專利名稱：帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯的制作方法
技術領域：
帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯 技術領域帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，是預焙鋁電解槽結構的
一部分。
背景技術：
現(xiàn)通用的鋁電解槽，由陰極內襯熔池結構和陽極結構兩大部分 組成。陰極內襯用陰極碳塊、陰極鋼棒用搗固糊砌筑在一起，與電解槽的側部碳 塊構筑成鋁電解槽的熔池部分，它的作用是提供一個傳導強大電流使氧化鋁生成 電解鋁液的陰極電解熔池，陰極熔池的上表面為水平面，是實現(xiàn)電解槽陰極導 電、熔池功能的主要工作面，
現(xiàn)通用的鋁電解槽熔池底面，既陰極內襯的上表面是水平面設計，在電解 過程中，由于鋁液的比重大于電解質向下沉淀，依附在電解熔池陰極內襯上表面 和電解質下表面之間，形成一層鋁液層，這層鋁液層既是陰極的導電層，也是陰 極內襯上表面的保護層，同時也是陰極的一個電阻、磁場及磁旋流層。
電解槽熔池內陰極內襯上的產成鋁液，在磁場的作用下產生強大的鋁液磁 旋流，鋁液磁旋流的波動和沖擊導致由電解質構成的極距變化較大，使得電解槽 的極距升高、電壓降值設定較大，電解鋁工藝電耗增大。
這種由電解槽熔池陰極內襯上表面水平結構設計，和鋁電解槽熔池內的鋁 液因磁場所造成的鋁液層磁旋流，以及由磁旋流沖擊變化造成的電解極距設定較 高產生的工藝電阻耗，既電解極距不可控的變化因素，所造成的電解質極距電壓 降電耗，是國內外電解鋁行業(yè)都在想辦法解決的課題和難題。
發(fā)明內容為了消除和減輕電解槽熔池內的產成鋁液層的磁旋流，減少因 鋁液層磁旋流沖擊變化，使電解質極距增高的負面因素影響，降低電解鋁的生產 工藝電耗，我們根據(jù)多年從事電解鋁生產的實踐，和依據(jù)海岸防潮堤壩設計和農
3田萁壟設計的原理發(fā)明設計出了帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，其特點是 在鋁電解槽熔池內陰極內襯上，構造安裝有鋁液磁旋流調整裝置，靠鋁液磁旋流 調整裝置的阻隔作用，切斷或改變鋁液層磁場的磁力線，用以消除或減少電解槽 熔池內的鋁液因磁場產生的磁旋流波動對電解極距及電壓設定較高的負面因素 影響。
依據(jù)上述設計方案，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，鋁液磁旋流 調整裝置可用碳素石墨搗固糊料在陰極內襯上直接搗固制造而成。
依據(jù)上述設計方案，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，鋁液磁旋流調 整裝置可用抗鋁液電解質侵蝕的碳素石墨材料預制加工成部件后安裝在陰極內 襯上。
依據(jù)上述設計方案，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，鋁液磁旋流調 整裝置可用抗鋁液電解質侵蝕的耐火材料預制加工成部件后安裝在陰極內襯上。
依據(jù)上述設計方案，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，鋁液磁旋流調 整裝置可制作成矩形塊、園角矩形塊、梯形塊、圓柱形、園弧環(huán)形塊和凹凸臺形。
依據(jù)上述設計方案，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，鋁液磁旋流調 整裝置的上表面和下底面之間可設置有上下貫通的鋁液通流孔，其通流孔的斷面 還可以是圓形、矩形，或園角矩形。
依據(jù)上述設計方案，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，鋁液磁旋流調 整裝置在電解槽陰極內襯上可沿中心線方向進行平行布置、垂直布置、交叉布置， 可進行局部間隔布置或整體連接布置。
該發(fā)明的優(yōu)點是在電解槽熔池陰極內襯上，安裝構造上磁旋流調整裝置， 可以通過鋁液磁旋流調整裝置的阻隔作用，用切斷或阻隔改變鋁液磁旋流的流動方向，減輕鋁液磁旋流沖擊強度和波動影響范圍的方式，消除和減少因電解槽結 構設計所造成的電解槽熔池內產成鋁液層的磁場及磁旋流沖擊波動對電解質及 電解極距高度設定所帶來的負面影響，達到降低極距電壓設定，實現(xiàn)降低電解鋁 工藝電耗的目的。

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圖1:帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯，的主視斷面圖 圖2:為圖1的陰極內襯上表面俯視圖
