專利名稱：垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及其砌筑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及砌筑的方法，特別 涉及垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯及其砌筑的方法，屬有色金屬冶煉領(lǐng)域。
二.
背景技術(shù)：
目前，鋁電解的主體設(shè)備是鋁電解槽，現(xiàn)有的鋁電解槽普 遍采用側(cè)部出電的方式，即陰極鋼棒從槽殼側(cè)部水平穿出，與陰極母線相連， 水平放置的鋼棒會在鋁液層中產(chǎn)生一定的水平電流，其在電解槽母線產(chǎn)生的垂 直磁場的作用下，會造成鋁液的波動，從而降低電解槽的電流效率，降低產(chǎn)量，
增加電能消耗。為了解決這一問題，專利200820130911.6 (中間匯流式鋁電解 槽陰極裝置)公開了一種垂直出電、中間匯流的鋁電解槽結(jié)構(gòu)，能夠在一定程 度上減小鋁液中的水平電流分量，從而提高電解槽的效率。但其公開的技術(shù)徹 底改變了以往電解槽的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的施工工藝及技術(shù)已不能實(shí)現(xiàn)。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、 結(jié)構(gòu)簡單、防滲效果好且使用壽命長的垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，同 時提供一種工藝簡單、施工方便、可操作性強(qiáng)的該垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi) 襯結(jié)構(gòu)的砌筑方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案
一種垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，含有槽殼、保溫磚層和防滲料層， 所述槽殼的底部、保溫磚層和防滲料層上下相對應(yīng)位置上分別設(shè)置有貫通孔， 所述貫通孔中設(shè)置有陰極鋼棒，該陰極鋼棒的上端與陰極炭塊下端面連接，其 下端貫穿槽殼而出，所述陰極鋼棒的截面小于貫通孔的截面，陰極鋼棒與槽殼 底部之間為間隙配合，實(shí)現(xiàn)絕緣，垂直鋼板與保溫磚層之間設(shè)置有鋼棒澆筑料層，增加密封效果，垂直鋼板與防滲料層之間搗打填實(shí)有防滲層，密封且防滲。 所述保溫磚層上的貫通孔為臺階形，便于緊固鋼棒澆筑料層。 所述貫通孔中設(shè)置一個套筒，該套筒的下端與槽殼內(nèi)表面固定，其外表面
與保溫磚層和防滲料層相接觸，其內(nèi)表面與陰極鋼棒之間分別設(shè)置有鋼棒澆筑
料層和防滲層。
所述套筒上端設(shè)置有密封蓋。
一種垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的砌筑方法，包括以下步驟
(1) 、根據(jù)陰極鋼棒的數(shù)量和排列，在槽殼底部上鉆設(shè)槽殼貫通孔；
(2) 、在槽殼底部砌筑保溫磚層，并且在對應(yīng)著槽殼的貫通孔的位置上砌 筑好保溫磚層的貫通孔；
(3) 、在保溫磚層上，水平搗打防滲料層，并且在對應(yīng)著槽殼的貫通孔的 位置上預(yù)留防滲料層的貫通孔；
(4) 、將陰極鋼棒上端與陰極炭塊組裝好，然后從槽殼的一端開始安裝第 一塊陰極炭塊，垂直陰極鋼棒穿過防滲料層、保溫磚層及槽殼，使陰極炭塊底 部與防滲料層穩(wěn)固接合；從陰極炭塊側(cè)部向保溫磚層的貫通孔中澆灌澆筑料， 并振動搗實(shí)，上面與保溫磚層平齊；從陰極炭塊側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲 料，把陰極炭塊底部防滲料層預(yù)留的貫通孔的空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一 陰極炭塊保溫磚層貫通孔的邊緣；依上述法依次安裝陰極炭塊至全部裝完；
