CN219195155U - 长效型铝液阻流块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种长效型铝液阻流块，通过将所述阻流块设置为由多个基块拼装而成，其材质选用铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，并将其尺寸形状与所述电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配，从而解决了现有方式损伤阴极碳块、会导致阴极电流密度大且阻流效果差的技术问题。所述阻流块主要包括至少一个基块，所述基块的材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，所述基块的尺寸和形状与电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配。本实用新型代替了在阴极碳块上设置凸起，在不影响阴极碳块的工作的前提下，仍可以进行阻流，达到降低铝液流速、抑制界面波动，从而提高电解槽稳定性的目的，且阻流效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及铝电解设备技术领域，具体涉及一种长效型铝液阻流块。
背景技术
随着铝电解槽设计和操作技术水平的提高，国际国内新设计和建设的铝电解槽向大型化的方向发展。目前电解铝工业普遍采用Hall-Heroult电解槽来生产原铝，以预焙碳素材料为阳极，以石墨质（半石墨质）材料作为阴极，以冰晶石熔盐为电解质，通过电解氧化铝来生产原铝。生产一吨原铝理论最低能耗为5990kW·h/t-Al，然而实际生产直流能耗高达13000kW·h/t-Al左右，现代预焙阳极电解槽其能量利用率仅有46%，其余能量以热量形式通过槽体散失，较低的能量利用率造成电解铝生产成本居高不下。
铝电解过程中，槽电压是影响能耗的重要指标，在不改动槽结构的情况下，极距电压可降幅度占电解铝总体可降电压的70%左右，极距电压降低的主要措施就是降低电解槽极距，极距每降低1cm，槽电压将降低300mv，可节电1000KWh。由此可以看出，降低极距是铝电解节能的重要发展方向。
而现有的电解槽结构，由磁场和电流共同作用形成电磁力，驱使铝液和电解质快速流动，界面及内部波动剧烈。为了保持电解槽的稳定生产，电解槽不得不保持4.5-5.5cm的高极距操作，以避免过多的金属铝被推向或扩散至阳极区，造成无效的二次反应和电流效率损失，极大的制约了极距和槽电压的降低。要实现低极距而不损失电流效率，就要解决电解槽在低极距下降低铝液流速和界面的波动幅度。
抑制铝液的波动，提高电解槽的稳定性需要消除或减少铝液波动的因素，通过直接抑制铝液波动的方法，达到降低铝液流速，减小铝液界面波动的目的，同样实现了电解槽的稳定，从而也可以降低极距，达到节能降耗的目的。
现有的抑制铝液波动的做法是在阴极表面设置凸台，阻碍铝液在磁场作用下的流动，节电效果初步显现，但也存在一些缺陷，一是在阴极表面开凹槽，阴极表面会产生一定的损伤，二是在阴极表面放置比重大、耐腐蚀、不导电的块状物体，易导致生产过程中阴极电流密度增大，且分布不均匀。
发明内容
鉴于上述问题中的至少一项，本申请提供了一种适用于铝电解槽的长效型铝液阻流块，通过将所述阻流块设置为由多个基块拼装而成，其材质选用铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，并将其尺寸形状与所述电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配（经简单试验即可确定），从而解决了现有方式损伤阴极碳块、会导致阴极电流密度大且阻流效果差的技术问题。
根据本申请的一方面，提供一种长效型铝液阻流块，主要包括至少一个基块，所述基块的材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，所述基块的尺寸和形状与电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配。
在本申请的一些实施例中，所述基块的数量为3块，其形状为长方体，所述长方体的长度为0.4-0.6m，宽度为0.1-0.2m，高度为0.1-0.2m。
根据本申请的另一方面，提供一种长效型铝液阻流块，主要包括至少一个基块，所述基块的材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，所述基块的形状为十字体、王字体或工字体，所述基块的尺寸与所述电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配。
在本申请的一些实施例中，所述基块的数量为3块，所述十字体、王字体和工字体的竖向高度为0.4-0.6m，宽度为0.1-0.2m，厚度为0.1-0.2m。
根据本申请的另一方面，提供一种长效型铝液阻流块，主要包括基块，所述基块的材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，所述基块的形状为U字体或V字体，所述基块的尺寸与所述电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配。
在本申请的一些实施例中，所述基块为烧结件或熔铸件。
在本申请的一些实施例中，所述基块之间通过卯榫结构连接。
与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：
1.本实用新型可到代替在阴极碳块上设置凸起的作用，可在不影响阴极碳块的工作的前提下，仍可以进行阻流，达到降低铝液流速、抑制界面波动，从而提高电解槽稳定性的目的，其材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，且可为烧结件或熔铸件，可使所述阻流块的密度大于3.1g/cm3，阻流效果更好。
2.本实用新型通过将阻流块分段，有利于阻流块的加工制作，使用时，拼接后放入铝液中即可，操作简单方便。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例长方体基块的结构示意图。
图2为本实用新型一种实施例十字体基块的结构示意图。
图3为本实用新型一种实施例工字体基块的结构示意图。
图4为本实用新型一种实施例王字体基块的结构示意图。
图5为本实用新型一种实施例U字体基块的结构示意图。
图6为本实用新型一种实施例V字体基块的结构示意图。
图7为本实用新型一种实施例长方体基块之间卯榫结构连接示意图。
以上各图中，1为基块一，2为基块二，3为基块三， 41为十字体一，42为十字体二，43为十字体三， 51为工字体一，52为工字体二，53为工字体三，61为王字体一，62为王字体二，63为王字体三，7为U字体，8为V字体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，如涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1：本例公开了一种长效型铝液阻流块，通过将所述阻流块设置为由多个基块拼装而成，其材质选用铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，并将其尺寸形状与所述电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配，从而解决了现有方式损伤阴极碳块、会导致阴极电流密度大且阻流效果差的技术问题。如图1为基块为长方体的阻流块，所述阻流块包括三个基块，分别是基块一1、基块二2和基块三3，如图7所示，所述基块之间的拼接方式采用卯榫结构连接，并在拼接处留有一定空隙，以防止应力破损；其材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的一种或多种混合材质，所述基块的尺寸和形状与电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配，每个基块的长、宽、高分别为0.5m、0.15m、0.15m。
实施例2：与实施例1不同的是，所述基块的形状为十字体，如图2所示，由三个所述十字体拼接成阻流块，分别为十字体一 41、十字体二42和十字体三43，每个十字体的竖向高度0.5m，宽度为0.15m，厚度为0.15m，拼接时，沿竖向高度方向拼接。
实施例3：与实施例1不同的是，所述基块的形状为工字体，如图3所示，由三个所述工字体拼接成阻流块，分别为工字体一 51、工字体二52和工字体三53，每个工字体的竖向高度0.5m，宽度为0.15m，厚度为0.15m，拼接时，沿竖向高度方向拼接。
实施例4：与实施例1不同的是，所述基块的形状为王字体，如图4所示，由三个所述王字体拼接成阻流块，分别为王字体一61、王字体二62和王字体三63，每个王字体的竖向高度0.5m，宽度为0.15m，厚度为0.15m，拼接时，沿竖向高度方向拼接。
实施例5：与实施例1不同的是，所述基块的形状为U字体7，如图5所示，每个单独的U字体7即为阻流块。
实施例6：与实施例1不同的是，所述基块的形状为V字体8，如图6所示，每个单独的V字体8即为阻流块。
上述长效型铝液阻流块的操作使用方法如下：
使用时，将拼接完成后的阻流块放入电解槽内的铝液中，即可进行铝电解工作；每个槽中放置10-40块所述阻流块。
上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型技术构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。
Claims (7)
1.一种长效型铝液阻流块，其特征在于，包括至少一个基块，所述基块的材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的任意一种，所述基块的尺寸和形状与电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配。
2.根据权利要求1所述的长效型铝液阻流块，其特征在于，所述基块的数量为3块，其形状为长方体状，且其长度为0.6-0.8m，宽度为0.1-0.2m，高度为0.1-0.2m。
3.根据权利要求1所述的长效型铝液阻流块，其特征在于，所述基块的形状为U字体或V字体状。
4.一种长效型铝液阻流块，其特征在于，包括至少一个基块，所述基块的材质为铬刚玉、锆刚玉、铝酸钙中的任意一种，所述基块的形状为十字体、王字体或工字体状，且所述基块的尺寸与对应的电解槽槽体形状尺寸、电流强度、铝液流速相匹配。
5.根据权利要求4所述的长效型铝液阻流块，其特征在于，所述基块的数量为3块，所述十字体、王字体和工字体的竖向高度为0.4-0.6m，宽度为0.1-0.2m，厚度为0.1-0.2m。
6.根据权利要求1或4所述的长效型铝液阻流块，其特征在于，所述基块为烧结件或熔铸件。
7.根据权利要求1或4所述的长效型铝液阻流块，其特征在于，所述基块之间通过卯榫结构连接。
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