專(zhuān)利名稱(chēng)：一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，適用于氧化鋁-冰晶石
熔鹽電解制取鋁的過(guò)程。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的工業(yè)鋁電解槽在強(qiáng)大磁場(chǎng)的影響下，槽內(nèi)的陰極鋁液會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)和波動(dòng)，在電解槽爐膛內(nèi)型極不規(guī)則的情況下，甚至?xí)l(fā)生滾鋁，出現(xiàn)鋁液噴射到槽外的現(xiàn)象，使電解槽無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)降低鋁液流動(dòng)和波動(dòng)的方法是增加鋁液高度，減少鋁液中的水平電流。由于鋁液的波動(dòng)存在，現(xiàn)行電解槽的槽電壓一般都設(shè)置在4. 0V 4. 3V之間，電解槽磁場(chǎng)設(shè)計(jì)的好壞表現(xiàn)在槽電壓和電流密度的高低，磁場(chǎng)設(shè)計(jì)好的電解槽，在相同電流密度下槽電壓低，能耗低。為了降低鋁液波動(dòng)的影響，人們提出了干式陰極的電解槽結(jié)構(gòu)，電解槽陰極表面沒(méi)有鋁液，從而達(dá)到降低槽電壓，降低能耗的目的。該種結(jié)構(gòu)的電解槽通常稱(chēng)為新型結(jié)構(gòu)電解槽，這種電解槽需要使用可濕潤(rùn)陰極材料，以使鋁液匯聚而保持較高的電流效率。2007年，馮乃祥教授提出了一種陰極凸起的阻隔鋁液波動(dòng)的電解槽結(jié)構(gòu)(ZL200710010523. 4)，能夠降低槽電壓、實(shí)現(xiàn)低能耗運(yùn)行。該結(jié)構(gòu)電解槽的特點(diǎn)是阻隔物與陰極是一個(gè)整體，難以解決陰極材料和阻隔鋁液材料的不同特性要求，陰極材料要求具有低電阻率、強(qiáng)抗腐蝕性的特性，而阻隔鋁液波動(dòng)的材料更注重抗腐蝕性，對(duì)導(dǎo)電性能要求不高，同時(shí)一旦阻隔材料損壞就導(dǎo)致整個(gè)陰極需要更換而導(dǎo)致成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種可以大幅降低電解槽
內(nèi)的鋁液流速和波動(dòng)，提高電解槽的電流效率，穩(wěn)定電解生產(chǎn)，操作容易、成本低的減小鋁
電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法。 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。 —種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于其方法是在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置橫向和縱向條形桿狀阻隔體。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于在鋁液內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體長(zhǎng)度為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)或電解槽槽膛縱向長(zhǎng)，條形桿狀阻隔體橫截面的長(zhǎng)為50mm 300mm，寬為50mm 250mm，阻隔體下表面距離電解槽陰極上表面為10mm 280mm。 —種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于其方法是在電解槽鋁液
區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛縱向長(zhǎng)度的5% 60%，縱向
上安裝的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)度的0% 50%。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于是所設(shè)置的條
形桿狀阻隔體的橫截面形狀是正方形、長(zhǎng)方形或橢圓形。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的材質(zhì)為鋁用陰極炭素材料或密度大于2. 6g/cm3的A1203、Mg20或SiC材料。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是把側(cè)部炭塊加工出凹槽，側(cè)部炭塊安裝好后把條形桿狀阻隔體端頭安裝在凹槽上。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是在搗固人造伸腿的時(shí)候在上面預(yù)留凹槽，然后把條形桿狀阻隔體直接安裝在凹槽上。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是利用碳酸磷加水?dāng)嚢瓒傻母邷啬z把阻隔體粘結(jié)在電解槽的人造伸腿上。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔
體安裝在電解槽上的方法是利用冷搗糊將阻隔體固定在電解槽的人造伸腿上。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于在電解槽鋁液
區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的材料為重質(zhì)耐火材料時(shí)，其在電解槽上的安裝是靠放置在
