CN211921717U

CN211921717U - 一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构

Info

Publication number: CN211921717U
Application number: CN202020424784.1U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Inner Mongolia Wuceshi Kiln Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Wuceshi Kiln Co ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2030-03-27

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其包括阴极碳块本体，所述阴极碳块本体的阴极碳素内衬破损部位设有规则形状的修补凹槽，所述修补凹槽内镶有与所述修补凹槽形状相适应的预制碳块。采用本实用新型修补结构对破损部位进行修复，修复效果好，修复时间短，修复费用低，非常适用于物理和技术寿命造成停槽的修复。

Description

一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构

技术领域：

本实用新型涉及一种铝电解槽阴极碳块修补结构，特别是涉及一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构。

背景技术：

传统铝电解槽停槽大修，多是由于炉底压降过高、炉底隆起、电流效率低，技术经济指标差无法持续盈利的经济性停槽大修。传统铝电解槽停槽大修即将阴极内衬全部进行更换，这样不仅维修成本高，施工时间长，而且会产生近百吨的危险废弃物。以400Ka电解槽大修为例，采用全石墨化阴极磷铁浇铸，包括危险废弃物处置等费用在内，大修费用在150万元以上。

也存在意外停槽，或安全隐患等技术性或物理性停槽，对于由于局部问题造成技术性和物理性停槽的情况，需考虑进行中小修。目前常用的停槽后中小修方法为：对严重破损碳素材料使用糊料进行扎固补修或使用其它耐火材料封堵破损位置，多数情况阴极钢棒破损不进行修复；个别时候，会对严重损坏的个别阴极炭块组进行整组更换。

传统中小修存在如下问题：

1、糊料捣糊修补处强度不足、糊料电阻率和阴极本体差异较大，通常槽启动后很快破损。

2、耐火材料对阴极炭素材料破损部位进行修补后，通常该处不导电，加大了电解槽电流分布不均问题，槽运行状况差。

3、部分阴极钢棒侵蚀影响电流分布，不进行修理对启动后槽况有不良影响。

以上修补方法对于采用焦粒焙烧槽容易产生电流分布不均、局部过热等一系列问题，焙烧启动困难更大。

因此，实现对阴极局部破损冲蚀坑进行高耐磨、高导电修复；对局部侵蚀阴极钢棒进行修复的技术突破，是增加中小修槽取代大修槽比例的重要环节。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种修复效果好、修复时间短、修复费用低的铝电解槽阴极精密中小修的阴极碳块修补结构。

本实用新型的目的由如下技术方案实施：一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其包括阴极碳块本体，所述阴极碳块本体的阴极碳素内衬破损部位设有规则形状的修补凹槽，所述修补凹槽内镶有与所述修补凹槽形状相适应的预制碳块，所述预制碳块与所述修补凹槽之间的间隙内填充有导电石墨胶粘结层或金属导电糊料粘结层。

进一步，所述修补凹槽包括至少一层规则形状孔。

进一步，所述规则形状孔为圆孔、方孔、长方孔或椭圆孔中的任意一种。

进一步，预制碳块与修补凹槽之间的间隙尺寸为0.1-3mm。

进一步，预制碳块与修补凹槽之间的间隙尺寸优选为0.5-1.5mm。

本实用新型的优点：

1、原阴极碳块材质与修补料预制碳块材质相同，不存在电阻率差异，修补后导电性能良好，电解槽电流分布均匀，能够保证电解槽正常运行。

2、阴极碳块修补后，不存在修补料通电脱落或破损问题，一次修复后，一般不会再次损坏，延长了阴极碳块的使用寿命。

3、本实用新型首次将精密加工技术引入到电解槽槽体修复中，将电渣焊、热熔焊和堆焊等技术引入到钢棒的修复中，实现对阴极局部破损冲蚀坑进行高耐磨、高导电修复；同时实现了对局部侵蚀阴极钢棒进行修复，大大降低了大修槽比例；采用本实用新型中小修方法，维修成本不足50万元，因此大大的降低了维修成本。

4、采用本实用新型中小修方法对破损部位进行修复，修复效果好，修复时间短，修复费用低，非常适用于物理和技术寿命造成停槽的修复。

5、本实用新型预制碳块利用废弃的阴极碳块切割、打磨后制成，一方面降低了原材料成本，另一方面减少危险废弃物的外排和处理量，降低危险废弃物的处理成本。

附图说明：

图1为阴极碳块挖孔修补形式结构示意图。

阴极碳块本体1，修补凹槽2，预制碳块3。

具体实施方式：

实施例1：某400KA电解系列电解槽采用钢棒糊扎固石墨质阴极和钢棒，由于事故停槽，需对部分电解槽进行中小修后二次启动。一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构如图1所示，其包括阴极碳块本体1，阴极碳块本体1的阴极碳素内衬破损部位设有规则形状的修补凹槽2，修补凹槽2内镶有与修补凹槽2形状相适应的预制碳块3，预制碳块3与修补凹槽2之间的间隙内填充有导电石墨胶粘结层或金属导电糊料粘结层。

如图1中A处所示，修补凹槽2包括两层规则形状孔。

第一层圆柱形修补凹槽为直径350mm,深度150mm的圆柱形孔。第一层圆柱形修补凹槽内镶有直径为349mm，长度为150mm的第一圆柱形预制碳块；第一圆柱形预制碳块对应第一层圆柱形修补凹槽槽底部深孔位置设有直径为150mm，深度为260mm的第二层圆柱形修补凹槽；第二层圆柱形修补凹槽内镶有直径为149mm，长度为260mm的第二圆柱形预制碳块。

