CN201049966Y - 一种异形结构铝电解槽的阴极碳块 - Google Patents
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Abstract
一种异形结构铝电解槽的阴极碳块，属于铝电解技术领域。所述的异形结构铝电解槽，是指该铝电解槽其阴极结构为异形。本实用新型阴极碳块的下表面开有凹槽，用于安装阴极钢棒，其上表面具有若干凸起，其横断面为凸形或为矩形。采用本实用新型的铝电解槽可以减缓电解槽内阴极铝液的流动速度和降低铝液的波动高度，从而达到提高铝电解槽的金属铝液面的稳定性，减少铝的溶解损失，提高电流效率和减少极距，降低铝电解生产电能消耗，以及在阴极底部凸起的墙体之间能形成粘稠冰晶石熔体氧化铝的混合物或沉淀物，阻止阴极铝液通过槽底裂纹和缝隙流入槽底，熔化钢棒，达到延长电解槽寿命的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于铝电解技术领域，特别涉及一种异形结构铝电解槽的阴极碳块。
背景技术
铝电解生产是在960℃左右环境下进行，在熔解有氧化铝的冰晶石熔体的电解槽中，用电解的方法生产。用于电解槽的碳阴极是由多个底部安装有钢棒的阴极碳块组装和砌筑而成的。一般所用的阴极碳块是长方体，阴极碳块的底部加工成一个槽，然后将矩形断面的阴极钢棒放入其中，然后在钢棒与阴极碳块之间的缝隙捣入炭素糊，或用铸造铁水浇铸，使阴极钢棒与阴极碳块连在一起。由于安装有阴极钢棒的上表面是平的，阴极钢棒安装在阴极碳块的底面内，因此多组阴极碳块安装在电解槽中后，电解槽槽膛底表面是平的。阴极碳块与阴极碳块之间用炭素糊捣固粘结。槽膛侧衬也用碳砖砌筑，有时也用氮化硅结合的碳化硅砖砌筑。电解过程中，槽膛的下部为铝水，铝水的上部有熔融的电解质，上部炭阳极插入电解质熔体中。由于受阳极底表面逸出的阳极气体和电解槽内外导电体电流产生的磁场的影响，电解槽内的铝液不稳定，具有很大的波动，这种不稳定和波动影响电解槽极距的降低，对铝电解的电能消耗和电流效率产生影响。
实用新型内容
为了解决上述的存在的问题，本实用新型提供一种异形结构铝电解槽的阴极碳块。所述的异形结构铝电解槽，是指该铝电解槽其阴极结构为异形。
本实用新型阴极碳块的下表面开有凹槽，用于安装阴极钢棒，其上表面具有若干凸起，其横断面为凸形或为矩形。该若干凸起位于阴极碳块上表面与碳块的纵向长度方向相一致的中间或一侧或两侧，凸起部分为连续或间断，每个阴极碳块凸起为1～8个。凸起高度为50～200mm，宽度为200～350mm。
应用本实用新型阴极碳块砌成的电解槽，其槽膛底部形成了许多具有与系列电流方向相平行的竖直垂立于槽底表面的凸起，这种墙体是电解槽阴极碳块的组成部分。
该阴极碳块的材料与现有的铝电解槽的阴极碳块相同，即它可以是煅烧无烟煤的碳块，也可以是石墨质的阴极碳块，也可以是煅烧无烟煤与石墨两种材料构成的阴极碳块，还可以是石墨化的和半石墨化的阴极碳块。其密度在1.4～1.7g/cm2之间，电阻率在8～65Ω·m之间。
本实用新型的有益效果：采用该阴极碳块的铝电解槽可以减缓电解槽内阴极铝液的流动速度和降低铝液的波动高度，从而达到提高铝电解槽的金属铝液面的稳定性，减少铝的溶解损失，提高电流效率和减少极距，降低铝电解生产电能消耗，以及在阴极底部凸起的墙体之间能形成粘稠冰晶石熔体氧化铝的混合物或沉淀物，阻止阴极铝液通过槽底裂纹和缝隙流入槽底，熔化钢棒，达到延长电解槽寿命的目的。
附图说明
图1是本实用新型每个阴极碳块的上表面上有一个凸起，凸起部分断面形状为凸形的结构示意图，
图2是图1的侧视图，
图3是本实用新型每个阴极碳块的上表面上有两个凸起，凸起部分断面形状为凸形的结构示意图，
图4是图3的A-A剖视图，
图5是本实用新型每个阴极碳块的上表面上有8个凸起，凸起部分断面形状为矩形的结构示意图，
图6是图5的B-B剖视图，
图7是本实用新型每个阴极碳块的上表面上有5个凸起，此时阴极碳块纵向垂直的横断面，凸起部分断面形状为矩形的结构示意图，
图8是图7的侧视图；
图中1为上表面具有凸起的阴极碳块，2为阴极碳块的下表面，3为凸出于阴极碳块上表面的凸起，4.凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
