專利名稱：中間匯流式鋁電解槽陰極裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋁電解槽陰極的結(jié)構(gòu)，特別涉及一種中間匯流式鋁電 解槽陰極裝置，屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前電解鋁工業(yè)生產(chǎn)用電解槽其陰極出電方式均為水平形式，即電流從電 解槽上部的陽極，垂直進(jìn)入位于底部的陰極，然后在鋼制的槽殼內(nèi)，通過水平 導(dǎo)電鋼棒從電解槽兩側(cè)導(dǎo)出電流，即兩側(cè)匯流式，這樣存在的問題有
1、 電解槽通過數(shù)十萬安培的強(qiáng)大電流，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)，目前研究表明， 熔體層垂直磁場(chǎng)與水平電流作用產(chǎn)生的電磁力是造成熔體流動(dòng)波動(dòng)以及電流效 率降低的主要因素，是制約當(dāng)前電解鋁工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步提高的一大因 素。而目前的電解槽由于全部的電流在鋼制槽殼內(nèi)均以水平方式導(dǎo)出，其產(chǎn)生 的不良影響是無法避免的。
2、 因?yàn)楝F(xiàn)有電解槽采用水平從兩側(cè)出電，為解決磁場(chǎng)問題及電流平衡問題， 系列回路母線設(shè)計(jì)復(fù)雜，線路長(zhǎng)，耗電大。
雖然現(xiàn)有資料顯示己有垂直出電的鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)，但其還沒有應(yīng)用于 鋁電解生產(chǎn)，主要原因是其施工難度大，工藝復(fù)雜，筑爐關(guān)鍵技術(shù)還未能取得 突破，使此項(xiàng)技術(shù)距離實(shí)際應(yīng)用還存在一定距離。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種設(shè)計(jì)新穎、施工簡(jiǎn) 單、利用現(xiàn)有施工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)且能夠提高生產(chǎn)效率的中間匯流式鋁電解槽陰 極導(dǎo)電體結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)用新型包括熔池部分和陰極電極部分，其中，熔池部分包括槽殼及設(shè) 置在槽殼內(nèi)的耐火保溫材料，槽殼安裝在槽殼支撐架上，槽殼支撐架被支墩所 支撐，上述的陰極電極部分包括陰極炭塊及其在陰極炭塊下方橫向設(shè)置的至少 一個(gè)陰極導(dǎo)電棒，在陰極導(dǎo)電棒的下部設(shè)有至少一個(gè)垂直導(dǎo)電棒，垂直導(dǎo)電棒 垂直穿過槽殼并與軟母線相連接，軟母線的下端與陰極出電母線連接，形成電 流通路。
在陰極炭塊的底部開有凹槽，上述凹槽的寬度大于陰極導(dǎo)電棒的厚度，且 陰極導(dǎo)電棒位于該凹槽內(nèi)。
上述的陰極導(dǎo)電棒為扁平的導(dǎo)電體，相鄰的陰極導(dǎo)電棒之間填充耐火材料。上述槽殼的底部開有供垂直導(dǎo)電棒垂直穿過的孔，孔徑與垂直導(dǎo)電棒的外 徑相配合；孔上安裝有套筒，且在套筒和垂直導(dǎo)電棒之間填充設(shè)有耐火填充料。 在垂直導(dǎo)電棒與槽殼的接觸處，粘有絕緣材料。 上述的陰極出電母線設(shè)置在母線支墩上。
上述的耐火保溫材料包括位于槽殼底部的耐火磚層和耐火材料，耐火材料 位于耐火磚層的上方；且在耐火材料上方兩側(cè)、陰極炭塊3的端部砌筑側(cè)部?jī)?nèi) 襯。
本實(shí)用新型的積極有益效果
1、 本實(shí)用新型槽殼內(nèi)不存在水平電流，不產(chǎn)生向上的電磁力，使鋁液層平 穩(wěn)，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產(chǎn)量，節(jié)省電能，而槽外的水平電流由 于受到鋼制槽殼的磁屏蔽，不會(huì)影響到槽內(nèi)液體層。
2、 本實(shí)用新型由于解決了鋁液受磁場(chǎng)影響而出現(xiàn)生產(chǎn)波動(dòng)的問題，可大量 簡(jiǎn)化鋁電解槽的母線配置，節(jié)省大量鋁材。
3、 本實(shí)用新型由于解決了液體導(dǎo)電層受磁場(chǎng)影響問題，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)技術(shù) 條件，提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)費(fèi)用。
4、 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，節(jié)省材料，使用壽命長(zhǎng)，具有良好的 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本實(shí)用新型陰極結(jié)構(gòu)的橫向剖面圖； 圖2為本實(shí)用新型陰極結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。
具體實(shí)施方式

如圖l、圖2所示，本實(shí)用新型包括熔池部分和陰極電極部分，其中，熔池 部分包括槽殼1及安裝在槽殼1內(nèi)的耐火保溫材料，上述的耐火保溫材料包括 位于槽殼1底部的耐火磚層7和耐火材料6，耐火材料6位于耐火磚層7的上方； 且在耐火材料6上方兩側(cè)、陰極炭塊3的端部砌筑側(cè)部?jī)?nèi)襯2。槽殼1安裝在槽 殼支撐架5上，槽殼支撐架5被支墩12所支撐。
