CN209082009U - 一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，在铝电解槽阴极(4)表面设置若干用阻流挡块组装而成的电磁力隔离框(6)，电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为分体式结构，也可制作成一体式结构，电磁力隔离框(6)设置于铝电解槽烟道侧、出铝侧以及立柱母线附近等电磁扰动较大的区域。本实用新型通过对电磁力隔离框(6)安放位置、实现方法及排列方式的优化，实现对铝电解槽电磁干扰大的不稳定区的有效隔离，降低电磁力扰动对铝电解槽稳定运行造成的影响，同时实现全方位阻流，降低铝液流速效果显著，可对在产的铝电解槽实施快速改造，改造后，可实现在低极距条件下平稳高效生产，达到降低电解能耗提高电流效率的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及铝电解槽技术领域，具体为一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构。
背景技术
目前工业上制取纯铝的主要方法是冰晶石-氧化铝熔盐电解法，该方法电解槽运行电压一般控制在3.95v以上，电能利用率不到50％。由于槽内铝液及电解质受电磁力作用而循环运动，导致阴极铝液面产生波动，虽然现在的大型铝电解槽通过优化母线配置已大大降低了磁场的不良影响，但是在电解槽角部及立柱母线附近垂直磁场分量依然较大，垂直磁场与水平电流的存在严重影响了电解槽的稳定运行。如果能采取措施降低电磁力对磁流体的扰动，同时降低铝液面波动幅度，将能使电解槽在更低运行电压条件下实现稳定高效运行，达到降低电解能耗提高电流效率的目的。
近年来，围绕降低铝电解能耗等课题，有关专家、企业及科研院所进行了大量的研究，取得了一系列成果，其中，比较有代表性的发明成果有冯乃祥的异型阴极技术以及沈阳铝镁设计研究院发明的铝电解槽节能降耗方法等，这类发明技术的主要原理就是通过在铝电解槽阴极表面设置凸台，阻挡铝液流动，可降低铝液面波动幅度，进而降低极距和槽电压，达到降低电解能耗提高电流效率的目的，但是，现有技术在推广应用过程中也出现了一系列问题：⑴、阴极凸台采用全槽均匀布置，没有考虑铝电解槽磁场分布，凸台的布置排列方式有待优化。⑵、异型阴极凸台在生产阶段存在断裂现象，凸台断裂后不仅影响阻流效果，同时还降低电解槽寿命。⑶、异型阴极槽在使用寿命达到3年左右时，由于阴极凸台的逐步消耗，阻流效果将明显下降。⑷、异型阴极技术只适用于大修槽，不能实现对生产槽在线改造，因此，适用范围存在较大局限。⑸、对现有的采用阻流挡块进行阻流的方法而言，因单个阻流挡块附着力有限，在电磁力扰动较大的区域普遍存在移位现象，进而影响阻流效果。
因此，提供一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，该技术可快速对在产铝电解槽实施改造，改造后可有效削弱电磁力扰动对生产造成的不利影响，进一步降低铝液流速，提高磁流体稳定性，确保电解槽在更低极距及槽电压的情况下长期平稳高效运行。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，它通过对电磁力隔离框安放位置、实现方法以及排列方式的优化，实现对铝电解槽电磁干扰大的不稳定区的有效隔离，降低电磁力扰动对铝电解槽稳定运行造成的影响，同时实现全方位阻流，降低铝液流速效果显著，可对在产的铝电解槽实施快速改造，改造后，可实现在低极距条件下平稳高效生产，达到降低电解能耗提高电流效率的目的。
本实行新型的目的是这样实现的：
一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，包括槽壳(1)，设置在槽壳(1)上的阴极钢棒(5)，槽壳(1)内设置有侧部炭块(2)，侧部炭块(2)内设置有人造伸腿(3)，人造伸腿(3)之间设置有阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽阴极碳块(4)表面设置若干电磁力隔离框(6)，电磁力隔离框(6)根据磁场分布情况设置于铝电解槽内运行不稳定的区域，包括烟道侧、出铝侧以及立柱母线周围区域。
所述的电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为分体式结构时，电磁力隔离框(6)采用阻流挡块组装而成，阻流挡块材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为50mm～250mm，长度为200mm～2000mm，密度应不小于 2500Kg/m3。
所述的电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为分体式结构时，电磁力隔离框(6)在更换阳极时人工放置于烟道侧、出铝侧以及立柱母线附近等电磁扰动较大的位置。
所述的电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为一体式结构时，采用半石墨或全石墨碳素材质，通过振动成型并经焙烧制得，在新建铝电解槽或大修铝电解槽时置入。
