專利名稱：同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋁電解技術領域，特別涉及一種同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸 起的鋁電解槽。
背景技術：
目前工業(yè)上生產金屬鋁都是用熔鹽電解法生產的，電解溫度在950°C以上，電解槽 的電解質為冰晶石熔體；鋁電解生產消耗大量的電能，其電能消耗在14000 15000kWh/T Al，因此節(jié)電始終是工業(yè)鋁電解槽研究工作的重點。傳統(tǒng)的陰極碳塊上表面為平面，由于電 解時的鋁液產生波動，電解槽的槽電壓都在4. 1伏以上，導致電能消耗很大。近兩年來，馮 乃祥教授發(fā)明的新型陰極結構電解槽，開始在許多電解鋁廠得到推廣應用，并取得顯著的 節(jié)電效果。這種電解槽的特點是在構成電解槽的陰極碳塊上設有與陰極碳塊縱向長度方向 相平行或相垂直的凸起；特別是具有與電解槽陰極碳塊的縱向的長度方向相垂直的凸起， 具有消弱電解槽陰極鋁液表面縱向波的功能，同時具有消減其橫向波的功能。隨著鋁電解槽電流強度向大型化方向的發(fā)展，電解槽陰極碳塊的寬度也越來越 大，現在大型電解槽陰極碳塊的寬度已經發(fā)展到了 50cm以上，或更寬的寬度。在這種情況 下，當電解槽陰極碳塊表面上的凸起為橫向凸起時，則凸起的長度就變得很長，這種結構導 致陰極表面凸起的結構分布不合理，從而影響其對陰極鋁液面波動的減弱效果。

發(fā)明內容
針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁 電解槽，目的在于通過在同一個較寬的陰極碳塊上設置兩排相互交錯的凸起，達到凸起在 陰極碳塊上合理分布，起到減少鋁液波動的效果。本發(fā)明的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽包括陰極碳塊和側 部碳磚，陰極碳塊上表面設有凸起，其中每個陰極碳塊上的凸起分為兩排，分別位于陰極碳 塊中心線的兩側，每個凸起的軸向與陰極碳塊的軸向互相垂直，陰極碳塊上的每排的凸起 與另一排凸起交錯排列；所述的陰極碳塊的寬度至少為50cm。上述陰極碳塊的每排凸起中，靠近電解槽短邊中間部分的相鄰兩個凸起之間的距 離為30 70cm，其余同一排內相鄰的兩個凸起之間的距離為25 35cm。上述陰極碳塊上的凸起的高度為9 15cm，寬度為17 25cm ；在陰極碳塊寬度 為50 60cm的情況下，兩排凸起之間的最小距離為6 15cm，在陰極碳塊寬度增加的情況 下，兩排凸起之間的最小距離按陰極碳塊寬度增加的比例增加。上述的陰極碳塊上的凸起的橫截面為梯形或矩形。上述的在陰極碳塊寬度為50 60cm的情況下，凸起的長度為21 30cm，在陰極 碳塊寬度增加的情況下，凸起的長度按陰極碳塊寬度增加的比例增加。上述的陰極碳塊上的每個凸起的軸線位于另一排的相鄰兩個凸起的軸線之間。上述的陰極碳塊之間填充有炭素糊。
上述的鋁電解槽的陰極碳塊和側部碳磚之間用炭素糊搗固。上述的鋁電解槽在正常生產時，電解槽中所有陰極表面的凸起都要浸沒于鋁液 中，鋁液的上面為電解質熔體，鋁液面的高度要高于凸起的上表面在出鋁后為1 7cm;電 解槽的工作電壓在3. 5 3. 9伏。上述的鋁電解槽的陰極碳塊的制作方法為采用現行的制作陰極碳塊的材料，用 振動成型的方法制作成所需形狀的生坯料，然后經焙燒制得；或者先用振動成型的方法制 作長方體坯料，再進行焙燒后，用機械加工制成所需形狀。本發(fā)明的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽通過在同一個陰極 碳塊上設置兩排相互交錯的凸起，使每個凸起長度較短，在電解槽的陰極上均勻分布，在陰 極碳塊寬度較大的情況下，仍能起到減弱鋁液面波動的效果。


圖1為本發(fā)明實施例中的陰極碳塊上設有多排相互交錯的凸起的鋁電解槽俯視 剖面圖；圖2為圖1的B-B面剖視圖；圖3為陰極碳塊上梯形橫截面的凸起示意圖；圖4為陰極碳塊上矩形橫截面的凸起示意圖；圖中1、槽殼，2、凸起，3、陰極碳塊，4、陰極鋼棒，5、中間炭素糊，6、保溫材料，7、側 部碳磚，8、側部炭素糊，9、耐火防滲材料。
具體實施例方式實施例1鋁電解槽結構如圖1所示，B-B面剖圖結構如圖2所示，槽殼1內設有保溫材料6， 保溫材料6包括側部保溫材料和底部保溫材料兩個部分，底部保溫材料上設有耐火防滲材 料9，側部保溫材料的上方襯有側部碳磚7，側部碳磚7的內側和耐火防滲材料9的上方設 有陰極碳塊3，各陰極碳塊3之間用中間炭素糊5粘結，陰極碳塊3與側部碳磚7之間用側 部炭素糊8搗固。陰極碳塊上表面設有凸起，其中每個陰極陰極碳塊上的凸起分為兩排，每排凸起 由6個凸起組成，每個凸起的軸向與陰極碳塊的軸向互相垂直，每排凸起分別位于陰極碳 塊中心線的兩側，陰極碳塊上的每排的凸起與另一排凸起交錯排列；陰極碳塊的寬度為 52cm0每排凸起中，靠近電解槽小頭側部內襯(短邊中間部分)的相鄰兩個凸起之間的 距離為70cm，其余同一排內相鄰的兩個凸起之間的距離為35cm。凸起的高度為9cm，寬度為17cm ；兩排凸起之間的最小距離為6cm。陰極碳塊上的凸起的橫截面為矩形，如圖4所示。陰極碳塊上的凸起的長度為23cm。陰極碳塊上的每個凸起的軸線位于另一排的相鄰兩個凸起的軸線之間。陰極碳塊之間填充有炭素搗固糊。陰極碳塊和側部碳磚之間填充有炭素搗固糊。