(5) 、在相鄰陰極炭塊之間搗打扎固縫7;在陰極炭塊和槽殼側(cè)邊之間安裝 邊部材料層。
在所述的槽殼底部上固定套筒，套筒罩住貫通孔，并且，套筒外砌筑保溫 磚層和防滲料層，第一個陰極炭塊安裝好后，從套筒的上端或側(cè)壁開口處向保 溫磚層的貫通孔中澆灌澆筑料，并振動搗實(shí)，上面與保溫磚層平齊，從陰極炭塊側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲料，把陰極炭塊底部防滲料層預(yù)留的貫通孔的
空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一陰極炭塊保溫磚層貫通孔的邊緣；依上述法依 次安裝陰極炭塊至全部裝完。
在所述的套筒上端設(shè)置密封蓋，以增加密封效果。 本發(fā)明的有益效果
1、 本發(fā)明陰極鋼棒的截面小于保溫磚層貫通孔的截面，該貫通孔與陰極鋼 棒之間由澆筑料或其它填充料填充，具有良好的密封防滲能力，并且，貫通孔 可以做成臺階形，增加了密封效果。
2、 本發(fā)明陰極鋼棒的截面小于防滲料層貫通孔的截面，該貫通孔與陰極鋼 棒之間用防滲料搗打填實(shí)，保證了密封和防滲。
3、 本發(fā)明陰極鋼棒穿出的孔上預(yù)制一個套筒，可以方便砌筑和陰極鋼棒的 穿出，另外，還可以在套筒上安裝密封蓋，以增加密封效果。
4、 本發(fā)明的砌筑方法施工方便，節(jié)約大量人力、物力，采用澆筑料和防滲 料層搗打填實(shí)，易于實(shí)施，密封防滲效果好。
5、 本發(fā)明的砌筑方法可操作性強(qiáng)，簡單實(shí)用，其適用范圍廣，可應(yīng)用于所 有型號的垂直出電的鋁電解槽。
6、 本發(fā)明解決了垂直出電鋁電解槽工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)難題，對垂直出電鋁電 解技術(shù)的推廣應(yīng)用將起到重大的推動作用。
四.


圖1為垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖之一； 圖2為圖1的側(cè)視圖3為垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖之二；圖4為圖3的側(cè)視圖5為垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖之三；
圖6為圖5的側(cè)視圖7為圖1中槽殼的俯視圖8、圖10、圖12、圖13為本發(fā)明砌筑方法的步驟示意圖9、圖11分別是圖8和圖IO的側(cè)視圖。
五.
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一參見圖l、圖2、圖7-圖13，圖中，本發(fā)明垂直出電鋁電解槽陰 極結(jié)構(gòu)包括鋼制的槽殼l，底部保溫磚層2，防滲料層3，鋼棒澆筑料4，陰極 鋼棒5，陰極炭塊6，扎固縫7，槽邊部材料8組成。
槽殼1為底部平整的船形鋼結(jié)構(gòu)，底部與陰極鋼棒5對應(yīng)的部位開有貫通 孔，供陰極鋼棒5穿出，貫通孔的截面大于陰極鋼棒5的截面，保證陰極鋼棒5 能順利穿出，并與陰極鋼棒5保持絕緣，其數(shù)量及位置與陰極鋼棒5對應(yīng)。
保溫磚層2由多層保溫材料組成，逐層水平鋪設(shè)在槽殼1底部，陰極鋼棒5 在保溫磚層2穿出的位置設(shè)有貫通孔，貫通孔的位置與陰極鋼棒5對應(yīng)，貫通 孔的截面應(yīng)大于陰極鋼棒5的截面，貫通孔與陰極鋼棒5之間由澆筑料4或其 它填充料填充，并有密封防滲能力。為了增加密封效果，該貫通孔可以做成圖l 所示的臺階形。
防滲料層3水平放置在保溫磚層2上，經(jīng)過搗打成形，陰極鋼棒5在防滲 料層3穿出的位置設(shè)有貫通孔，貫通孔的位置與陰極鋼棒5對應(yīng)，貫通孔的截 面應(yīng)大于陰極鋼棒5的截面，在陰極鋼棒5安裝后，用防滲料搗打填實(shí)，以保 證密封和防滲。陰極鋼棒5的上部與陰極炭塊6連接，下端穿過防滲料層3、保溫磚層2及槽殼1與電解槽的母線連接，形成電流的通路。