陰極表面的下支撐體來(lái)放置在鋁液內(nèi)的。 本發(fā)明提出的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，特別適用于現(xiàn)行工業(yè)鋁電解槽，對(duì)電解槽設(shè)計(jì)無(wú)特殊要求，可以利用電解槽大修或者電解槽新建的時(shí)候進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)，可以在筑爐的時(shí)候，在相應(yīng)的位置把阻隔體安裝上，施工簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。該發(fā)明實(shí)施后可以降低陰極鋁液的流動(dòng)速度和鋁液波動(dòng)高度，從而提高了電解槽內(nèi)金屬鋁液面的穩(wěn)定性，減小了鋁的溶解損失，降低槽電壓，提高電流效率，降低鋁電解生產(chǎn)能耗，提高了電解槽的穩(wěn)定性，降低了鋁電解槽的管理難度。 本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的阻隔鋁液波動(dòng)的條形桿狀阻隔體相對(duì)于與電解槽陰極是獨(dú)立的，其不破壞陰極炭塊結(jié)構(gòu)，阻隔體在鋁液之中起到降低鋁液波動(dòng)的目的。 一旦阻隔體損壞僅對(duì)阻隔體進(jìn)行更換，操作容易、成本低?？梢源蠓档碗娊獠蹆?nèi)的鋁液流速和波動(dòng)，提高電解槽的電流效率，穩(wěn)定電解生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
—種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其方法是在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置橫向和縱向安裝條形桿狀阻隔體。在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛縱向長(zhǎng)度的5% 60%之間，縱向上安裝的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)度的0% 50%之間。安裝的條形桿狀阻隔體長(zhǎng)度為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)或電解槽槽膛縱向長(zhǎng)，條形桿狀阻隔體橫截面的長(zhǎng)為50mm 300mm，寬為50mm 250mm，阻隔體下表面距離電解槽陰極上表面距為10mm 280mm ;條形桿狀阻隔體的橫截面形狀是正方形、長(zhǎng)方形或橢圓形。 條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法包括(l)把側(cè)部炭塊加工出凹槽，側(cè)部炭塊安裝好后把條形桿狀阻隔體端頭安裝在凹槽上；(2)在搗固人造伸腿的時(shí)候在上面預(yù)留凹槽，然后把條形桿狀阻隔體直接安裝在凹槽上；(3)利用碳酸磷加水?dāng)嚢瓒傻母邷啬z把阻隔體粘結(jié)在電解槽的人造伸腿上；(4)利用冷搗糊將阻隔體固定在電解槽的人造伸腿上；(5)條形桿狀阻隔體的材料為重質(zhì)耐火材料時(shí)，其在電解槽上的安裝是靠放置在陰極表面的下支撐體來(lái)放置在鋁液內(nèi)。 本發(fā)明一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，是在現(xiàn)通用的鋁電解槽結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)得到的，可用于現(xiàn)行工業(yè)大中型預(yù)焙鋁電解槽的技術(shù)改造和新建。本發(fā)明可以在電解槽筑爐的時(shí)候，在相應(yīng)的位置按安裝方法把把阻隔體安裝在電解槽上。
實(shí)施例1 某臺(tái)160kA電解槽，電解槽橫向上安裝3根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(4000mmX100mmX100mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，縱向上安裝10根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(90000mmX 200mmX 200mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，阻隔體下表面離陰極上表面10mm。在電解槽筑爐時(shí)，把側(cè)部炭塊進(jìn)行特定的加工后留出截面為正方形的凹槽，側(cè)部
炭塊安裝好后把阻隔體安裝在凹槽上，電解槽正常焙燒啟動(dòng)。
實(shí)施例2 某臺(tái)200kA電解槽，在電解槽槽膛橫向上安裝20根尺寸為長(zhǎng)X直徑(4200mmX (M50mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，縱向上安裝7根尺寸為長(zhǎng)X直徑(95000mmX小250mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，阻隔體的下表面離陰極上表面50mm。在電解槽筑爐時(shí)，在搗固人造伸腿的時(shí)候在安裝位置預(yù)留截面為圓形的凹槽，電解槽筑爐完畢后把阻隔體安裝在預(yù)留在凹槽上，電解槽正常焙燒啟動(dòng)。
實(shí)施例3 某臺(tái)正常運(yùn)行的280kA電解槽，在電解槽槽膛橫向上安裝30根尺寸為長(zhǎng)X截面長(zhǎng)軸直徑X截面短軸直徑(4300mmX小200mmX小80mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，縱向上安裝5根尺寸為長(zhǎng)X X截面長(zhǎng)軸直徑X截面短軸直徑(170000mmX小300mmX小200mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，阻隔體的下表面離陰極上表面100mm。在電解槽筑爐時(shí)，利用碳酸磷加水?dāng)嚢瓒傻母邷啬z將阻隔體固定在鋁電解槽的伸腿上，電解槽正常焙燒啟動(dòng)。 實(shí)施例4 某臺(tái)350kA電解槽，在電解槽橫向上安裝40根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(4400mmX250mmX150mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，縱向上安裝3根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(200000mmX300mmX200mm)的鋁用陰極炭素材料的阻隔體，阻隔體的下表面離陰極上表面200mm。在電解槽筑爐時(shí)，利用冷搗糊將阻隔體固定在鋁電解槽的伸腿上，電解槽正常焙燒啟動(dòng)。
