CN205152357U - 一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构 - Google Patents
一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205152357U CN205152357U CN201520960300.4U CN201520960300U CN205152357U CN 205152357 U CN205152357 U CN 205152357U CN 201520960300 U CN201520960300 U CN 201520960300U CN 205152357 U CN205152357 U CN 205152357U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- paste
- ramming
- firm
- cold
- aluminium cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 18
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910000754 Wrought iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000009866 aluminium metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构，它是采用冷捣糊材料替代传统阴极炭块捣固形成预焙铝电解槽的阴极底部，使电解槽阴极整体捣固成型，本实用新型的优点是结构简单，操作简便，既降低了铝电解槽的筑炉成本，又简化了筑炉施工流程，提高了电解槽的维护工效并改善了铝电解槽大修作业的环保效果，而且有利于提高电解槽的阴极使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及铝电解技术领域，具体涉及一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构。
背景技术
霍尔-埃鲁特（Hall–Heroult）电解炼铝法自1888年诞生以来，一直是炼铝工业的唯一生产方法。而电能利用率低（一般为46～49%）及槽内衬寿命短（国内槽内衬平均使用寿命一般低于2000天）仍然是其结构方法的严重不足。近年来国内外铝工业一直围绕着实现铝电解槽的深度节能环保技术进行了大量的结构和材料研究工作，取得了不少重大技术进展，但在铝电解槽阴极结构设计与新材料使用方面仍存在缺陷，以至于难于取得预期的生产节能环保效果。
传统预焙铝电解槽的阴极结构一般由阴极炭块、阴极钢棒、捣固糊和内衬耐火保温材料等组成。电解槽筑炉时，多组带阴极钢棒的阴极炭块组平行放置，再用炭间糊和周围糊捣固，经焙烧成为一个整体。如图2所示。
传统预焙铝电解槽阴极结构的缺陷主要在于：阴极炭块成本较高（一般比捣固糊价格每吨要高约2000元），而且阴极炭块与捣固糊因材料材质不同，在铝电解槽焙烧启动过程中两者之间会产生热胀冷缩缝隙，容易导致生产槽中的高温铝液与电解质液渗入缝隙产生电解槽内衬破损甚至早期漏炉现象，而影响铝电解槽的内衬使用寿命；同时，由于传统预焙铝电解槽内衬砌筑采用热捣糊或温捣糊，糊料及阴极炭块在捣糊前需要预热至110±5℃，一方面增加了能源消耗，另一方面捣固期间糊料会弥散沥青烟气和多环芳香烴（PAH）等污染物影响操作环境。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对传统预焙铝电解槽阴极结构存在的技术缺陷，提供用于预焙铝电解槽生产的一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构。
本实用新型是这样实现的：
（1）在预焙铝电解槽内，采用冷捣糊材料替代传统的阴极炭块整体捣固阴极形成一个整体阴极，冷捣糊材料宜采用高石墨质冷捣糊（石墨质含量≥35%），以提高槽阴极导电率和抗电解质侵蚀能力，一方面减少了炭间糊的扎固工作量，电解槽阴极易于一次捣固成型，可简化铝电解槽的筑炉流程，降低筑炉成本，并改善电解槽的筑炉操作环境，同时有利于可降低电解槽的阴极电压降，获得降低成本、提高劳动生产率以及环保节能的综合效果；
（2）为了保障捣固层的整体性并提高阴极导电有效面积，整体捣固层的高度为400～600mm，捣固外延宽度与阳极宽度相差≤50mm；
（3）采用整体捣固形式的预焙铝电解槽的阴极钢棒结构可以是双扁钢、单方形钢棒（7）或半圆形单钢棒结构，阴极钢棒高度150～200mm，阴极钢棒上部的冷捣糊捣固层厚度宜≥200mm，为了降低阴极钢棒电压降，阴极钢棒电流密度宜≥30A/cm2；
（4）铝电解槽侧下部采用梯形结构，使阴极底部的捣固层也形成阶梯形结构。阶梯型上下高度分别为150～200mm（下层），200～300mm（上层）。
本实用新型的优点是结构简单，操作简便，既降低了铝电解槽的筑炉成本，又简化了筑炉施工流程，提高了电解槽的维护工效并改善了铝电解槽大修作业的环保效果，而且有利于提高电解槽的阴极使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的铝电解槽阴极结构示意图；
图2是现有技术的铝电解槽阴极结构示意图；
附图标记说明：1-高石墨质冷捣糊，2-阶梯形侧下部，3-侧部炭块，4-双扁钢，5-耐火保温层，6-人造伸腿，7-方形钢棒，8-半圆形钢棒，9-阳极炭块，10-周边糊，11-炭间糊，12-阴极炭块组。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图2所示，现有技术的铝电解槽阴极结构，是将多组带阴极钢棒的阴极炭块组12平行放置，再用炭间糊11和周围糊10捣固，经焙烧成为一个整体，阴极炭块与捣固糊因材料材质不同，在铝电解槽焙烧启动过程中两者之间会产生热胀冷缩缝隙，容易导致生产槽中的高温铝液与电解质液渗入缝隙产生电解槽内衬破损甚至早期漏炉现象，而影响铝电解槽的内衬使用寿命。
