一種鋁電解槽陰極結構制造技術

本發明專利技術提供了一種鋁電解槽陰極結構，屬于鋁電解技術領域。包括陰極區、電解槽內襯側部及保溫爐底；陰極區由槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊組成。在鋁電解過程中，陰極鋁棒作為導電連接體連接母線和鋁液層陰極進行鋁電解。所述陰極鋁棒，內嵌冷卻循環管道，并結合槽控制在線監測系統使用，通過槽控制在線監測系統實時監測陰極鋁棒工作情況，實時調節冷卻循環水壓力和流量，將陰極鋁棒上表面溫度控制在600℃以下。本發明專利技術的鋁液陰極具有大大延長電解槽槽壽命，降低電解槽爐底壓降280mv以上，優化爐底結構，建立保溫爐底，減少電解槽爐底散熱損失的優點。

Cathode structure of aluminum electrolytic bath

The invention provides a cathode structure of an aluminum electrolytic bath, which belongs to the technical field of aluminum electrolysis. The utility model comprises a cathode area, an inner side part of the inner side of the electrolytic bath and a thermal insulation bottom. In the process of aluminum electrolysis, the cathode aluminum rod is used as the conductive connection to connect the bus and the aluminum liquid layer cathode for aluminum electrolysis. The cathode aluminum rod, embedded cooling pipes, combined with groove control of online monitoring system, real-time monitoring through the slot control cathode aluminum rod work online monitoring system, real-time adjustment of cooling water pressure and flow, the cathode aluminum rod surface temperature controlled at 600 DEG C. The aluminum liquid cathode of the invention has the advantages of greatly prolonging the service life of the electrolytic tank, reducing the pressure drop above 280mv of the bottom of the electrolytic bath, optimizing the structure of the furnace bottom, establishing the thermal insulation bottom and reducing the heat loss of the bottom of the electrolytic bath.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋁電解
，特別涉及一種鋁電解槽陰極結構。
技術介紹
目前鋁電解工業依舊采用自冰晶石-氧化鋁熔鹽電解鋁方法(霍爾-埃魯法)。陽極由鋁導桿、鋼爪和碳塊組成陽極炭塊組，陰極由鋁液、陰極鋼棒和碳塊組成。這導致鋁電解工業存在一些不足，首先，電解槽槽壽命短，陰極在鋁電解過程中雖然不消耗，但在高溫、強磁場、大電流、強腐蝕環境下受化學腐蝕和熱應力的作用，電解槽內襯會遭到嚴重破壞而迫使停槽大修。目前國內工業鋁電解槽中的陰極炭塊使用周期好的在4-5年，有的陰極炭塊卻使用不足一年就已破損，電解槽槽壽命短。停槽大修會消耗大量的人力、物力，產量下降，經濟損失較大，而且廢舊陰極內襯回收利用技術還不成熟，存在環境污染問題。其次，爐底壓降高，爐底壓降一部分是陰極材料上產生的壓降，一部分是生產過程中沉積在陰極表面上的沉淀結殼產生的壓降，陰極鋼棒作為連接母線和炭塊的導體，碳鋼接觸壓降高，鋼棒壓降高，增加了鋁電解的電耗。最后，目前鋁電解槽的能量利用率僅為47％，有一半能量都浪費掉了，其中電解槽陰極區散熱損失占總損失的22％，國內大中型鋁電解機理陰極區散熱損失一般在0.85V-1.05V左右，平均值在0.9V左右，電解槽熱損失大。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種鋁電解槽陰極結構，彌補現有技術的不足，具有延長電解槽壽命，降低陰極壓降，減少熱損失等優點。