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(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋁電解槽陰極阻流裝置，屬于鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解槽設(shè)計和操作技術(shù)水平的提高，國際國內(nèi)新設(shè)計和建設(shè)的鋁電解槽日 益向大型化的方向發(fā)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(shù)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(jié)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(nèi)各鋁廠的直 流電耗徘徊在13200 ？ 3500kffh/T. A1左右，甚至有的接近14000kWh/T. A1，有相當(dāng)大的潛力 可挖掘。特別是在目前國內(nèi)外經(jīng)濟環(huán)境極為嚴峻的情況下，對節(jié)能的要求就更加的急迫。近來有許多設(shè)計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(zhì)界面、減小極距、節(jié)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(chǎn)槽上使用，因而獲得較大規(guī)模的推廣。但這些方式的 問題在于當(dāng)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(fā)生位置偏移，影響實際的阻流效果。也有設(shè)計(如專利申請081018106. 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。本實用新型改變了阻流裝置的截面形狀，使其在收到鋁液沖刷時能產(chǎn)生向下的壓 力，使其能穩(wěn)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更好的阻流 效果。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)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(yīng)于各種生產(chǎn)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(wěn)定性，以達到節(jié)能、降耗的效果，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實用新型的技術(shù)方案如下它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極碳塊，及阻流裝置。阻流裝置放置在陰極炭塊的表面。阻流裝置的截面形狀為半圓型、弧形、或流線形。阻流裝置為長條、塊狀。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阻流裝置。阻流裝置的高度為50 200mm，寬度為100 300mm。制作阻流裝置的材料可為莫來石、尖晶石、鋯英石等耐高溫(彡1000°C )、耐鋁液 及電解質(zhì)腐蝕、比重大于鋁液的材料?，F(xiàn)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(xiàn)有陰極炭塊產(chǎn)生的渦旋。通過試驗及計算分析可知其破壞現(xiàn)有鋁 電解槽電磁力所產(chǎn)生的鋁液內(nèi)流速場的分布，使其變得支離破碎，使鋁液不能產(chǎn)生較大的隆起和波動，從而獲得較好的穩(wěn)定性。從而達到進一步節(jié)能、降低能耗的效果。但現(xiàn)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(chǎn)生偏移；2)由于現(xiàn)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(chǎn)生一定的湍流，削弱了其阻流效果。 經(jīng)過大量實驗和計算機模擬后得到阻流裝置的截面。將此裝置投入在產(chǎn)的鋁電解槽中時， 由于會在局部產(chǎn)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(jié)構(gòu)也 能僅可能的減少鋁液湍流，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(zhì)腐蝕、比重大于鋁液的材料。因此本實 用新型具有對電解槽改動少、節(jié)能效果好、適應(yīng)面廣等優(yōu)點，具有很好的經(jīng)濟效應(yīng)、推廣價 值和實用價值。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的示意圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)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為本實用新型的放置多組陰極阻流裝置的示意圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例本實用新型包括設(shè)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。如圖2所示，陰極碳塊設(shè)置在鋁電解 槽的底部，在陰極碳塊表面放置阻流裝置2，阻流裝置截面為半圓形(如圖3)，或弧形、流線 形等。阻流裝置在陰極炭塊表面沿長邊方向放置(如圖2、圖4、圖5)，每塊陰極碳塊表面可 放置1組、2組(如圖4)或多組(如圖5)阻流裝置。阻流裝置的高度要求為50 200mm， 寬度為100 300mm。正常生產(chǎn)時鋁液應(yīng)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(wěn)定性增加，可在正常生產(chǎn)中進一步的降低極距，起 到節(jié)能降耗的作用。陰極阻流裝置采用耐高溫(彡lOOOoC)、耐(電解質(zhì)、鋁液)腐蝕、比重大(彡3) 的材料制作，如莫來石、尖晶石、鋯英石等，這些材料均為制作現(xiàn)有常用材料，不會增加太多 成本。
權(quán)利要求一種可更換的鋁電解槽的陰極阻流裝置，它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極碳塊(1)和陰極阻流裝置(2)，其特征在于陰極阻流裝置(2)放置在陰極碳塊的表面。
2.根據(jù)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(jù)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)的高度為50 150mm，寬度為100 300mm。
4.根據(jù)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(2)。
5.根據(jù)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 ⑵為長條、塊狀。
專利摘要本實用新型公開了一種鋁電解槽阻流裝置，它包括設(shè)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(3)放置在陰極碳塊的表面，便于更換。陰極阻流裝置(3)的截面形狀為半圓形、弧形或流線型。陰極阻流裝置(3)采用耐高溫(≥1000℃)、耐(電解質(zhì)、鋁液)腐蝕、比重大(≥3)的材料制作。本實用新型能較好的提高鋁電解槽內(nèi)鋁液電解質(zhì)界面的穩(wěn)定性，使正常生產(chǎn)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(jié)能降耗的效果。
文檔編號C25C3/08GK201605331SQ20102030027
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者席燦明, 楊溢, 鄭莆 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院