一種電解槽異型陰極碳塊的製作方法

2023-09-22 16:04:55 1

專利名稱：一種電解槽異型陰極碳塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種有色金屬鋁冶煉用電解槽電極結構，具體為一種電解槽異型陰極碳塊。
背景技術：
在電解鋁設備中，陰極碳塊主要用於鋁電解槽內襯材料，其工作環境在接近 1000°C的高溫場所，其主要作用是向鋁電解槽輸入180KVA以上的強電流。現有技術的陰極碳塊匯鋁槽截面形狀為U結構，這種匯鋁槽U截面的內部結構為兩側壁呈90度直角。由於電解槽在焙燒過程及設備啟動初期溫度會產生劇烈波動而形成較大的熱衝擊，使電解槽內(包括陰極碳塊)會因溫度梯度過大而產生應力。此應力極容易在薄弱的異型陰極碳塊匯鋁槽尖角處集中，導致該尖角處產生裂紋等缺陷，強度降低。 而在電解槽啟動初期，伴隨著金屬鈉的強力滲透，陰極炭塊會產生劇烈膨脹。因此，在工作過程中這些本已很脆弱的凸梁經常從異型陰極碳塊上剝離出去而漂浮在電解質上(因電解質的密度比陰極炭塊大)。凸梁上浮後減小了鋁液的流動阻力，增大了極距，節電效果大大下降，並且很大程度上縮短了電解槽的使用壽命。

發明內容
本發明的目的是通過改變匯鋁槽的尖角形結構，解決電解槽焙燒及啟動初期熱衝擊和鈉膨脹對異型陰極碳塊匯鋁槽凸梁的損壞，保證電解槽工作的正常運行。本發明的一種電解槽異型陰極碳塊，包括碳塊本體及碳塊本體上部的凸梁，在凸梁上開有匯鋁槽，其中所述的匯鋁槽的截面形狀為圓弧形狀。一種電解槽異型陰極碳塊，其中所述的匯鋁槽的截面形狀為半圓形狀。—種電解槽異型陰極碳塊，其中所述的截面形狀為半圓形的匯鋁槽半徑為 50-100mm。本發明的有益效果是改變異型陰極碳塊匯鋁溝槽的結構由90度直角改變為圓弧角，特別是採用半徑為R50-100mm的圓角，徹底消除了電解槽啟動初期由於溫度梯度引起的熱應力集聚現象。避免了電解槽異型陰極碳塊匯鋁槽凸梁的剝離。有效的解決了電解槽焙燒及啟動初期熱衝擊和鈉膨脹對異型陰極碳塊匯鋁槽凸梁的損壞，經實際應用的電解槽工業性試驗取得良好效果，保證了電解槽的正常運行。


圖1是現有技術的陰極碳塊匯鋁槽截面形狀結構示意中所示虛線部分是異型陰極碳塊匯鋁槽凸梁剝離的現象。圖2是截面形狀為弧形的匯鋁槽結構示意3是截面形狀為半圓形的匯鋁槽結構示意中1-匯鋁槽凸梁2-凸梁剝離線3-匯鋁槽4-碳塊本體
具體實施例方式參照圖2本發明的電解槽異型陰極碳塊，將原電解槽匯鋁槽的直角形結構改造為圓弧形結構，與圖1所示結構相比，該圓弧形結構的任何位置均不會產生應力集中，因此， 可避免凸梁脫落的現象發生。圖3所示是我公司進行中試與工業性試驗過程中使用的匯鋁槽結構實例，該匯鋁槽截面為圓形，半徑50-100mm的不同規格。該圓形截面匯鋁槽的異型陰極碳塊成型方法與現有技術相同。
權利要求
1.一種電解槽異型陰極碳塊，包括碳塊本體(4)及碳塊本體上部的凸梁(1)，在凸梁上開有匯鋁槽(3)，其特徵在於所述的匯鋁槽(3)的截面形狀為圓弧形狀。
2.根據權利要求1的一種電解槽異型陰極碳塊，其特徵在於所述的匯鋁槽(3)的截面形狀為半圓形狀。
3.根據權利要求2的一種電解槽異型陰極碳塊，其特徵在於所述的截面形狀為半圓形的匯鋁槽半徑為50-100mm。
全文摘要
一種電解槽異型陰極碳塊，包括碳塊本體及碳塊本體上部的凸梁，在凸梁上開有匯鋁槽，其中所述的匯鋁槽的截面形狀為圓弧形。本發明的有益效果是改變異型陰極碳塊匯鋁溝槽的結構由90度直角改變為圓弧角，特別是採用半徑為R50-100mm的圓角，徹底消除了電解槽啟動初期由於溫度梯度引起的熱應力集聚現象。避免了電解槽異型陰極碳塊匯鋁槽凸梁的剝離。有效的解決了電解槽焙燒及啟動初期熱衝擊和鈉膨脹對異型陰極碳塊匯鋁槽凸梁的損壞，經實際應用的電解槽工業性試驗取得良好效果，保證了電解槽的正常運行。
文檔編號C25C3/08GK102220604SQ20101014934
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者李忠文, 王成貴, 趙忠明 申請人:山西晉陽碳素股份有限公司