上述的陰極電極部分包括陰極炭塊3及其在陰極炭塊3下方橫向設(shè)置的至 少一個(gè)陰極導(dǎo)電棒4。陰極炭塊3的底部開有凹槽，凹槽的寬度大于陰極導(dǎo)電棒 4的厚度。把陰極導(dǎo)電棒4用炭素糊料通過搗固安裝到陰極炭塊3的凹槽內(nèi)，要 求陰極導(dǎo)電棒4的一邊與陰極炭塊3的凹槽上面平齊?；蛘呦劝殃帢O導(dǎo)電棒4 放入陰極炭塊3的凹槽內(nèi)， 一邊與凹槽上口平齊，其它三面與凹槽保持一定縫 隙，在縫隙內(nèi)澆鑄液體金屬， 一般采用鐵。陰極導(dǎo)電棒4為扁平的導(dǎo)電體，相 鄰的陰極導(dǎo)電棒4之間填充耐火材料。在陰極導(dǎo)電棒4的下部設(shè)有至少一個(gè)垂直導(dǎo)電棒10，且垂直導(dǎo)電棒10與陰 極導(dǎo)電棒4垂直。陰極導(dǎo)電棒4和垂直導(dǎo)電棒10也可做成一體，以減小焊接位 置的電阻。垂直導(dǎo)電棒10垂直穿過槽殼1并與軟母線11相連接，軟母線11的 下端與陰極出電母線13連接，形成電流通路，且陰極出電母線13由母線支墩 14支撐。
槽殼1的底部開有供垂直導(dǎo)電棒10垂直穿過的孔，孔徑與垂直導(dǎo)電棒10 的外徑相配合；對(duì)準(zhǔn)孔的邊緣安裝有套筒8，要求焊接牢固、垂直，套筒8的上 端與陰極導(dǎo)電棒4的底面平齊或略低。且在套筒8和垂直導(dǎo)電棒10之間填充設(shè) 有耐火填充料9。在槽殼l的底面下方，從下逐層往上搗固耐火填充料9，搗固 到耐火填充料9與側(cè)部?jī)?nèi)襯2下底面平齊即可，為了增強(qiáng)密封效果，可在垂直 導(dǎo)電棒10與槽殼1的接觸周圍粘上絕緣材料15。
本實(shí)用新型制備完成后，砌筑在槽殼1底部的耐火磚層7和耐火材料6表 面平整，同時(shí)把安裝到一體的陰極炭塊3、陰極導(dǎo)電棒4、垂直導(dǎo)電棒10安裝 到槽殼1內(nèi)，垂直導(dǎo)電棒10套入套筒8中，并與套筒8內(nèi)部的四周保持均勻的 縫隙，3的底面與耐火材料6的上面結(jié)合，且每組陰極炭塊3的上表面平齊。
權(quán)利要求1、一種中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，包括熔池部分和陰極電極部分，其中，熔池部分包括槽殼(1)及設(shè)置在槽殼(1)內(nèi)的耐火保溫材料，槽殼(1)安裝在槽殼支撐架(5)上，槽殼支撐架(5)被支墩(12)所支撐，其特征在于所述的陰極電極部分包括陰極炭塊(3)及其在陰極炭塊(3)下方橫向設(shè)置的至少一個(gè)陰極導(dǎo)電棒(4)，在陰極導(dǎo)電棒(4)的下部設(shè)有至少一個(gè)垂直導(dǎo)電棒(10)，垂直導(dǎo)電棒(10)垂直穿過槽殼(1)并與軟母線(11)相連接，軟母線(11)的下端與陰極出電母線(13)連接，形成電流通路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，其特征在于在 陰極炭塊(3)的底部開有凹槽，所述凹槽的寬度大于陰極導(dǎo)電棒(4)的厚度， 且陰極導(dǎo)電棒(4)位于該F1槽內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，其特征在于 所述的陰極導(dǎo)電棒(4)為扁平的導(dǎo)電體，相鄰的陰極導(dǎo)電棒(4)之間填充有 耐火材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，其特征在于所 述槽殼(1)的底部開有供垂直導(dǎo)電棒(10)垂直穿過的孔，孔徑與垂直導(dǎo)電棒(10)的外徑相配合；孔上安裝有套筒(8)，且在套筒(8)和垂直導(dǎo)電棒(10) 之間填充設(shè)有耐火填充料(9)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，其特征在于 在垂直導(dǎo)電棒(10)與槽殼(1)的接觸處，粘有絕緣材料(15)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，其特征在于所述的陰極出電母線(13)設(shè)置在母線支墩(14)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，其特征在于所述的耐火保溫材料包括位于槽殼(1)底部的耐火磚層(7)和耐火材料(6)， 耐火材料(6)位于耐火磚層(7)的上方；且在耐火材料(6)上方兩側(cè)、陰極 炭塊(3)的端部砌筑側(cè)部?jī)?nèi)襯(2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種中間匯流式鋁電解槽陰極裝置，包括熔池部分和陰極電極部分，其中，熔池部分包括槽殼及設(shè)置在槽殼內(nèi)的耐火保溫材料，槽殼安裝在槽殼支撐架上，槽殼支撐架被支墩所支撐，陰極電極部分包括陰極炭塊及其在陰極炭塊下方橫向設(shè)置的至少一個(gè)陰極導(dǎo)電棒，在陰極導(dǎo)電棒的下部設(shè)有至少一個(gè)垂直導(dǎo)電棒，垂直導(dǎo)電棒垂直穿過槽殼并與軟母線相連接，軟母線的下端與陰極出電母線連接，形成電流通路。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型槽殼內(nèi)不存在水平電流，不產(chǎn)生向上的電磁力，使鋁液層平穩(wěn)，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產(chǎn)量，節(jié)省電能，而槽外的水平電流由于受到鋼制槽殼的磁屏蔽，不會(huì)影響到槽內(nèi)液體層。
文檔編號(hào)C25C3/08GK201224768SQ20082013091
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者梁學(xué)民, 王有山 申請(qǐng)人:河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司