專利名稱：大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種大型預(yù)焙鋁電解 槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。二、技術(shù)背景現(xiàn)代鋁工業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備為鋁電解槽，鋁電解槽的基本生產(chǎn)過程 是直流電通過立柱母線、陽極母線、陽極導(dǎo)桿進(jìn)入炭素陽極，在炭素陽極與冰晶石電解質(zhì)熔 體的界面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，將溶解在冰晶石電解質(zhì)熔體中的氧化鋁電解成液態(tài)電解鋁，沉 積在電解槽底部，炭素陽極不斷消耗并釋放出CO2氣體。直流電流經(jīng)液態(tài)金屬鋁再流進(jìn)其 下方的炭素陰極，最后通過鑲嵌在炭素陰極內(nèi)的陰極鋼棒從電解槽兩側(cè)流出，通過槽底母 線進(jìn)入下一臺電解槽。傳統(tǒng)的鋁電解槽結(jié)構(gòu)為陰極鋼棒水平出電形式，但在最近20年里， 電流效率增加不足3%，直流電耗降低不足700kWh/t，究其原因，傳統(tǒng)的電解槽結(jié)構(gòu)及內(nèi)襯 結(jié)構(gòu)是其重要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服傳統(tǒng)的鋁電解槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，提供一 種設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高且能大幅度提高生產(chǎn)效率的大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，包括電解槽槽殼、耐火材料層、保溫材 料層、防滲材料層和炭素陰極，所述電解槽槽殼底壁上設(shè)置有所述保溫材料層和防滲材料 層，其側(cè)壁設(shè)置有所述耐火材料層，貫穿所述電解槽槽殼底壁、保溫材料層和防滲材料層設(shè) 置有鋼套筒，所述炭素陰極由炭素炭塊和陰極鋼棒組成，所述陰極鋼棒上端鑲嵌在炭素炭 塊中，其下端從所述鋼套筒中穿出，所述炭素陰極與所述電解槽槽殼側(cè)壁上的耐火材料層 之間設(shè)置有高強度澆注料層和炭素糊層，并且，相鄰所述炭素陰極之間設(shè)置有炭素糊層。所述炭素陰極的配置數(shù)量與鋁電解槽炭素陽極的配置數(shù)量相同，且位置一一對 應(yīng)，每個所述陰極炭素陰極均設(shè)置兩組陰極鋼棒，所述陰極鋼棒垂直向下由電解槽槽殼底 部引出，引出位置與電解槽陽極導(dǎo)桿位置相對應(yīng)。所述鋼套筒下端設(shè)置有法蘭邊，該法蘭邊通過螺栓或螺釘與所述電解槽槽殼底壁 活動式連接。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明使鋁電解槽鋁液層的水平電流極小，保證了鋁電解槽在生產(chǎn)過程中鋁液 層的平穩(wěn)，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產(chǎn)量，節(jié)省電能。2、本發(fā)明設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)簡單，解決了液體導(dǎo)電層受磁場影響問題，因而可以簡化生產(chǎn)技術(shù)條件，大幅提高生產(chǎn)效率，且減少生產(chǎn)費用。3、本發(fā)明容易實施，節(jié)省材料，使用壽命長，推廣后具有良好的社會和經(jīng)濟效益。 四


圖1為鋁電解槽內(nèi)襯橫向剖面圖2為鋁電解槽內(nèi)襯縱向剖而圖。 五
