CN202323049U - 一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构 - Google Patents
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Abstract
一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构主要应用与铝电解槽阴极导电体即阴极碳块钢棒组结构的构造。其特征是：在阴极碳块钢棒组的阴极碳块同一条钢棒槽内，采用铸造金属和碳素捣固糊料两种材料作为阴极钢棒和阴极碳块之间的空隙的导电填充介质，将阴极碳块和阴极钢棒组装在一起，实施二者之间的构造连接。可用简化组装工序，降低铝电解槽阴极结构电压降，消除阴极铝液水平电流的方法，实现电解铝节能降耗生产的目的。
Description
技术领域：一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构主要应用与铝电解槽阴极导电体即阴极碳块钢棒组的构造结构。
背景技术：现通用的种铝电解槽阴极碳块钢棒组主要由阴极碳块和阴极钢棒两大部件组成，阴极钢棒构造在阴极碳块钢棒槽内，用导电介质加以固定，实现导电连接。二者之间的铁碳结合界面构造连接技术有两种方式，一种是用浇铸金属即浇铸磷生铁的方式，实现二者之间的铁碳结合界面的构造连接导电结合，另一种是用填充碳素糊料即捣固钢棒糊的方式，实现二者之间的铁碳结合界面的构造连接导电结合。上述现通用的阴极碳块和阴极钢棒构造技术的特点是：在阴极碳块的钢棒槽内阴极碳块和阴极钢棒之间，只能采用上述一种方式进行铁碳结合界面之间的构造结合。
因此，现通用的种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构存在以下缺点
1 在阴极碳块钢棒组的钢棒槽内，采用浇铸磷生铁的方式进行铁碳之间的构造结合，需预先将碳块和阴极钢棒进行加热，工序较为复杂；钢棒和碳块之间浇铸满磷生铁，虽然铁碳之间结合的电压降较低，但碳块易产生断裂。
2 在阴极碳块钢棒组的钢棒槽内，采用捣固填充钢棒糊的方式进行铁碳之间的构造结合，也需预先将碳块和阴极钢棒进行加热，虽然工序成本相对简单，其产品合格率较高，但铁碳之间结合的电压降较高。
3 在阴极碳块钢棒组的钢棒槽内，采用同一材质作为铁碳之间的导电介质，由于导电介质的电阻率和导电结合面积相同，在阴极碳块钢棒组砌筑成铝电解槽阴极内衬后，致使阴极碳块上表面的铝液产生水平电流，降低铝电解槽的电流效率。
发明内容：为克服现通用技术，在阴极碳块钢棒组同一阴极钢棒槽内的铁碳结合过渡间隙内，采用同一的导电介质所形成的上述缺陷。本发明设计提出了一种新型的铝电解槽阴极碳块钢棒组构造技术方案。即本发明所述的铝电解槽阴极碳块钢棒组结构和构造技术方案。
本发明一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构的特征是：在阴极碳块钢棒组的阴极碳块同一条钢棒槽内，采用铸造金属和碳素捣固糊料两种材料作为阴极钢棒和阴极碳块之间空隙的导电填充介质，将阴极碳块和阴极钢棒组装在一起，实施二者之间的构造连接。
依据上述技术方案，在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，铸造金属和碳素捣固糊料两种材料的结合层面与阴极碳块的上表面相互平行，即两种材料的结合界面为水平构造结构。
依据上述技术方案，在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，铸造金属和碳素捣固糊料两种材料的结合层面与阴极碳块的上表面相互垂直，即两种材料的结合界面为垂直构造结构。
依据上述技术方案，在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，铸造金属和碳素糊料两种材料的结合层面与阴极碳块的上表面相互倾斜，即两种材料的结合界面为倾斜构造结构。
依据上述技术方案，在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，铸造金属和碳素捣固糊料两种材料的结合层面之间，可进行交叉连接，即两种材料的结合界面为交叉构造结构
依据上述技术方案，一种铝电解槽阴极碳块组构造结构的阴极钢棒上制造有孔或缝槽。
依据上述技术方案，一种铝电解槽阴极碳块组构造结构的阴极钢棒采用铜钢两种金属材料组合构造而成。
依据上述技术方案，一种铝电解槽阴极碳块组构造结构的阴极钢棒的断面为金属分层组合构造结构。
依据上述技术方案，在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，阴极碳块和阴极钢棒的出电端的铁碳结合处，用绝缘的耐火料进行捣固扎实，实施绝缘连接。
