專利名稱：可更換的鋁電解槽陰極阻流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽陰極阻流裝置，屬于鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解槽設(shè)計(jì)和操作技術(shù)水平的提高，國(guó)際國(guó)內(nèi)新設(shè)計(jì)和建設(shè)的鋁電解槽日 益向大型化的方向發(fā)展。系列電流不可避免的會(huì)增加到550kA 700kA甚至以上。近年 來(lái)，我國(guó)的鋁電解技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在電解槽容量上已能達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)際先進(jìn) 水平。但在節(jié)能降耗方面與世界先進(jìn)水平卻仍存在著較大的差距。目前，國(guó)內(nèi)各鋁廠的直 流電耗徘徊在13200 ？ 3500kffh/T. Al左右，甚至有的接近14000kWh/T. Al，有相當(dāng)大的潛力 可挖掘。特別是在目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)環(huán)境極為嚴(yán)峻的情況下，對(duì)節(jié)能的要求就更加的急迫。近來(lái)有許多設(shè)計(jì)開(kāi)始采用在陰極表面增加突臺(tái)、或放置阻流裝置的方式以達(dá)到改 善流速、降低鋁液電解質(zhì)界面、減小極距、節(jié)能降耗的目的。由于放置阻流裝置的方法，不僅 適用于新建槽、大修槽、還可以在在線生產(chǎn)槽上使用，因而獲得較大規(guī)模的推廣。但這些方 式的問(wèn)題在于當(dāng)阻流裝置的分批投入或更換時(shí)，剩余的阻流裝置可能會(huì)在鋁液的沖刷作 用下發(fā)生位置偏移，影響實(shí)際的阻流效果。有的設(shè)計(jì)(如申請(qǐng)專利CN20081018106. 2)采用 在陰極表面加工孔或溝的辦法讓阻流裝置固定，但這樣都會(huì)增加阻流槽的成本。本發(fā)明改變了阻流裝置的截面形狀，使其在受到鋁液沖刷時(shí)能產(chǎn)生向下的壓力， 使其能穩(wěn)定在陰極表面；同時(shí)，這一截面形狀的阻流裝置有比普通阻流裝置有更好的阻流 效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可更換的鋁電解槽陰極阻流裝置，該裝 置能適應(yīng)于各種生產(chǎn)情況、能牢固的放置在鋁電解槽陰極表面，使鋁電解槽獲得良好的穩(wěn) 定性，以達(dá)到節(jié)能、降耗的效果。以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的發(fā)生位置偏移，影響實(shí)際的阻流效 果等不足。本發(fā)明的技術(shù)方案如下它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極碳?jí)K和陰極阻流裝 置，陰極阻流裝置放置在陰極碳?jí)K的表面，陰極阻流裝置采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫 來(lái)石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。陰極阻流裝置的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。陰極阻流裝置為長(zhǎng)條、塊狀。陰極阻流裝置沿電解槽陰極長(zhǎng)邊方向放置；每組可為一個(gè)或多個(gè)陰極阻流裝置。現(xiàn)有的阻流裝置，一般是截面為矩形或梯形的長(zhǎng)條狀裝置，放置在鋁電解槽陰極 表面，目的是為了克服現(xiàn)有陰極炭塊產(chǎn)生的渦旋。通過(guò)試驗(yàn)及計(jì)算分析可知其破壞現(xiàn)有鋁 電解槽電磁力所產(chǎn)生的鋁液內(nèi)流速場(chǎng)的分布，使其變得支離破碎，使鋁液不能產(chǎn)生較大的 隆起和波動(dòng)，從而獲得較好的穩(wěn)定性。從而達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能、降低能耗的效果。但現(xiàn)有的阻流裝置的問(wèn)題在于1)由于流體的沖刷，阻流裝置可能會(huì)產(chǎn)生偏移；2)由于現(xiàn)有阻流裝置 的形狀特點(diǎn)，本身會(huì)使鋁液流過(guò)其頂面的兩個(gè)角附近產(chǎn)生一定的湍流，削弱了其阻流效果。 經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬后得到本發(fā)明的阻流裝置的截面。將此裝置投入在產(chǎn)的鋁電解 槽中時(shí)，由于會(huì)在局部產(chǎn)生向下的壓力，可使其牢固的固定在陰極表面。同時(shí)其光滑的表面 結(jié)構(gòu)也能盡可能地減少鋁液湍流，以獲得較好的阻流效果。制作本阻流裝置可采用莫來(lái)石、 尖晶石、鋯英石等耐高溫(》1000°C )、耐鋁液及電解質(zhì)腐蝕、比重大于鋁液的材料。