本發(fā)明的砌筑方法為
鋼制槽殼1底部開設(shè)有圖7中所示供陰極鋼棒5穿出的貫通孔10，其位置 與垂直陰極鋼棒5對應(yīng)，長、寬方向各大于陰極鋼棒5的尺寸5-50mm。在槽殼 1底部水平砌筑第一層保溫材料，在貫通孔10處預(yù)留保溫磚層2的貫通孔，該 貫通孔的中心線與槽殼1底部貫通孔10的中心線一致，長、寬方向各比貫通孔 10大50-100mm;第一層砌筑完成后，在第一層上水平砌筑第二層保溫材料，在 與貫通孔10對應(yīng)的部位砌筑第二層的貫通孔，該貫通孔的中心線與槽殼1底部 貫通孔10的中心線一致，長、寬方向尺寸各比貫通孔10大20-60腿；第二層砌 筑完成后，在第二層上水平砌筑第三層保溫材料，其方法與砌筑第二層相同， 不同之處在于貫通孔的大小與第一層的貫通孔相同，形成臺階孔；如果底部保 溫材料有更多層，按以上方法依次進(jìn)行。
底部保溫層2砌筑完成后，在其上按下述方法水平搗打防滲料層3:如圖8 所示，先搗打圖7中的四周防滲材料14;在一端安裝第一塊陰極炭塊6(圖10)， 垂直的陰極鋼棒5中心線與貫通孔10的中心線一致；從陰極炭塊6側(cè)部(圖10 箭頭13所示方向)向保溫磚層2的貫通孔中澆灌澆筑料，并振動搗實(shí)，上面與 保溫磚層平齊。從陰極炭塊6側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲料，把陰極炭塊6 底部預(yù)留的空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一陰極炭塊6保溫磚層貫通孔的邊緣。 依此方法依次安裝陰極炭塊，直到全部安裝完畢。
陰極炭塊6安裝完成后，對其進(jìn)行固定后，搗固陰極扎固縫7。最后安裝和 搗固邊部材料8。
實(shí)施例二參見圖3、圖4,本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，相同之處不重 述，不同之處在于在槽殼l的貫通孔上安裝有套筒9，套筒9可以是金屬材料與槽殼1焊接而成，也可以是非金屬材料與槽殼1粘結(jié)而成。套筒9外表面與 保溫磚層2和防滲料層3相接觸，其內(nèi)表面與陰極鋼棒5之間分別設(shè)置有鋼棒 澆筑料層4和防滲層。第一個陰極炭塊6安裝好后，從套筒9的上端或側(cè)壁開 口處向保溫磚層2的貫通孔中澆灌澆筑料4，并振動搗實(shí)，上面與保溫磚層2平 齊，從陰極炭塊6側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲料，把陰極炭塊6底部防滲料 層預(yù)留的貫通孔的空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一陰極炭塊6保溫磚層2貫通 孔的邊緣；依上述法依次安裝陰極炭塊至全部裝完。
實(shí)施例三參見圖5、圖6，本實(shí)施例與實(shí)施例二基本相同，相同之處不重 述，不同之處在于套筒9高度低于防滲料層3上表面，且套筒9上部有密封 蓋12。施工時，在澆灌完澆筑料4后，把密封蓋12與套筒9上口粘結(jié)密封，然 后再搗打防滲料層3。
權(quán)利要求
1.一種垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，含有槽殼、保溫磚層和防滲料層，其特征是所述槽殼的底部、保溫磚層和防滲料層上下相對應(yīng)位置上分別設(shè)置有貫通孔，所述貫通孔中設(shè)置有陰極鋼棒，該陰極鋼棒的上端與陰極炭塊下端面連接，其下端貫穿槽殼而出，所述陰極鋼棒的截面小于貫通孔的截面，陰極鋼棒與槽殼底部之間為間隙配合，實(shí)現(xiàn)絕緣，垂直鋼板與保溫磚層之間設(shè)置有鋼棒澆筑料層，增加密封效果，垂直鋼板與防滲料層之間搗打填實(shí)有防滲層，密封且防滲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其特征是-所述保溫磚層上的貫通孔為臺階形，便于緊固鋼棒澆筑料層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其特征是 所述貫通孔中設(shè)置一個套筒，該套筒的下端與槽殼內(nèi)表面固定，其外表面與保 溫磚層和防滲料層相接觸，其內(nèi)表面與陰極鋼棒之間分別設(shè)置有鋼棒澆筑料層 和防滲層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其特征是 所述套筒上端設(shè)置有密封蓋。