实施例1：如图1、图2所示，本实用新型的下表面开有凹槽4，用于安装阴极钢棒，上表面具有1个凸起，该凸起的横断面为凸形。该凸起位于阴极碳块上表面与碳块的纵向长度方向相一致的中间，凸起的高度为100mm，宽度为300mm。
本例的阴极碳块以煅后无烟煤和碎石墨为骨料，以沥青为粘结剂，其上表面具有凸起墙体的铝电解槽阴极碳块的制作方法如下：将骨料按比例与沥青的混合物在200℃左右的温度下，经混捏后放入振动成型机中，上部放上其下表面有凹进去的铁制重物进行振动成型，凹进去的空间的断面形状与尺寸同预成型的阴极碳块上表面凸起的墙体的断面形状与尺寸相一致。振动成型出来的即为上表面具有凸起的生坯，生坯经1100～1300℃的高温焙烧后，即得上表面有凸起，其横断面为凸形的阴极碳块。
实施例2：如图3、图4所示，本实用新型的下表面开有凹槽4，用于安装阴极钢棒，上表面具有2个凸起，该凸起的横断面为凸形。2个凸起分别位于阴极碳块上表面与碳块的纵向长度方向相一致的一侧，凸起的高度为200mm，宽度为350mm。
本例的阴极碳块以煅后石油焦与煅后无烟煤为骨料，以沥青为粘结剂，基体为石墨化或半石墨化时，先将不同粒度的煅烧后的石油焦骨料与沥青的混合物，或煅后石油焦与煅后无烟煤的混合物料与粘结剂沥青的混合物在混捏机中充分混捏后，放入振动成型机模内，然后将其下表面有凹进去的铁制重物压在模内的物料上面；或稍加振动后，再将其下表面有凹进去的铁制重物压在模内的物料上面。振动成型完毕后，提起重物，进行脱模，制得其上表面有凸起的墙体的铝电解槽阴极碳块的生坯。生坯冷却后，置入环式焙烧窑或其他形式的焙烧窑中进行焙烧，制得其上表面具有凸起的铝电解槽阴极碳块的焙烧品，将此焙烧品置入石墨化炉中。依石墨化温度的不同，制得其上表面具有凸起墙体的半石墨化或石墨化制品。
实施例3：如图5、图6所示，本实用新型的下方开有槽，用于安装阴极钢棒，上表面具有8个凸起，该凸起的横断面为凸形的柱体。8个凸起分别位于阴极碳块上表面与碳块的纵向长度方向相一致的两侧，凸起的高度为50mm，宽度为200mm。
本例的阴极碳块以无烟煤或石墨质为骨料，或为二者的混合物时，将上述原料经煅烧后的不同粒度的骨料与沥青的混合物在混捏机中充分混捏后，放入现行的振动成型机中，然后在其上面放置下表面为平面的长方体重物，或稍加振动后，再放下表面有凹进去的铁制重物，进行振动成型。从振动成型机中出模的为上表面没有凸起墙体的长方体阴极碳块生坯，生坯冷却后置入环式炉或其它型式焙烧炉中进行焙烧，即将上述长方体阴极碳块的焙烧品，将此焙烧品放在机床上，进行机加工，制成其上表面沿其纵向方向具有凸起的铝电解槽阴极碳块。
实施例4：如图7、图8所示，本实用新型的下表面开有槽，用于安装阴极钢棒，上表面具有5个凸起，凸起的横断面为凸形。5个凸起分别位于阴极碳块上表面与碳块的纵向长度方向相一致的中间和两侧，凸起的高度为120mm，宽度为250mm。
本例阴极碳块以煅后石油焦、煅后无烟煤混合物为骨料，使用煤沥青为粘结剂，基体材料为石墨或半石墨化时，将上述原料经煅烧后的不同粒度的骨料与沥青的混合物在混捏机中充分混捏后，放入现行的振动成型机中，然后在其上面放下其下表面为平面的长方体重物，或稍加振动后，再放下表面有凹进去的铁制重物，进行振动成型。从振动成型机中出模的为上表面没有凸起的长方体阴极碳块生坯，生坯冷却后置入石墨化炉中进行石墨化，依石墨化温度的不同，即得长方体的阴极碳块的石墨化制品。将长方体阴极碳块的半石墨化或石墨化制品放在机床上进行机加工，制成本实用新型的其上表面为沿其纵向方向具有凸起的铝电解槽阴极碳块。
Claims (3)
1.一种异形结构铝电解槽的阴极碳块，其特征在于在其上表面具有若干凸起，该凸起的横断面为凸形或为矩形。
2.如权利要求1所述的一种异形结构铝电解槽的阴极碳块，其特征在于所述的若干凸起位于阴极碳块上表面与碳块的纵向长度方向相一致的中间或一侧或两侧，凸起部分为连续或间断，每个阴极碳块凸起为1～8个。
3.如权利要求1所述的一种异形结构铝电解槽的阴极碳块，其特征在于所述的凸起高度为50～200mm，宽度为200～350mm。
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