因此 本發(fā)明具有對(duì)電解槽改動(dòng)少、節(jié)能效果好、適應(yīng)面廣等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、推廣價(jià) 值和實(shí)用價(jià)值。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，立體圖；圖3為圖2的Y向視圖；圖4為圖2的X向視圖；圖5為本發(fā)明的放置多組陰極阻流裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極碳?jí)K1和陰極阻流裝置 2，陰極阻流裝置2放置在陰極碳?jí)K的表面，陰極阻流裝置2采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的 莫來(lái)石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。陰極阻流裝置2的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。一般取值為高度為 100mm，寬度為 200_。陰極阻流裝置2為長(zhǎng)條、塊狀。陰極阻流裝置2沿電解槽陰極長(zhǎng)邊方向放置；每組可為一個(gè)或多個(gè)陰極阻流裝置 2。如圖2所示，陰極碳?jí)K1設(shè)置在鋁電解槽的底部，在陰極碳?jí)K1表面放置陰極阻流 裝置2，阻流裝置截面為半圓形(如圖3)，或弧形、流線形(拋物線、雙曲線等曲線形狀)等。 阻流裝置在陰極炭塊表面沿長(zhǎng)邊方向放置(如圖2、圖4、圖幻，每塊陰極碳?jí)K表面可放置1 組、2組(如圖4)或多組(如圖5)陰極阻流裝置。阻流裝置采用耐高溫、耐鋁液及電解質(zhì) 腐蝕、比重大于鋁液的材料制作，上述制作材料均為現(xiàn)有常用材料，不會(huì)增加太多成本。阻 流裝置的高度要求為50 200mm，寬度為100 300mm。正常生產(chǎn)時(shí)鋁液應(yīng)沒(méi)過(guò)這些阻流 裝置30 150mm，高出鋁液部分就能很好的破壞鋁液流場(chǎng)，使鋁電解槽的穩(wěn)定性增加，可在 正常生產(chǎn)中進(jìn)一步的降低極距，起到節(jié)能降耗的作用。所述的耐高溫(彡IOOOoC)、耐(電解質(zhì)、鋁液)腐蝕、比重大(彡3)的材料，如莫
來(lái)石、尖晶石、鋯英石等。
權(quán)利要求
1.一種可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極碳?jí)K(1)和陰極阻流裝置O)，其特征在于陰極阻流裝置(2)放置在陰極碳?jí)K的表面，陰極阻流 裝置( 采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫來(lái)石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。
2.根據(jù)要求1所述的可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，其特征在于陰極阻流裝置(2)的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。
3.根據(jù)要求1所述的可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，其特征在于陰極阻流裝置 的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。
4.根據(jù)要求1所述的可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，其特征在于陰極阻流裝置 (2)沿電解槽陰極長(zhǎng)邊方向放置；每組放置一個(gè)或多個(gè)陰極阻流裝置O)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極碳?jí)K(1)和陰極阻流裝置(2)，陰極阻流裝置(2)放置在陰極碳?jí)K的表面，陰極阻流裝置(2)采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫來(lái)石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。陰極阻流裝置(2)的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置的高度為50～150mm，寬度為100～300mm。陰極阻流裝置(2)為長(zhǎng)條、塊狀。陰極阻流裝置(2)沿電解槽陰極長(zhǎng)邊方向放置；每組放置一個(gè)或多個(gè)陰極阻流裝置(2)。本發(fā)明能較好的提高鋁電解槽內(nèi)鋁液電解質(zhì)界面的穩(wěn)定性，使正常生產(chǎn)時(shí)極距可有效的降低，獲得較低的電解槽工作電壓，從而達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
文檔編號(hào)C25C3/08GK102121116SQ20101030007
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者席燦明, 楊溢, 鄭莆 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院