圖3: —種用搗固糊在陰極內襯上直接構造的鋁液磁旋流調整裝置的斷面圖 圖4: 一種鋁液磁旋流調整裝置矩形結構主視圖-圖5:圖4側視圖6 —種鋁液磁旋流調整裝置為環(huán)形結構俯視平面圖 圖7:圖4側視圖 '
圖8: —種鋁液磁旋流調整裝置矩形結構帶有上下通孔結構的主視斷面圖， 圖9:為圖8的俯視平面圖
其圖中序號所示l鋁液磁旋流調整裝置、2陰極碳塊、3陰極鋼棒、4搗固 糊、5陰極內襯、6鋁液、7電解質、8保溫耐火層、9側部碳塊、IO鋼殼體。
具體實施方案帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯(5)是在鋁電解槽鋼 殼體(10)內，保溫耐火層(8)以上，側部碳塊中間由陰極碳塊(2)和陰極鋼 棒(3)用搗固糊(4)搗固砌筑而成后，如圖1所示，在鋁電解槽熔池陰極內襯 (5)上，產成鋁液(6)高度層內，根據(jù)電解槽熔池內鋁液(6)容量、鋁液(6) 層面高度、電流強度、電流分布密度，鋁液(6)的磁場變化、鋁液(6)磁旋流 運動方向或強度影響范圍，設置構造安裝上鋁液磁旋流調整裝置(1)靠鋁液磁旋流調整裝置的阻隔作用，切斷或改變電解槽磁場影響而產生的鋁液(6)磁旋流運動方向和波動影響的范圍及強度，減少或消除鋁液磁旋流波動對電解質(7)及電解極距電壓設定因素的負面影響。
如圖3所示，鋁液磁旋流調整裝置(1)可以用石墨碳素搗固材料直接搗固構造在陰極內襯(5)上。
鋁液磁旋流調整裝置(1)可用石墨碳素材料預制加工成塊狀部件，再用搗固糊或碳膠泥固定構造在陰極內襯(5)上，
鋁液磁旋流調整裝置(1)可用氮化硅結合碳化硅、炭化硅、高鋁剛玉、鋯英石等材料比重大于電解槽熔池內的產成鋁液(2)的比重的耐高溫抗鋁液抗電解質侵蝕的耐火材料預制加工成塊狀部件，再安裝構造在陰極內襯(5)上。
磁旋流調整裝置1可構造成的矩形、帶園角矩形、梯形、圓柱形、園環(huán)形狀，鋁掖鋁液磁旋流調整裝置(1)的下底面部可以可構造成平面，也可構造成凹凸臺槽型。
如圖8圖9所示，鋁液磁旋流調整裝置(1)的上表面和下底面之間可設置有上下貫通的鋁液通流孔，其通流孔的斷面還可以是矩形，或是半園矩形。
如圖2所示，鋁液磁旋流調整裝置(1)在電解槽陰極內襯(5)上可沿中心線方向進行平行布置、垂直布置、交叉布置，可進行局部間隔布置或整體連接布置。鋁液磁旋流調整裝置(1)在電解熔池陰極(5)上安裝構造后，如圖1圖所示，電解熔池內陰極內襯上的產成鋁液(6)能夠在鋁液磁旋流調整裝置a)周圍流通，調整裝置(1)上表面部的鋁液2運動相對穩(wěn)定的鋁液層。
權利要求1 帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯(5)由陰極碳塊(2)和陰極鋼棒(3)用搗固糊(4)砌筑而成，帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯其特征是在陰極內襯(5)上安裝構造有鋁液磁旋流調整裝置(1)
2.根據(jù)權利要求1所述的帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯其特 征是鋁液磁旋流調整裝置(1)可用碳素石墨搗固糊料在陰極內襯上直 接搗固制造而成。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯其特 征是鋁液磁旋流調整裝置(1)可用抗鋁液電解質侵蝕的耐火材料或碳 素石墨材料預制加工成部件后安裝在陰極內襯上。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯其特 征是鋁液磁旋流調整裝置(1)可制作成矩形塊，或圓角矩形塊、梯形 塊、圓柱型、圓弧形塊、凹凸臺形塊。
5.根據(jù)權利要求1所述的帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯其特 征是鋁液磁旋流調整裝置(1)的上表面和下底面之間可設置有上下貫 通的鋁液流通孔，其流通孔的斷面可以是圓形、矩形、或圓角矩形。
6.根據(jù)權利要求1所述的帶有鋁液磁旋流調整裝置的陰極內襯其特 征是鋁液磁旋流調整裝置(1)在電解槽陰極內襯(5)上可沿中心線 方向進行平行布置、垂直布置、交叉布置，可進行局部間隔布置或整體 連接布置。
專利摘要在電解槽熔池陰極內襯上，安裝構造上磁旋流調整裝置，可以通過鋁液磁旋流調整裝置的阻隔作用，用切斷或阻隔改變鋁液磁旋流的流動方向，減輕鋁液磁旋流沖擊強度和波動影響范圍的方式，消除和減少因電解槽結構設計所造成的電解槽熔池內產成鋁液層的磁場及磁旋流沖擊波動對電解質及電解極距高度設定所帶來的負面影響，達到降低極距電壓設定，實現(xiàn)降低電解鋁工藝電耗的目的。
文檔編號C25C3/08GK201261809SQ20082013241
公開日2009年6月24日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權日2008年8月12日
發(fā)明者偉 高, 高德金 申請人:高德金