具體實施例方式實施例參見圖1、圖2，圖中，大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)包括電解槽槽殼7、耐火材料層1、保溫材料層6、防滲材料層5和炭素陰極3，電解槽槽殼7底壁上設(shè)置有 保溫材料層6和防滲材料層5，其側(cè)壁設(shè)置有耐火材料層1，貫穿電解槽槽殼7底壁、保溫材 料層6和防滲材料層5設(shè)置有鋼套筒8，炭素陰極3由炭素炭塊和陰極鋼棒9組成，陰極鋼 棒9上端鑲嵌在炭素炭塊中，其下端從鋼套筒8中穿出，炭素陰極與電解槽槽殼7側(cè)壁上的 耐火材料層1之間設(shè)置有高強度澆注料層4和炭素糊層2，并且，相鄰炭素陰極之間設(shè)置有 炭素糊層2。炭素陰極的配置數(shù)量與鋁電解槽炭素陽極的配置數(shù)量相同，且位置一一對應(yīng)，每 個陰極炭素陰極均設(shè)置兩組陰極鋼棒9，陰極鋼棒9垂直向下由電解槽槽殼7底部引出，弓丨 出位置與電解槽陽極導(dǎo)桿位置相對應(yīng)。鋼套筒8下端設(shè)置有法蘭邊，該法蘭邊通過螺栓或 螺釘10與電解槽槽殼7底壁活動式連接。制作方法在陰極鋼棒9對應(yīng)電解槽槽殼7上的位置處加工孔，通過螺栓或螺釘 10將鋼套筒8安裝在電解槽槽殼7底板上，以便于砌筑內(nèi)襯材料。安裝好鋼套筒8后，砌筑 保溫材料層6，并鋪筑防滲材料層5，待防滲材料層5打?qū)嵑?，安裝炭素陰極3。炭素陰極3 由炭素炭塊和陰極鋼棒9組成，在筑爐前先將陰極鋼棒9鑲嵌在炭素炭塊中備用。安裝炭 素陰極3時將兩個陰極鋼棒9引出端通過鋼套筒8引出電解槽槽殼7底板。炭素陰極3安 裝完畢后再按照傳統(tǒng)的筑爐規(guī)程依次澆注或砌筑高強度澆注料層4、側(cè)部耐火材料層1 (復(fù) 合碳塊)及炭素糊層2等材料，相鄰炭素陰極之間也澆注炭素糊層2。
權(quán)利要求
一種大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，包括電解槽槽殼、耐火材料層、保溫材料層、防滲材料層和炭素陰極，其特征在于所述電解槽槽殼底壁上設(shè)置有所述保溫材料層和防滲材料層，其側(cè)壁設(shè)置有所述耐火材料層，貫穿所述電解槽槽殼底壁、保溫材料層和防滲材料層設(shè)置有鋼套筒，所述炭素陰極由炭素炭塊和陰極鋼棒組成，所述陰極鋼棒上端鑲嵌在炭素炭塊中，其下端從所述鋼套筒中穿出，所述炭素陰極與所述電解槽槽殼側(cè)壁上的耐火材料層之間設(shè)置有高強度澆注料層和炭素糊層，并且，相鄰所述炭素陰極之間設(shè)置有炭素糊層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述炭 素陰極的配置數(shù)量與鋁電解槽炭素陽極的配置數(shù)量相同，且位置一一對應(yīng)，每個所述陰極 炭素陰極均設(shè)置兩組陰極鋼棒，所述陰極鋼棒垂直向下由電解槽槽殼底部引出，引出位置 與電解槽陽極導(dǎo)桿位置相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型預(yù)焙鋁電解槽新型陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述鋼套筒下端設(shè)置有法蘭邊，該法蘭邊通過螺栓或螺釘與所述電解槽槽殼底壁活動式連 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型預(yù)焙鋁電解槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其電解槽槽殼底壁上設(shè)置有所述保溫材料層和防滲材料層，其側(cè)壁設(shè)置有所述耐火材料層，貫穿所述電解槽槽殼底壁、保溫材料層和防滲材料層設(shè)置有鋼套筒，所述炭素陰極由炭素炭塊和陰極鋼棒組成，所述陰極鋼棒上端鑲嵌在炭素炭塊中，其下端從所述鋼套筒中穿出，所述炭素陰極與所述電解槽槽殼側(cè)壁上的耐火材料層之間設(shè)置有高強度澆注料層和炭素糊層，并且，相鄰所述炭素陰極之間設(shè)置有炭素糊層。本發(fā)明解決了液體導(dǎo)電層受磁場影響問題，使鋁電解槽鋁液層的水平電流極小，保證了鋁電解槽在生產(chǎn)過程中鋁液層的平穩(wěn)，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產(chǎn)量，節(jié)省電能。
文檔編號C25C3/08GK101838824SQ201010177120
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者馮冰, 劉靜, 梁學(xué)民, 王有山 申請人:河南中孚實業(yè)股份有限公司