而本实用新型的铝电解槽阴极结构如图1所示，阴极钢棒设置在高石墨质冷捣糊1中整体捣固成型，这样不管阴极钢棒是双扁钢4、单方形钢棒7或半圆形单钢棒8各种结构，都可以实现在高石墨质冷捣糊1中整体捣固成型，而不需要设置如图1所示的炭间糊11和周围糊10等按组分隔。侧部炭块3与高石墨质冷捣糊1通过阶梯型结构过渡连接，而在阶梯型结构的上方设置有三角形结构的人造伸腿6以提高结构稳定性。高石墨质冷捣糊1的下方是耐火保温层5，阶梯形侧下部2也是耐火保温结构。阶梯型结构的上下高度分别为：上层150～200mm，下层200～300mm。
本实用新型是这样实施的：铝电解槽阴极结构整体捣固成型方法是采用冷捣糊材料替代传统阴极炭块捣固形成预焙铝电解槽的阴极底部，采用多种捣固工具，使电解槽阴极整体捣固成型，其中，冷捣糊材料导电率≤60Ω·μm，整体捣固层的扎固高度400～600mm，捣固外延宽度与阳极宽度相差≤50mm（即图1中阳极炭块9和高石墨质冷捣糊1的左边边缘距离差距≤50mm），阴极钢棒上部的冷捣糊捣固层厚度≥200mm，阴极钢棒电流密度≥30A/cm2。优选的，冷捣糊材料采用石墨碎含量≥35%的高石墨质的冷捣糊材料。
当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构，其特征在于：底部电解槽由高石墨质冷捣糊（1）整体捣固构成，高石墨质冷捣糊（1）下方设有耐火保温层（5）；阴极钢棒设置在高石墨质冷捣糊（1）中，侧部炭块（3）与高石墨质冷捣糊（1）通过阶梯型结构过渡连接。
2.根据权利要求1所述的带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构，其特征在于：阴极钢棒是双扁钢（4）、单方形钢棒（7）或半圆形单钢棒（8）结构。
3.根据权利要求1所述的带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构，其特征在于：阶梯型结构的上下高度分别为：上层150～200mm，下层200～300mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520960300.4U CN205152357U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520960300.4U CN205152357U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205152357U true CN205152357U (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=55688072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520960300.4U Active CN205152357U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205152357U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105441978A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种铝电解槽阴极结构整体捣固成型方法及其冷捣糊阴极结构 |
-
2015
- 2015-11-27 CN CN201520960300.4U patent/CN205152357U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105441978A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种铝电解槽阴极结构整体捣固成型方法及其冷捣糊阴极结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102234819B (zh) | 一种铝电解槽的预热启动方法 | |
| CN203668524U (zh) | 一种保温电解槽 | |
| CN104530791A (zh) | 一种铝电解槽用防腐涂料及其制备方法 | |
| Naixiang et al. | Research and application of energy saving technology for aluminum reduction in China | |
| CN103820813A (zh) | 一种保温电解槽 | |
| CN101724859A (zh) | 一种异形结构阴极铝电解槽焙烧方法 | |
| CN201770785U (zh) | 电加热焙烧预热电解槽 | |
| CN105803488A (zh) | 一种连续预焙阳极保温方法及结构 | |
| CN205152357U (zh) | 一种带整体捣固冷捣糊的铝电解槽阴极结构 | |
| CN101886274B (zh) | 电加热焙烧预热电解槽及清洁焙烧方法 | |
| CN201305637Y (zh) | 稀土电解槽 | |
| CN100480431C (zh) | 石墨化阴极生产工艺 | |
| CN101845641B (zh) | 沉浸式稀土电解槽 | |
| CN105441978A (zh) | 一种铝电解槽阴极结构整体捣固成型方法及其冷捣糊阴极结构 | |
| CN201915153U (zh) | 一种有利于铝电解槽保温的槽内衬结构 | |
| CN102230191B (zh) | 一种分开引出铝电解槽单面电流的方法 | |
| CN101760760A (zh) | 一种槽底出电铝电解槽 | |
| CN204097578U (zh) | 电解槽 | |
| CN205170989U (zh) | 一种采用冷捣糊整体成型的电解槽炉膛结构 | |
| CN203411621U (zh) | 一种铝电解槽阴极内衬结构 | |
| CN205974694U (zh) | 基于阴极内衬整体成型的铝电解槽 | |
| CN206109554U (zh) | 一种连续预焙阳极保温结构 | |
| CN103088366B (zh) | 一种铝电解高效节能热流焦粒焙烧启动方法 | |
| CN103741166A (zh) | 电解槽 | |
| CN206887245U (zh) | 一种阴极炭块组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |