一种铝电解槽阴极结构制造技术

本发明专利技术提供了一种铝电解槽阴极结构，属于铝电解技术领域。包括阴极区、电解槽内衬侧部及保温炉底；阴极区由槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块组成。在铝电解过程中，阴极铝棒作为导电连接体连接母线和铝液层阴极进行铝电解。所述阴极铝棒，内嵌冷却循环管道，并结合槽控制在线监测系统使用，通过槽控制在线监测系统实时监测阴极铝棒工作情况，实时调节冷却循环水压力和流量，将阴极铝棒上表面温度控制在600℃以下。本发明专利技术的铝液阴极具有大大延长电解槽槽寿命，降低电解槽炉底压降280mv以上，优化炉底结构，建立保温炉底，减少电解槽炉底散热损失的优点。

Cathode structure of aluminum electrolytic bath

The invention provides a cathode structure of an aluminum electrolytic bath, which belongs to the technical field of aluminum electrolysis. The utility model comprises a cathode area, an inner side part of the inner side of the electrolytic bath and a thermal insulation bottom. In the process of aluminum electrolysis, the cathode aluminum rod is used as the conductive connection to connect the bus and the aluminum liquid layer cathode for aluminum electrolysis. The cathode aluminum rod, embedded cooling pipes, combined with groove control of online monitoring system, real-time monitoring through the slot control cathode aluminum rod work online monitoring system, real-time adjustment of cooling water pressure and flow, the cathode aluminum rod surface temperature controlled at 600 DEG C. The aluminum liquid cathode of the invention has the advantages of greatly prolonging the service life of the electrolytic tank, reducing the pressure drop above 280mv of the bottom of the electrolytic bath, optimizing the structure of the furnace bottom, establishing the thermal insulation bottom and reducing the heat loss of the bottom of the electrolytic bath.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝电解
，特别涉及一种铝电解槽阴极结构。
技术介绍
目前铝电解工业依旧采用自冰晶石-氧化铝熔盐电解铝方法(霍尔-埃鲁法)。阳极由铝导杆、钢爪和碳块组成阳极炭块组，阴极由铝液、阴极钢棒和碳块组成。这导致铝电解工业存在一些不足，首先，电解槽槽寿命短，阴极在铝电解过程中虽然不消耗，但在高温、强磁场、大电流、强腐蚀环境下受化学腐蚀和热应力的作用，电解槽内衬会遭到严重破坏而迫使停槽大修。目前国内工业铝电解槽中的阴极炭块使用周期好的在4-5年，有的阴极炭块却使用不足一年就已破损，电解槽槽寿命短。停槽大修会消耗大量的人力、物力，产量下降，经济损失较大，而且废旧阴极内衬回收利用技术还不成熟，存在环境污染问题。其次，炉底压降高，炉底压降一部分是阴极材料上产生的压降，一部分是生产过程中沉积在阴极表面上的沉淀结壳产生的压降，阴极钢棒作为连接母线和炭块的导体，碳钢接触压降高，钢棒压降高，增加了铝电解的电耗。最后，目前铝电解槽的能量利用率仅为47％，有一半能量都浪费掉了，其中电解槽阴极区散热损失占总损失的22％，国内大中型铝电解机理阴极区散热损失一般在0.85V-1.05V左右，平均值在0.9V左右，电解槽热损失大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种铝电解槽阴极结构，弥补现有技术的不足，具有延长电解槽寿命，降低阴极压降，减少热损失等优点。