節能降耗型鋁電解槽的製作方法

2023-05-26 04:26:26

專利名稱：節能降耗型鋁電解槽的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節能降耗型鋁電解槽，適用於電流強度60kA以上鋁電 解槽，屬於鋁電解技術領域。
背景技術：
目前用於鋁工業生產的Hall-Heroult電解槽使用炭素陽極和表面水平的炭 塊作為陰極，通過電解氧化鋁生產鋁，電解質主要由冰晶石和氧化鋁熔體組成， 另外還有溶解在其中的氟化鋁和其它氟化鹽。電解析出的鋁蓄積在槽底炭塊陰 極上部，形成鋁液層，並作為陰極的一部分。
現有的Hall-Heroult鋁電解槽，約50%的電能用於電解生產，另外50%都轉 化為熱能散失掉了。現有鋁電解槽的極距一般都在4.5cm左右，而較高的極距 造成較高的電解質電壓降，造成電解槽電耗高。
如何降低鋁電解槽的極距，降低槽電壓，節省能耗，目前鋁電解槽，陽極 電流通過鋁液層，傳遞到陰極，同時鋁電解槽周圍母線的電流，在內襯熔體區 形成磁場，鋁液中水平電流和垂直磁場的相互作用，產生電磁力，推動鋁液的 波動，這種波動使得鋁電解槽必須保持較高的極距，如果降低極距，電解槽就 會變得不穩定，丟失電流效率，很難達到節能的目的。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種節能降耗型鋁電解槽，它能 抑制鋁電解槽鋁液層的波動，降低了極間壓降，降低鋁電解槽的噸鋁電耗。為了解決上述技術問題，本實用新型是通過如下技術方案來實現的。 一種節能降耗型鋁電解槽，在陰極炭塊上表面鋁液層內放置若干個擋塊。
所述的擋塊沿電解槽長軸方向或短軸方向在陰極炭塊上表面鋁液層水平放置。
所述的擋塊的密度大於鋁液的密度。
所述的擋塊的高度小於等於鋁液層的高度。
所述的擋塊的寬度小於陰極炭塊的寬度。
所述的擋塊的長度小於或等於電解槽短軸方向爐膛的尺寸。 所述的擋塊的截面形狀可以是圓形、矩形、梯形、橢圓形、正方形或中空形。
所述的擋塊有2-16個支腳，鋁液可以在擋塊底部流動。
本實用新型的特點和效果如下
本實用新型鋁電解槽在陰極炭塊上鋁液層內放置若干擋塊，將鋁液層分隔 成若干區域，降低鋁液層鋁液的波動，擋塊由於密度大於鋁液，自然沉降在陰 極炭塊上，同時，擋塊不溶於鋁液，擋塊的取放可以由夾持工具完成。
對於正在運行的鋁電解槽，本實用新型無需改變槽結構。
本實用新型由於釆用上述的結構，降低了鋁液的波動，有效的降低極距， 提高鋁電解槽電能利用率。

圖1是本實用新型節能降耗型鋁電解槽長軸結構示意圖。
圖2是本實用新型節能降耗型鋁電解槽短軸結構示意圖。 圖3是本實用新型擋塊的結構示意圖。 圖中，1、陰極碳塊，2、擋塊。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型實施例進行詳細說明，但本實用新型的保護範 圍不受實施例所限。
如圖1 3所示，本實用新型節能降耗型鋁電解槽，是在陰極炭塊1上表面 鋁液層放置若干個擋塊2。更具體的說是將擋塊2沿電解槽長軸方向或短軸方向 在陰極炭塊1上表面鋁液層水平放置。
擋塊2的密度大於鋁液的密度。擋塊2的高度小於等於鋁液層的高度。擋 塊2的寬度小於陰極炭塊的寬度。擋塊2的長度小於或等於電解槽短軸方向爐 膛的尺寸。擋塊2的截面形狀可以是圓形、矩形、梯形、橢圓形、正方形或中 空形。擋塊有2-16個支腳，鋁液可以在擋塊底部流動。擋塊2的材質耐95(TC 以上的高溫，並不溶於鋁液，有良好的抗熱震性，並且不易碎。擋塊2的材質 為氧化鋁基陶瓷或鎂磚。擋塊2可以是一種材料製成，也可以是兩種以上材料 複合或裝配而成。每塊陰極炭塊1上表面一般放置擋塊2的數量為1-100塊。
擋塊2在電解槽內沿長軸方向橫向水平放置為佳，電解槽鋁液層高度為 150mm，每個擋塊高度為110mm，其中擋塊是由塊體及下方設置的支腳構成， 支腳的高度為10 15mm，支腳數量l-6個，擋塊2也可以只由塊體組成，沒有 支腳，擋塊寬度為UOmm，長度為1500mm，擋塊材質為氧化鋁基陶瓷或鎂磚， 密度約為3000kg/m3。
權利要求1、節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於在陰極炭塊(1)上表面鋁液層內放置若干個擋塊(2)。
2、 根據權利要求1所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的擋塊(2)沿電解槽長軸方向或短軸方向在陰極炭塊(1)上表面鋁液層水平放置。
3、 根據權利要求1或2所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述擋塊(2)的密度大於鋁液的密度。
4、 根據權利要求1或2所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的擋塊(2)的高度小於等於鋁液層的高度。
5、 根據權利要求1或2所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的擋塊(2)的寬度小於陰極炭塊的寬度。
6、 根據權利要求1或2所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的擋塊(2)的長度小於或等於電解槽短軸方向爐膛的尺寸。
7、 根據權利要求1或2所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的擋塊(2)的截面形狀可以是圓形、矩形、梯形、橢圓形、正方形或中空形。
8、 根據權利要求1或2所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的擋塊(2)有2-16個支腳。
9、 根據權利要求l所述的節能降耗型鋁電解槽，其特徵在於所述的每塊陰極炭塊(1)上表面一般放置擋塊(2)的數量為1-100塊。
專利摘要本實用新型公開了一種節能降耗型鋁電解槽，它適用於電流強度在60kA以上的鋁電解槽。它包括放置在陰極炭塊上的擋塊，擋塊根據槽容量的大小可以是一塊或若干塊，擋塊可以沿電解槽長軸方向或短軸方向水平放置，擋塊下部除支腳外其他部分敞開，擋塊的高度不超過電解槽鋁液層的高度。本實用新型由於擋塊的設置，減少了鋁液層內的波動，降低了極距，顯著降低槽電壓，提高了電能利用率。
文檔編號C25C3/08GK201367467SQ20092001108
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月3日 優先權日2009年3月3日
發明者銘 劉, 劉雅鋒, 周東方, 孫康健, 朱佳明, 楊曉東, 耿培久, 胡紅武, 鄒智勇 申請人:瀋陽鋁鎂設計研究院