本專利技術采用以下技術方案：一種鋁電解槽陰極結構，包括陰極區、電解槽內襯側部及保溫爐底；所述陰極區由槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊組成，所述槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊自上而下排列。進一步，所述陰極鋁棒作為導電連接體連接母線與鋁液層陰極，陰極鋁棒與母線采用壓接方法連接。進一步，所述陰極鋁棒內嵌有冷卻循環管道，所述冷卻循環管道通過快速接頭與外部槽控制在線監測系統連接。進一步，所述槽控制在線監測系統包括溫度感受器和冷卻水供應系統，槽控制在線監測系統實時監測陰極鋁棒工作情況。進一步，所述電解槽內襯側部由底糊和高強防滲澆注料構成。本專利技術還對電解槽爐底進行了改進，采用保溫爐底結構，所述保溫爐底由超強保溫防滲料、蛭石保溫磚、硅酸蓋板組成。本專利技術的有益效果是：槽內鋁液層在電解過程中平鋪在陰極鋁棒上，代替了傳統的由陰極鋼棒和炭塊組裝為一體的陰極炭塊組。由于陰極鋁棒內嵌有冷卻循環管道，與槽控制在線監測系統配合使用，且通過槽控制在線監測系統實時監測陰極鋁棒工作情況，實時調節冷卻循環水壓力和流量，將陰極鋁棒上表面溫度控制在600℃以下，可確保陰極鋁棒永不會被熔化。本專利技術解決了傳統電解槽陰極炭塊以及內襯破壞，陰極鋼棒熔化，無導電連接頭被迫停槽大修的問題，本專利技術的陰極結構大大延長了電解槽壽命。本專利技術顛覆了傳統的鋁電解槽陰極，使用導電性能優于鋼棒的陰極鋁棒且改變了傳統陰極炭塊尺寸和位置，將陰極壓降由原來的鋁液壓降、鋁液-爐底接觸壓降、陰極炭塊壓降，陰極炭塊-陰極鋼棒接觸壓降、陰極鋼棒壓降優化為鋁液壓降、陰極炭塊壓降，陰極炭塊-陰極鋁棒接觸壓降、陰極鋁棒壓降，降低鋁電解槽的爐底壓降280mv以上。附圖說明圖1為本專利技術的一種鋁電解槽陰極結構縱剖面示意圖圖中：1陰極炭塊；2快速接頭；3陰極鋁棒；4冷卻循環管道；5鋁液層；6電解質；7陽極炭塊；8母線；9底糊；10高強防滲澆注料；11超強保溫防滲料；12蛭石保溫磚；13硅酸蓋板具體實施方式如圖1所示，鋁電解槽陰極結構，包括陰極區、電解槽內襯側部及保溫爐底，陰極區由槽內鋁液層5、陰極鋁棒3、陰極炭塊1組成，所述槽內鋁液層5、陰極鋁棒3、陰極炭塊1自上而下排列。陰極鋁棒3作為導電連接體連接母線8與鋁液層陰極，陰極鋁棒3與母線8采用壓接方法連接。陰極鋁棒3內嵌有冷卻循環管道4，所述冷卻循環管道4通過快速接頭2與外部槽控制在線監測系統連接。槽控制在線監測系統包括溫度感受器和冷卻水供應系統，槽控制在線監測實時監測陰極鋁棒3工作情況。電解槽內襯側部由底糊9和高強防滲澆注料10構成。電解槽爐底采用保溫爐底結構，所述保溫爐底由超強保溫防滲料11、蛭石保溫磚12、硅酸蓋板13組成。本專利技術在工作時，槽內鋁液層5在電解過程中平鋪在陰極鋁棒3上，代替了傳統的由陰極鋼棒和炭塊組裝為一體的陰極炭塊組。使用陰極鋁棒具有降低壓降，減少能耗的優點。同時為了確保陰極鋁棒在電解過程中永不會被熔化，將陰極鋁棒與槽控制在線監測系統相連。當陰極鋁棒溫度過高時，通過溫度感受器實時傳遞信號給冷卻水供應系統，冷卻循環水自動調節水壓及流量，將陰極鋁棒上表面溫度始終控制在600℃以下。本專利技術提供的電解陰極區也可與現有的電解槽配合使用，且不需要改變現有電解槽的尺寸結構。以上所述僅為本專利技術的較佳實施例而已，并不用以限制本專利技術，凡在本專利技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋁電解槽陰極結構，包括陰極區、電解槽內襯側部及保溫爐底，其特征在于，所述陰極區由槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊組成，所述槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊自上而下排列。

【技術特征摘要】
1.一種鋁電解槽陰極結構，包括陰極區、電解槽內襯側部及保溫爐底，其特征在于，所述陰極區由槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊組成，所述槽內鋁液層、陰極鋁棒、陰極炭塊自上而下排列。2.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽陰極結構，其特征在于，所述陰極鋁棒作為導電連接體連接母線與鋁液層陰極，陰極鋁棒與母線采用壓接方法連接。3.根據權利要求2所述的一種鋁電解槽陰極結構，其特征在于，所述陰極鋁棒內嵌有冷卻循環管道，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣小林，盧超，黃薇，徐龍飛，李立，蔣赟卓，
申請(專利權)人：陜西銀仕達信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61