴极电极部分包括阴极炭块3及其在阴极炭块3下方横向设置的至少一个阴极导电棒4。阴极炭块3的底部开有凹槽，凹槽的宽度大于阴极导电棒4的厚度。把阴极导电棒4用炭素糊料通过捣固安装到阴极炭块3的凹槽内，要求阴极导电棒4的一边与阴极炭块3的凹槽上面平齐。或者先把阴极导电棒4放入阴极炭块3的凹槽内，一边与凹槽上口平齐，其它三面与凹槽保持一定缝隙，在缝隙内浇铸液体金属，一般采用铁。阴极导电棒4为扁平的导电体，相邻的阴极导电棒4之间填充耐火材料。
在阴极导电棒4的下部设有至少一个垂直导电棒10，且垂直导电棒10与阴极导电棒4垂直。阴极导电棒4和垂直导电棒10也可做成一体，以减小焊接位置的电阻。垂直导电棒10垂直穿过槽壳1并与软母线11相连接，软母线11的下端与阴极出电母线13连接，形成电流通路，且阴极出电母线13由母线支墩14支撑。
槽壳1的底部开有供垂直导电棒10垂直穿过的孔，孔径与垂直导电棒10的外径相配合；对准孔的边缘安装有套筒8，要求焊接牢固、垂直，套筒8的上端与阴极导电棒4的底面平齐或略低。且在套筒8和垂直导电棒10之间填充设有耐火填充料9。在槽壳1的底面下方，从下逐层往上捣固耐火填充料9，捣固到耐火填充料9与侧部内衬2下底面平齐即可，为了增强密封效果，可在垂直导电棒10与槽壳1的接触周围粘上绝缘材料15。
本实用新型制备完成后，砌筑在槽壳1底部的耐火砖层7和耐火材料6表面平整，同时把安装到一体的阴极炭块3、阴极导电棒4、垂直导电棒10安装到槽壳1内，垂直导电棒10套入套筒8中，并与套筒8内部的四周保持均匀的缝隙，3的底面与耐火材料6的上面结合，且每组阴极炭块3的上表面平齐。
Claims (7)
1、一种中间汇流式铝电解槽阴极装置，包括熔池部分和阴极电极部分，其中，熔池部分包括槽壳(1)及设置在槽壳(1)内的耐火保温材料，槽壳(1)安装在槽壳支撑架(5)上，槽壳支撑架(5)被支墩(12)所支撑，其特征在于：所述的阴极电极部分包括阴极炭块(3)及其在阴极炭块(3)下方横向设置的至少一个阴极导电棒(4)，在阴极导电棒(4)的下部设有至少一个垂直导电棒(10)，垂直导电棒(10)垂直穿过槽壳(1)并与软母线(11)相连接，软母线(11)的下端与阴极出电母线(13)连接，形成电流通路。
2、根据权利要求1所述的中间汇流式铝电解槽阴极装置，其特征在于：在阴极炭块(3)的底部开有凹槽，所述凹槽的宽度大于阴极导电棒(4)的厚度，且阴极导电棒(4)位于该凹槽内。
3、根据权利要求1或2所述的中间汇流式铝电解槽阴极装置，其特征在于：所述的阴极导电棒(4)为扁平的导电体，相邻的阴极导电棒(4)之间填充有耐火材料。
4、根据权利要求1所述的中间汇流式铝电解槽阴极装置，其特征在于：所述槽壳(1)的底部开有供垂直导电棒(10)垂直穿过的孔，孔径与垂直导电棒(10)的外径相配合；孔上安装有套筒(8)，且在套筒(8)和垂直导电棒(10)之间填充设有耐火填充料(9)。
5、根据权利要求1或4所述的中间汇流式铝电解槽阴极装置，其特征在于：在垂直导电棒(10)与槽壳(1)的接触处，粘有绝缘材料(15)。
6、根据权利要求1所述的中间汇流式铝电解槽阴极装置，其特征在于：所述的阴极出电母线(13)设置在母线支墩(14)上。
7、根据权利要求1所述的中间汇流式铝电解槽阴极装置，其特征在于：所述的耐火保温材料包括位于槽壳(1)底部的耐火砖层(7)和耐火材料(6)，耐火材料(6)位于耐火砖层(7)的上方；且在耐火材料(6)上方两侧、阴极炭块(3)的端部砌筑侧部内衬(2)。
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