在铝电解槽构造安装过程中，采用本发明一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构即在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，采用浇铸金属和碳素碳素捣固糊料相结合的两种构造方式，即在阴极钢棒槽和阴极钢棒结合处的顶端部位，设定的高度层缝隙内，先浇铸一层金属导电介质如磷生铁，实现阴极钢棒和阴极碳块铁-铁-碳导电结合后，再在余下的铁碳结合处高度层内的缝槽内，采用捣固碳素糊料的方法，用钢棒糊作为导电介质，实现阴极钢棒和阴极碳块铁-碳-碳的导电结合，
种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构与单一的采用浇铸金属用磷生铁作为导电介质的结构工艺相比，具有以下优点，不仅可省去阴极碳块和阴极钢棒的预加热工序，减少构造成本，还可防止碳块脆裂，提高产品的合格率；与单一的捣固碳素糊料用钢棒糊作为导电介质的结构工艺相比，即可提高阴极碳块钢棒组的导电性能，又可利用浇铸金属的预热，省去阴极碳块和阴极钢棒的预加热工序，同时可利用铸造金属和碳素糊料两种不同材质之间的导电性能的差异和铁碳导电面积的组合，消除或减缓铝电解槽阴极水平电流的产生，达到降低铝电解槽生产电耗的目的。
附图说明：发明一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构的技术特征和结构特点以及实现的方法，在实施例和附图说明中表述的更为清楚。
图1一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构实施例1组装时的主视图
图2为图1的俯视图
图3一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构实施例2组装时的主视图
图4为图3的俯视图
图5一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构实施例3组装时的主视图
图6为图5的俯视图
图7一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构的阴极钢棒的主视图
图8为图7的侧视图
图9一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构的阴极钢棒的主视图
图10为图9的侧视图
图11一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构的阴极钢棒的主视图
图11为图11的侧视图
图13一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构的阴极钢棒的主视图
图14为图13的侧视图
其图中所示；1阴极碳块、2阴极钢棒、3分隔钢筋4铸造金属、5碳素钢棒糊、6绝缘耐火材料，7孔洞、8槽缝、9铜板、10扁钢板。11钢棒槽
具体实施方式：本发明一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特点是，采用用浇铸金属和捣固糊料两种工艺，在阴极碳块钢棒组的同一阴极碳块钢棒槽内，用铸造金属和碳素糊料两种材料作为缝间填充介质，将阴极碳块和阴极钢棒构造组装在一起，实施二者之间的导电固定导电连接。用简化组装工序，降低铝 电解槽阴极结构电压降，消除阴极铝液水平电流的方法，实现电解铝节能降耗生产的目的。
实施例1：如图1、图2所示，为了提高阴极钢棒组的导电性能，降低槽底电压降，先在阴极钢棒(2)上焊接铸造金属和碳素糊料区域分隔钢筋(3)，确定浇铸铸造金属(4)的区间。本实施例的铸造金属(2)区间为阴极钢棒(2)与阴极碳块(1)钢棒槽(11)的的下端部(当阴极碳块组装时，阴极碳块钢棒槽的开口向上，工作状态为开口向下)高度为阴极钢棒的1/4左右。阴极钢棒槽(11)的两端和其余部为碳素捣固糊料(5)。
在阴极碳块(1)和阴极钢棒(2)组装时，将阴极碳块(1)的底部，即阴极碳块底部的钢棒槽(11)开口向上，将阴极钢棒(2)放置在阴极碳块(1)钢棒槽内(11)，先将熔化的磷生铁铁水(4)即铸造金属，浇铸到所设定的区域，即阴极碳块(1)钢棒槽(11)与阴极钢棒(2)之间的底部空隙中，用铸造金属(4)磷生铁作为介质，实现阴极钢棒(2)下底部(倒过来为阴极钢棒顶部)面，以及两侧底面与阴极碳块(1)钢棒槽(11)底侧部之间的铁-铁-碳界面导电固定连接；在完成浇铸磷生铁的工序后，再用碳素钢棒糊(6)做填充料，施用捣固工艺，将阴极钢棒(2)和阴极碳块钢棒槽(11)槽壁之间的空隙捣固扎实，完成阴极钢棒(2)和阴极碳块(2)铁-碳-碳界面之间的导电固定连接。即构造完成在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内(11)，铸造金属(4)和碳素捣固糊料(5)两种材料的结合层面与阴极碳块(1)的上表面相互平行，结合界面为水平构造结构的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构。