该结构用于对其中冲蚀上表面积较大，中间坑较深的破损的修补。其具体实施方法为：先在破损部位切割直径为350mm,深度为150mm的第一层圆柱形修补凹槽。标定对应第一层圆柱形修补凹槽的槽底部对应深孔位置后，预制直径为349mm，长度为150mm的第一圆柱形预制碳块，第一圆柱形预制碳块表面涂装金属导电糊料固化后，将第一圆柱形预制碳块镶入第一层圆柱形修补凹槽内；然后在预先标定位置，钻取直径为150mm,深度为260mm的第二层圆柱形修补凹槽；预制直径为149mm，长度为260mm的第二圆柱形预制碳块，然后在第二圆柱形预制碳块表面涂装金属导电糊料固化后，将第二圆柱形预制碳块镶入第二层圆柱形修补凹槽内；进行轻微振打后对第一圆柱形预制碳块、第二圆柱形预制碳块和原阴极碳块上表面相邻部位进行打磨，使其均匀过渡，不出现明显高差和棱角。该修补点达到固化时间后，该修补点具备通电或通气点火焙烧条件。修补后导电性能良好，电解槽电流分布均匀，能够保证电解槽正常运行。

本实施例的预制碳块利用废弃的阴极碳块切割、打磨后制成，一方面降低了原材料成本，另一方面减少危险废弃物的外排和处理量，降低危险废弃物的处理成本。

实施例2：某600KA铝电解系列，电解槽采用全石墨化阴极磷铁浇铸阴极钢棒技术。由于槽底阴极形成较大冲蚀坑影响安全生产，进行停槽修复。其具体结构为：一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其包括阴极碳块本体1，阴极碳块本体1的阴极碳素内衬破损部位设有规则形状的修补凹槽2，修补凹槽2为直径450mm，深度为260mm的圆柱形孔，修补凹槽2内镶有与修补凹槽2形状相适应的预制碳块3，预制碳块3为直径449mm，高度260mm加工石墨化圆柱形预制碳块；预制碳块3与修补凹槽2之间的间隙内填充有导电石墨胶粘结层或金属导电糊料粘结层。

该结构的具体实施方法为：停槽后，阴极表面电解质和金属铝进行清理，观察较大冲蚀坑直径约400mm,深度在220mm，阴极钢棒未见明显损坏。通过450mm直径空心钻对破损部位进行钻心，深度达浇铸磷铁表面(260mm),经破碎后取出中心钻取部位，利用磨机对孔底部进行磨平，形成圆柱形修补凹槽。将直径449mm，高度260mm加工石墨化圆柱形预制碳块表面涂装石墨导电胶，固化时间8小时，将预制碳块放入修补凹槽中，进行轻微振打后对预制碳块和原阴极碳块上表面相邻部位进行打磨，使两者均匀过渡，不出现明显高差和棱角。该修补点达到固化时间后，该修补点具备通电或通气点火焙烧条件。修补后导电性能良好，电解槽电流分布均匀，能够保证电解槽正常运行。

实施例3：某400KA电解系列电解槽采用钢棒糊扎固石墨质阴极和钢棒，由于事故停槽，需对部分电解槽进行中小修后二次启动。

如图1中D处所示：阴极碳块上有长条形破损，且两端侵蚀坑较深，中间部位侵蚀相对较浅，该处修补结构为：

对应两端较深的侵蚀坑处钻有圆柱形深孔，两个圆柱形深孔之间开设有通槽，通槽的两侧边缘与圆柱形深孔相切；通槽深度小于圆柱形深孔的深度；两个圆柱形深孔内对应镶有与圆柱形深孔形状相匹配的圆柱形预制碳块；圆柱形深孔与圆柱形预制碳块之间的间隙内填充有导电石墨胶粘结层或金属导电糊料粘结层；通槽内镶有与通槽形状相匹配的预制碳块，通槽与预制碳块之间的间隙内填充有导电石墨胶粘结层或金属导电糊料粘结层。

该结构的具体实施方法为：在两端较深的侵蚀坑处钻取圆柱形深孔，然后沿两圆柱形孔的同侧圆切线进行切割，在两个圆柱形深孔之间形成通槽，通槽的深度小于圆柱形深孔的深度，然后将与圆柱形深孔形状相匹配的，圆柱形预制碳块表面涂装金属导电糊料固化后，镶入对应的圆柱形深孔内，再将与通槽形状相匹配的预制碳块表面涂装金属导电糊料固化后，镶入桶槽内；进行轻微振打后对预制碳块和原阴极碳块上表面相邻部位进行打磨，使两者均匀过渡，不出现明显高差和棱角。该修补点达到固化时间后，该修补点具备通电或通气点火焙烧条件。修补后导电性能良好，电解槽电流分布均匀，能够保证电解槽正常运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其特征在于，其包括阴极碳块本体，所述阴极碳块本体的阴极碳素内衬破损部位设有规则形状的修补凹槽，所述修补凹槽内镶有与所述修补凹槽形状相适应的预制碳块，所述预制碳块与所述修补凹槽之间的间隙内填充有导电石墨胶粘结层或金属导电糊料粘结层。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其特征在于，所述修补凹槽包括至少一层规则形状孔。

3.根据权利要求2所述的一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其特征在于，所述规则形状孔为圆孔、方孔、长方孔或椭圆孔中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其特征在于，预制碳块与修补凹槽之间的间隙尺寸为0.1-3mm。

5.根据权利要求4所述的一种铝电解槽阴极精密中小修阴极碳块修补结构，其特征在于，预制碳块与修补凹槽之间的间隙尺寸优选为0.5-1.5mm。