鋁電解槽在正常生產時，電解槽中所有陰極表面的凸起都要浸沒于鋁液中，鋁液 的上面為電解質熔體，鋁液面的高度要高于凸起的上表面在出鋁后為1 5cm ；電解槽的工 作電壓在3. 3 3. 9伏。上述的鋁電解槽的陰極碳塊的制作方法為采用現行的制作陰極碳塊的材料，用 振動成型的方法制作成所需形狀的生坯料，然后經焙燒制得。實施例2鋁電解槽結構同實施例1。陰極碳塊上表面設有凸起，結構同實施例1，不同點在于陰極碳塊的寬度為 66cm;靠近電解槽小頭側部內襯(短邊中間部分)的相鄰兩個凸起之間的距離為30cm，其 余同一排內相鄰的兩個凸起之間的距離為25cm ；凸起的高度為15cm，寬度為25cm ；兩排凸 起之間的最小距離為15cm ；陰極碳塊上的凸起的橫截面為梯形，如圖3所示；凸起的長度為 25. 5cm0鋁電解槽的工作方式同實施例1，陰極碳塊的制備方法是先用振動成型的方法制 作長方體坯料，再進行焙燒后，用機械加工制成所需形狀。實施例3鋁電解槽結構同實施例1。陰極碳塊上表面設有凸起，結構同實施例1，不同點在于陰極碳塊的寬度為 66cm ；兩排凸起之間的最小距離為6cm ；凸起的長度為30cm。
權利要求
一種同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，包括陰極碳塊和側部碳磚，陰極碳塊上表面設有凸起，其特征在于每個陰極碳塊上的凸起分為兩排，分別位于陰極碳塊中心線的兩側，每個凸起的軸向與陰極碳塊的軸向互相垂直，陰極碳塊上的每排的凸起與另一排凸起交錯排列；所述的陰極碳塊的寬度至少為50cm。
2.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特 征在于所述的每排凸起中，靠近電解槽短邊中間部分的相鄰兩個凸起之間的距離為30 70cm，其余同一排內相鄰的兩個凸起之間的距離為25 35cm。
3.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特征 在于所述的凸起的高度為9 15cm，寬度為17 25cm ；在陰極碳塊寬度為50 60cm的情 況下，兩排凸起之間的最小距離為6 15cm，在陰極碳塊寬度增加的情況下，兩排凸起之間 的最小距離按陰極碳塊寬度增加的比例增加。
4.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特征 在于所述的陰極碳塊上的凸起的橫截面為梯形或矩形。
5.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特 征在于在陰極碳塊寬度為50 60cm的情況下，所述的陰極碳塊上的凸起的長度為21 30cm，在陰極碳塊寬度增加的情況下，凸起的長度按陰極碳塊寬度增加的比例增加。
6.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特征 在于所述的陰極碳塊之間填充有炭素糊；陰極碳塊和側部碳磚之間用炭素糊搗固。
7.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特征 在于所述的鋁電解槽在正常生產時，電解槽中所有陰極表面的凸起都要浸沒于鋁液中，鋁 液的上面為電解質熔體，鋁液面的高度要高于凸起的上表面在出鋁后為1 7cm ；電解槽的 工作電壓在3. 5 3. 9伏。
8.根據權利要求1所述的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，其特征 在于所述的陰極碳塊的制作方法為采用現行的制作陰極碳塊的材料，用振動成型的方法 制作成所需形狀的生坯料，然后經焙燒制得；或者先用振動成型的方法制作長方體坯料，再 進行焙燒后，用機械加工制成所需形狀。
全文摘要
一種同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽，屬于鋁電解技術領域，包括陰極碳塊和側部碳磚，陰極碳塊上表面設有凸起，其中每個陰極碳塊上的凸起分為兩排，分別位于陰極碳塊中心線的兩側，每個凸起的軸向與陰極碳塊的軸向互相垂直，陰極碳塊上的每排的凸起與另一排凸起交錯排列；所述的陰極碳塊的寬度至少為50cm。本發(fā)明的同一陰極碳塊上設有兩排相互交錯凸起的鋁電解槽通過在同一個陰極碳塊上設置兩排相互交錯的凸起，使每個凸起長度較短，在電解槽的陰極上均勻分布，在陰極碳塊寬度較大的情況下，仍能起到減弱鋁液面波動的效果。
文檔編號C25C3/08GK101880895SQ20101020002
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權日2010年6月13日
發(fā)明者馮乃祥 申請人:馮乃祥