实施例2；如图3、图4所示，为了消除铝电解槽内阴极的水平电流，降低槽底电压降，本实施例利用铸造金属即浇铸磷生铁的导电性能优于捣固填充碳 素糊料的特点，有意逐步加强阴极碳块钢棒组的内部导电率的设计，其铸造金属的导电连接区域为三角形，铸造金属与碳素捣固糊的结合界面为倾斜面，阴极钢棒上的用于调整、定型分隔铸造金属和碳素糊料导电结合面积为了增加阴极钢棒区间的区域分隔钢筋按设计要求固定在阴极钢棒上。
本实施例2与实施例1的实施工艺和构造方法基本相同，其区别在于：在阴极碳块钢组的同一条阴极碳块钢棒槽内，用于阴极钢棒(2)和阴极碳块(1)钢棒槽(11)进行导电固定连接的介质，铸造金属(4)和碳素糊料(5)两种材料的结合层面与阴极碳块的上表面为相互倾斜的构造结构。
实施例3；如图5、图6所示，为了降低铝电解槽的槽底电压降，消除铝液的水平电流，阴极钢棒(2)与阴极碳块(1)钢棒槽(11)内壁的铁碳结合区域，即铸造金属和碳素糊料的填充区间，为矩形交叉设计，其阴极钢棒和阴极碳块钢棒槽在出电端结合处的缝间填充料为绝缘耐火材料。
其构造工艺和方法与实施例1基本相同。
如图7、图8所示，为了增加阴极钢棒(2)与导电填充介质的导电面积，加强构造连接强度，在阴极钢棒(11)上设置制作有孔洞(7)。
如图9、图10所示，为了增加阴极钢棒(2)与导电填充介质的导电面积，加强构造连接强度，在阴极钢棒上设置制作有缝槽(8)。
如图11、图11所示为了增加阴极钢棒(2)与导电填充介质的导电面积，加强构造连接强度，阴极钢棒(2)采用多块扁钢板(10)叠加分层制作而成
如图13、图14所示为了提高阴极钢棒的局部导电性能，在阴极钢棒(2)内端构造有导电铜板(2)，采用铜钢两种金属组装构造成一根阴极钢棒。
常用铸造金属为磷生铁，但也包括其它铸铁等。
Claims (9)
1.一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：在阴极碳块钢棒组的阴极碳块(1)同一条钢棒槽(11)内，采用铸造金属(4)和碳素糊料(5)两种材料作为阴极钢棒(2)和阴极碳块(1)之间空隙的导电填充介质，将阴极碳块(1)和阴极钢棒(2)组装在一起，实施二者之间的构造连接。
2.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：阴极碳块(1)和阴极钢棒(2)的出电端的铁碳结合处，用绝缘的耐火料进行捣固扎实，实施绝缘连接。
3.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：在同一阴极碳块(1)钢棒槽(11)内，铸造金属(4)和碳素糊料(5)两种材料的结合层面与阴极碳块(1)的上表面相互平行，即两种材料的结合界面为水平构造。
4.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：在同一阴极碳块(1)钢棒槽(11)内，铸造金属(4)和碳素糊料(5)两种材料的结合层面与阴极碳块(1)的上表面相互垂直，即两种材料的结合界面为垂直构造。
5.依据权利要求1一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：在同一阴极碳块(1)钢棒槽(11)内，铸造金属(4)和碳素糊料(5)两种材料的结合层面与阴极碳块(1)的上表面相互倾斜，即两种材料的结合界面为倾斜构造。
6.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：在同一阴极碳块(1)钢棒槽(11)内，铸造金属(4)和碳素糊料(5)两种材料的结合层面之间，可进行交叉连接，即两种材料的结合界面为交叉构造。
7.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：其阴极钢棒(2)上构造有孔(7)或缝槽(8)。
8.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是： 阴极钢棒(2)采用铜钢两种金属材料组合构造而成。
9.依据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极碳块钢棒组结构，其特征是：其阴极钢棒(2)的断面为金属分层结构。
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