积极有益效果：本实用新型提供的一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，可以大幅降低电磁力扰动对铝电解槽稳定运行造成的影响，电磁力隔离框由多块阻流挡块组装而成，大大增强了电磁力隔离框在阴极碳块表面的附着力，有效防止移位现象的发生，同时可降低铝液流速及铝液面波动幅度，实现在更低极距条件下平稳高效生产，达到降低电解能耗提高电流效率的目的，同时，本实用新型实施方法简单易行，适用于各种类型铝电解槽。
附图说明
图1为本实用新型的阴极结构示意图；
图2为图1的A-A面示意图；
图3为本实用新型实施例中电磁力隔离框组装结构示意图；
图4为本实用新型实施例中电磁力隔离框所采用的阻流挡块俯视图；
图5为图4中A-A断面示意图；
图中1、槽壳，2、侧部碳砖，3、人造伸腿，4、阴极炭块，5、阴极钢棒，6、电磁力隔离框。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明：
一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，包括槽壳(1)，设置在槽壳(1)上的阴极钢棒(5)，槽壳(1)内设置有侧部炭块(2)，侧部炭块(2)内设置有人造伸腿(3)，人造伸腿(3)之间设置有阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽阴极碳块(4)表面设置若干电磁力隔离框(6)，电磁力隔离框(6)根据磁场分布情况设置于铝电解槽内运行不稳定的区域，包括烟道侧、出铝侧以及立柱母线周围区域。
如图3、图4、图5所示，所述的电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为分体式结构时，电磁力隔离框(6)采用阻流挡块组装而成，阻流挡块材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为50mm～250mm，长度为200mm～ 2000mm，密度大于2500Kg/m3，电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为一体式结构时，采用半石墨或全石墨碳素材质，通过振动成型并经焙烧制得。
如图1、图2所示，所述的电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为分体式结构时，电磁力隔离框(6)在更换阳极时人工放置于烟道侧、出铝侧以及立柱母线附近等电磁扰动较大的位置，电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为一体式结构时，在新建铝电解槽或大修铝电解槽时置入。
实施例1
如图1和图2所示，它是在阴极炭块(4)表面设置若干电磁力隔离框 (6)，电磁力隔离框(6)在更换阳极时人工放置于铝电解槽烟道侧、出铝侧以及立柱母线附近等电磁扰动较大的区域。
如图3、图4、图5所示，电磁力隔离框(6)采用阻流挡块组装而成，阻流挡块材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为120mm，长度为800mm，密度大于3000Kg/m3。
以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。
Claims (3)
1.一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，包括槽壳(1)，设置在槽壳(1)上的阴极钢棒(5)，槽壳(1)内设置有侧部炭块(2)，侧部炭块(2)内设置有人造伸腿(3)，人造伸腿(3)之间设置有阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽阴极碳块(4)表面设置若干电磁力隔离框(6)，电磁力隔离框(6)根据磁场分布情况设置于铝电解槽内运行不稳定的区域，包括烟道侧、出铝侧以及立柱母线周围区域。
2.根据权利要求1所述的一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，其特征在于：电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为分体式结构时，电磁力隔离框(6)采用阻流挡块组装而成，阻流挡块材质为铝的氧化物，采用压制成型并经焙烧制得，其高度为50mm～250mm，长度为200mm～2000mm，密度大于2500Kg/m3。
3.根据权利要求1所述的一种快速隔离铝电解槽不稳定区的阴极结构，其特征在于：电磁力隔离框(6)与阴极碳块(4)基体为一体式结构时，采用半石墨或全石墨碳素材质，通过振动成型并经焙烧制得，在新建铝电解槽或大修铝电解槽时置入。
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