本专利技术采用以下技术方案：一种铝电解槽阴极结构，包括阴极区、电解槽内衬侧部及保温炉底；所述阴极区由槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块组成，所述槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块自上而下排列。进一步，所述阴极铝棒作为导电连接体连接母线与铝液层阴极，阴极铝棒与母线采用压接方法连接。进一步，所述阴极铝棒内嵌有冷却循环管道，所述冷却循环管道通过快速接头与外部槽控制在线监测系统连接。进一步，所述槽控制在线监测系统包括温度感受器和冷却水供应系统，槽控制在线监测系统实时监测阴极铝棒工作情况。进一步，所述电解槽内衬侧部由底糊和高强防渗浇注料构成。本专利技术还对电解槽炉底进行了改进，采用保温炉底结构，所述保温炉底由超强保温防渗料、蛭石保温砖、硅酸盖板组成。本专利技术的有益效果是：槽内铝液层在电解过程中平铺在阴极铝棒上，代替了传统的由阴极钢棒和炭块组装为一体的阴极炭块组。由于阴极铝棒内嵌有冷却循环管道，与槽控制在线监测系统配合使用，且通过槽控制在线监测系统实时监测阴极铝棒工作情况，实时调节冷却循环水压力和流量，将阴极铝棒上表面温度控制在600℃以下，可确保阴极铝棒永不会被熔化。本专利技术解决了传统电解槽阴极炭块以及内衬破坏，阴极钢棒熔化，无导电连接头被迫停槽大修的问题，本专利技术的阴极结构大大延长了电解槽寿命。本专利技术颠覆了传统的铝电解槽阴极，使用导电性能优于钢棒的阴极铝棒且改变了传统阴极炭块尺寸和位置，将阴极压降由原来的铝液压降、铝液-炉底接触压降、阴极炭块压降，阴极炭块-阴极钢棒接触压降、阴极钢棒压降优化为铝液压降、阴极炭块压降，阴极炭块-阴极铝棒接触压降、阴极铝棒压降，降低铝电解槽的炉底压降280mv以上。附图说明图1为本专利技术的一种铝电解槽阴极结构纵剖面示意图图中：1阴极炭块；2快速接头；3阴极铝棒；4冷却循环管道；5铝液层；6电解质；7阳极炭块；8母线；9底糊；10高强防渗浇注料；11超强保温防渗料；12蛭石保温砖；13硅酸盖板具体实施方式如图1所示，铝电解槽阴极结构，包括阴极区、电解槽内衬侧部及保温炉底，阴极区由槽内铝液层5、阴极铝棒3、阴极炭块1组成，所述槽内铝液层5、阴极铝棒3、阴极炭块1自上而下排列。阴极铝棒3作为导电连接体连接母线8与铝液层阴极，阴极铝棒3与母线8采用压接方法连接。阴极铝棒3内嵌有冷却循环管道4，所述冷却循环管道4通过快速接头2与外部槽控制在线监测系统连接。槽控制在线监测系统包括温度感受器和冷却水供应系统，槽控制在线监测实时监测阴极铝棒3工作情况。电解槽内衬侧部由底糊9和高强防渗浇注料10构成。电解槽炉底采用保温炉底结构，所述保温炉底由超强保温防渗料11、蛭石保温砖12、硅酸盖板13组成。本专利技术在工作时，槽内铝液层5在电解过程中平铺在阴极铝棒3上，代替了传统的由阴极钢棒和炭块组装为一体的阴极炭块组。使用阴极铝棒具有降低压降，减少能耗的优点。同时为了确保阴极铝棒在电解过程中永不会被熔化，将阴极铝棒与槽控制在线监测系统相连。当阴极铝棒温度过高时，通过温度感受器实时传递信号给冷却水供应系统，冷却循环水自动调节水压及流量，将阴极铝棒上表面温度始终控制在600℃以下。本专利技术提供的电解阴极区也可与现有的电解槽配合使用，且不需要改变现有电解槽的尺寸结构。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝电解槽阴极结构，包括阴极区、电解槽内衬侧部及保温炉底，其特征在于，所述阴极区由槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块组成，所述槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块自上而下排列。

【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽阴极结构，包括阴极区、电解槽内衬侧部及保温炉底，其特征在于，所述阴极区由槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块组成，所述槽内铝液层、阴极铝棒、阴极炭块自上而下排列。2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极结构，其特征在于，所述阴极铝棒作为导电连接体连接母线与铝液层阴极，阴极铝棒与母线采用压接方法连接。3.根据权利要求2所述的一种铝电解槽阴极结构，其特征在于，所述阴极铝棒内嵌有冷却循环管道，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋小林，卢超，黄薇，徐龙飞，李立，蒋赟卓，
申请(专利权)人：陕西银仕达信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61