5. 一種垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的砌筑方法，包括以下步驟(1) 、根據(jù)陰極鋼棒的數(shù)量和排列，在槽殼底部上鉆設(shè)槽殼貫通孔；(2) 、在槽殼底部砌筑保溫磚層，并且在對應(yīng)著槽殼的貫通孔的位置上砌 筑好保溫磚層的貫通孔；(3) 、在保溫磚層上，水平搗打防滲料層，并且在對應(yīng)著槽殼的貫通孔的位置上預(yù)留防滲料層的貫通孔；(4) 、將陰極鋼棒上端與陰極炭塊組裝好，然后從槽殼的一端開始安裝第 一塊陰極炭塊，垂直陰極鋼棒穿過防滲料層、保溫磚層及槽殼，使陰極炭塊底 部與防滲料層穩(wěn)固接合；從陰極炭塊側(cè)部向保溫磚層的貫通孔中澆灌澆筑料， 并振動搗實(shí)，上面與保溫磚層平齊；從陰極炭塊側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲 料，把陰極炭塊底部防滲料層預(yù)留的貫通孔的空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一 陰極炭塊保溫磚層貫通孔的邊緣；依上述法依次安裝陰極炭塊至全部裝完；(5) 、在相鄰陰極炭塊之間搗打扎固縫7;在陰極炭塊和槽殼側(cè)邊之間安裝 邊部材料層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的砌筑方法，其特征是在槽殼底部上固定套筒， 套筒罩住貫通孔，并且，套筒外砌筑保溫磚層和防滲料層，第一個陰極炭塊安 裝好后，從套筒的上端或側(cè)壁開口處向保溫磚層的貫通孔中澆灌澆筑料，并振 動搗實(shí)，上面與保溫磚層平齊，從陰極炭塊側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲料， 把陰極炭塊底部防滲料層預(yù)留的貫通孔的空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一陰極 炭塊保溫磚層貫通孔的邊緣；依上述法依次安裝陰極炭塊至全部裝完。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的砌筑方法，其特征是在套筒上端設(shè)置密封蓋， 以增加密封效果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垂直出電的鋁電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及其砌筑方法，其槽殼的底部、保溫磚層和防滲料層上下相對應(yīng)位置上分別設(shè)置有貫通孔，所述貫通孔中設(shè)置有陰極鋼棒，該陰極鋼棒的上端與陰極炭塊下端面連接，其下端貫穿槽殼而出，所述陰極鋼棒的截面小于貫通孔的截面，垂直鋼板與保溫磚層和防滲料層之間分別設(shè)置有鋼棒澆筑料層和防滲層。該砌筑方法包括以下步驟在槽殼底部、保溫磚層和防滲料層上設(shè)置貫通孔；從槽殼的一端開始安裝第一塊陰極炭塊，從陰極炭塊側(cè)部向保溫磚層的貫通孔中澆灌澆筑料，并振動搗實(shí)，從陰極炭塊側(cè)部沿水平方向向里搗打防滲料，把陰極炭塊底部防滲料層預(yù)留的貫通孔的空間搗實(shí)，并向外部延伸到下一陰極炭塊保溫磚層貫通孔的邊緣。
文檔編號C25C3/08GK101665955SQ20091006609
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者冰 馮, 靜 劉, 梁學(xué)民, 王有山 申請人:河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司