實(shí)施例5 某臺(tái)160kA電解槽，電解槽橫向上安裝10根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(4000mmX 100mmX 100mm)的SiC材料加工而成的阻隔體，阻隔體靠放置在陰極上表面的支撐體放置于電解槽內(nèi)，阻隔體下表面離陰極上表面210mm。在電解槽好筑爐后，把下支撐體等間距地放置于電解槽的陰極上表面，然后把阻隔體放置在支撐體上，接觸部位用高溫膠粘結(jié)，安裝結(jié)束后電解槽正常焙燒啟動(dòng)。
實(shí)施例6 某臺(tái)160kA電解槽，電解槽橫向上安裝8根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(4000mmX lOOmmX 100mm)的剛玉材料加工而成的阻隔體，阻隔體靠放置在陰極上表面的支撐體放置于電解槽內(nèi)，阻隔體下表面離陰極上表面210mm。在電解槽好筑爐后，把下支撐體等間距地放置于電解槽的陰極上表面，然后把阻隔體放置在支撐體上，接觸部位用高溫膠粘結(jié)，安裝結(jié)束后電解槽正常焙燒啟動(dòng)。
實(shí)施例7 某臺(tái)160kA電解槽，電解槽橫向上安裝10根尺寸為長(zhǎng)X寬X高(4000mmX 100mmX 100mm)的由成分為(Si02 :0. 5 %， A1203 :1. 5 %， Fe203 :0. 85 %， CaO :1. 2%， MgO :95. 95% )的材料加工而成的阻隔體，阻隔體靠放置在陰極上表面的支撐體放置于電解槽內(nèi)，阻隔體下表面離陰極上表面210mm。在電解槽好筑爐后，把下支撐體等間距地放置于電解槽的陰極上表面，然后把阻隔體放置在支撐體上，接觸部位用高溫膠粘結(jié)，安裝結(jié)束后電解槽正常焙燒啟動(dòng)。
權(quán)利要求
一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于其方法是在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置橫向和縱向安裝條形桿狀阻隔體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于其方法是在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛縱向長(zhǎng)度的5% 60%之間，縱向上安裝的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)度的0% 50%之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于是在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體長(zhǎng)度為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)或電解槽槽膛縱向長(zhǎng)，條形桿狀阻隔體橫截面的長(zhǎng)為50mm 300mm，寬為50mm 250mm，阻隔體下表面距離電解槽陰極上表面距為10mm 280mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的橫截面形狀是正方形、長(zhǎng)方形或橢圓形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的材質(zhì)為鋁用陰極炭素材料或密度大于2. 6g/cm3的A1203、 Mg20、 SiC等材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是把側(cè)部炭塊加工出凹槽，側(cè)部炭塊安裝好后把條形桿狀阻隔體端頭安裝在凹槽上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是在搗固人造伸腿的時(shí)候在上面預(yù)留凹槽，然后把條形桿狀阻隔體直接安裝在凹槽上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是利用碳酸磷加水?dāng)嚢瓒傻母邷啬z把阻隔體粘結(jié)在電解槽的人造伸腿上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在于條形桿狀阻隔體安裝在電解槽上的方法是利用冷搗糊將阻隔體固定在電解槽的人造伸腿上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的材料為重質(zhì)耐火材料，其在電解槽上的安裝是靠放置在陰極表面的下支撐體來(lái)放置在鋁液內(nèi)的。
全文摘要
本發(fā)明一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，其特征在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置橫向和縱向安裝條形桿狀阻隔體。在電解槽鋁液區(qū)域內(nèi)設(shè)置的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛縱向長(zhǎng)度的5％～60％之間，縱向上設(shè)置的條形桿狀阻隔體的截面寬度之和為電解槽槽膛橫向長(zhǎng)度的0％～50％之間。本發(fā)明的一種減小鋁電解槽內(nèi)鋁液流速和波動(dòng)的方法，設(shè)置的鋁液波動(dòng)條形桿狀阻隔體相對(duì)于與電解槽陰極是獨(dú)立的，其不破壞陰極炭塊結(jié)構(gòu)，阻隔體在鋁液之中起到降低鋁液波動(dòng)的目的。一旦阻隔體損壞僅對(duì)阻隔體進(jìn)行更換，操作容易、成本低?？梢源蠓档碗娊獠蹆?nèi)的鋁液流速和波動(dòng)，提高電解槽的電流效率，穩(wěn)定電解生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C25C3/08GK101701341SQ20091023598
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者李旺興, 羅麗芬, 趙慶云, 邱仕麟 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司