專利名稱：可更換的鋁電解槽陰極阻流裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁電解槽陰極阻流裝置，屬于鋁電解槽技術領域。
背景技術：
隨著鋁電解槽設計和操作技術水平的提高，國際國內新設計和建設的鋁電解槽日 益向大型化的方向發展。系列電流不可避免的會增加到550kA 700kA甚至以上。近年 來，我國的鋁電解技術也得到了長足的進展，在電解槽容量上已能達到甚至超過國際先進 水平。但在節能降耗方面與世界先進水平卻仍存在著較大的差距。目前，國內各鋁廠的直 流電耗徘徊在13200 ？ 3500kffh/T. Al左右，甚至有的接近14000kWh/T. Al，有相當大的潛力 可挖掘。特別是在目前國內外經濟環境極為嚴峻的情況下，對節能的要求就更加的急迫。近來有許多設計開始采用在陰極表面增加突臺、或放置阻流裝置的方式以達到改 善流速、降低鋁液電解質界面、減小極距、節能降耗的目的。由于放置阻流裝置的方法，不僅 適用于新建槽、大修槽、還可以在在線生產槽上使用，因而獲得較大規模的推廣。但這些方 式的問題在于當阻流裝置的分批投入或更換時，剩余的阻流裝置可能會在鋁液的沖刷作 用下發生位置偏移，影響實際的阻流效果。有的設計(如申請專利CN20081018106. 2)采用 在陰極表面加工孔或溝的辦法讓阻流裝置固定，但這樣都會增加阻流槽的成本。本發明改變了阻流裝置的截面形狀，使其在受到鋁液沖刷時能產生向下的壓力， 使其能穩定在陰極表面；同時，這一截面形狀的阻流裝置有比普通阻流裝置有更好的阻流 效果。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種可更換的鋁電解槽陰極阻流裝置，該裝 置能適應于各種生產情況、能牢固的放置在鋁電解槽陰極表面，使鋁電解槽獲得良好的穩 定性，以達到節能、降耗的效果。以克服現有技術存在的發生位置偏移，影響實際的阻流效 果等不足。本發明的技術方案如下它包括設置在鋁電解槽底部的陰極碳塊和陰極阻流裝 置，陰極阻流裝置放置在陰極碳塊的表面，陰極阻流裝置采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫 來石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。陰極阻流裝置的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。陰極阻流裝置為長條、塊狀。陰極阻流裝置沿電解槽陰極長邊方向放置；每組可為一個或多個陰極阻流裝置。現有的阻流裝置，一般是截面為矩形或梯形的長條狀裝置，放置在鋁電解槽陰極 表面，目的是為了克服現有陰極炭塊產生的渦旋。通過試驗及計算分析可知其破壞現有鋁 電解槽電磁力所產生的鋁液內流速場的分布，使其變得支離破碎，使鋁液不能產生較大的 隆起和波動，從而獲得較好的穩定性。從而達到進一步節能、降低能耗的效果。但現有的阻流裝置的問題在于1)由于流體的沖刷，阻流裝置可能會產生偏移；2)由于現有阻流裝置 的形狀特點，本身會使鋁液流過其頂面的兩個角附近產生一定的湍流，削弱了其阻流效果。 經過大量實驗和計算機模擬后得到本發明的阻流裝置的截面。將此裝置投入在產的鋁電解 槽中時，由于會在局部產生向下的壓力，可使其牢固的固定在陰極表面。同時其光滑的表面 結構也能盡可能地減少鋁液湍流，以獲得較好的阻流效果。制作本阻流裝置可采用莫來石、 尖晶石、鋯英石等耐高溫(》1000°C )、耐鋁液及電解質腐蝕、比重大于鋁液的材料。因此 本發明具有對電解槽改動少、節能效果好、適應面廣等優點，具有很好的經濟效應、推廣價 值和實用價值。
圖1為現有技術的示意圖；圖2為本發明的結構示意圖，立體圖；圖3為圖2的Y向視圖；圖4為圖2的X向視圖；圖5為本發明的放置多組陰極阻流裝置的示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式本發明包括設置在鋁電解槽底部的陰極碳塊1和陰極阻流裝置 2，陰極阻流裝置2放置在陰極碳塊的表面，陰極阻流裝置2采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的 莫來石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。陰極阻流裝置2的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。一般取值為高度為 100mm，寬度為 200_。陰極阻流裝置2為長條、塊狀。陰極阻流裝置2沿電解槽陰極長邊方向放置；每組可為一個或多個陰極阻流裝置 2。如圖2所示，陰極碳塊1設置在鋁電解槽的底部，在陰極碳塊1表面放置陰極阻流 裝置2，阻流裝置截面為半圓形(如圖3)，或弧形、流線形(拋物線、雙曲線等曲線形狀)等。 阻流裝置在陰極炭塊表面沿長邊方向放置(如圖2、圖4、圖幻，每塊陰極碳塊表面可放置1 組、2組(如圖4)或多組(如圖5)陰極阻流裝置。阻流裝置采用耐高溫、耐鋁液及電解質 腐蝕、比重大于鋁液的材料制作，上述制作材料均為現有常用材料，不會增加太多成本。阻 流裝置的高度要求為50 200mm，寬度為100 300mm。正常生產時鋁液應沒過這些阻流 裝置30 150mm，高出鋁液部分就能很好的破壞鋁液流場，使鋁電解槽的穩定性增加，可在 正常生產中進一步的降低極距，起到節能降耗的作用。所述的耐高溫(彡IOOOoC)、耐(電解質、鋁液)腐蝕、比重大(彡3)的材料，如莫
來石、尖晶石、鋯英石等。
權利要求
1.一種可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，它包括設置在鋁電解槽底部的陰極碳塊(1)和陰極阻流裝置O)，其特征在于陰極阻流裝置(2)放置在陰極碳塊的表面，陰極阻流 裝置( 采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫來石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。
2.根據要求1所述的可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，其特征在于陰極阻流裝置(2)的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。
3.根據要求1所述的可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，其特征在于陰極阻流裝置 的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。
4.根據要求1所述的可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，其特征在于陰極阻流裝置 (2)沿電解槽陰極長邊方向放置；每組放置一個或多個陰極阻流裝置O)。
全文摘要
本發明公開了可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，它包括設置在鋁電解槽底部的陰極碳塊(1)和陰極阻流裝置(2)，陰極阻流裝置(2)放置在陰極碳塊的表面，陰極阻流裝置(2)采用耐高溫、耐腐蝕、比重大的莫來石、尖晶石、或者鋯英石材料制作。陰極阻流裝置(2)的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置的高度為50～150mm，寬度為100～300mm。陰極阻流裝置(2)為長條、塊狀。陰極阻流裝置(2)沿電解槽陰極長邊方向放置；每組放置一個或多個陰極阻流裝置(2)。本發明能較好的提高鋁電解槽內鋁液電解質界面的穩定性，使正常生產時極距可有效的降低，獲得較低的電解槽工作電壓，從而達到節能降耗的效果。
文檔編號C25C3/08GK102121116SQ20101030007
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月7日 優先權日2010年1月7日
發明者席燦明, 楊溢, 鄭莆 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院