專利名稱：一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種陰極碳塊，特別是屬于一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊。屬于 鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，我國的鋁電解技術(shù)也得到了長足的進(jìn)展，在電解槽容量上已能達(dá)到甚至 超過國際先進(jìn)水平。但在節(jié)能降耗方面與世界先進(jìn)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— 13500kWh/T. Al左右，甚至有的接近14000kWh/T. Al， 有相當(dāng)大的潛力可挖掘。特別是在目前國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)環(huán)境極為嚴(yán)峻的情況下，對節(jié)能的要求 就更加的急迫在鋁電解生產(chǎn)中，節(jié)能的途徑比較多。但目前國內(nèi)鋁電解槽節(jié)能主要是采用阻流 型的異型陰極電解槽，如專禾IJ CN200710010523. 4、CN200810228017. 7、CN200910300282. 6 等，即在普通陰極炭塊的上表面加工出一個或多個凸臺，形成不平整的陰極表面，以達(dá)到減 緩流速、提高鋁電解槽生產(chǎn)穩(wěn)定性、從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。另外由于凸臺的存在，使陰 極碳塊的導(dǎo)電面積加大，陰極表面各點到陰極鋼棒間的距離變得較均勻，而減少了鋁電解 槽的陰極電壓，也是異型陰極電解槽節(jié)能的一個原因。但根據(jù)多個現(xiàn)場觀察，由于距電解質(zhì)層的距離過近鈉侵蝕嚴(yán)重、同時受到側(cè)向高 溫熔體的沖刷，異型陰極電解槽的凸臺腐蝕、破損較為嚴(yán)重，個別廠的異型凸臺甚至一年不 到就被腐蝕掉一半的高度。相比起陰極炭塊本身2000天)的壽命而言，凸臺部分的壽命 是一個極大的制約因素。僅從操作工藝、或原料成分上目前尚無很好的解決辦法。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，保護(hù)罩用一種大比重、 耐腐蝕、耐高溫的材料制成，罩在凸臺之上減緩?fù)古_的腐蝕速度，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實用新型的技術(shù)方案一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，包括陰極碳塊，陰極碳塊上 設(shè)有凸臺，凸臺上設(shè)有一個以上的保護(hù)罩。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述凸臺的高度為30 150mm，寬度為50 400mm。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述保護(hù)罩的橫截面為“Π”形，包括上平面和上 平面兩側(cè)的兩個側(cè)面。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述上平面上設(shè)有一個以上整孔。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述整孔為矩形孔、圓孔或異形孔的完整孔。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述上平面上設(shè)有一個或兩個半孔。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述半孔為矩形孔、圓孔或異形孔的半個孔。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述矩形孔為圓角矩形孔。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述上平面上設(shè)有一個半孔加一個以上整孔；或兩個半孔加一個以上整孔。前述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊中，所述保護(hù)罩用耐高溫、耐腐蝕、比重大于鋁液比重 的材質(zhì)制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型用一種大比重、耐腐蝕、耐高溫的材料(一般情況下 是不良導(dǎo)電材料)制作成保護(hù)罩，罩在凸臺之上。即將凸臺的降低熔體流速及波動的功能， 轉(zhuǎn)移給保護(hù)罩。由于保護(hù)罩可以隨時更換，即使凸臺腐蝕損壞，仍可以由保護(hù)罩來完成其阻 流的作用。而本實用新型的保護(hù)罩上平面一般為非封閉表面(但也不排斥封閉表面)，電流 仍可以通過上平面的孔洞，進(jìn)入凸臺，即陰極的導(dǎo)電面積并不會明顯減少。凸臺對電流的均 流作用仍然保留。同時凸臺還是保護(hù)罩的固定裝置，防止其在側(cè)向熔體的推動下發(fā)生位移。 本實用新型既有良好的阻流作用，又可以通過更換保護(hù)罩的方式來解除因凸臺腐蝕而帶來 的凸臺壽命問題。本實用新型具有對電解槽改動少、節(jié)能效果好等優(yōu)點，具有很好的經(jīng)濟(jì)效 應(yīng)、推廣價值和實用價值。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是凸臺上設(shè)有多個保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是保護(hù)罩的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是設(shè)有矩形孔的保護(hù)罩示意圖；圖5是設(shè)有圓孔的保護(hù)罩示意圖；圖6是設(shè)有異形孔的保護(hù)罩示意圖；圖7是設(shè)有圓角矩形孔的保護(hù)罩示意圖；圖8是設(shè)有兩個半圓孔的保護(hù)罩示意圖；圖9是設(shè)有一個半圓孔的保護(hù)罩示意圖；圖10是設(shè)有一個半圓孔加一個整孔的保護(hù)罩示意圖；圖11是設(shè)有多個整孔的保護(hù)罩示意圖；圖12是設(shè)有多個不同形狀整孔的保護(hù)罩示意圖；圖13是保護(hù)罩正常情況下罩在凸臺上的實例圖；圖14是保護(hù)罩罩在已經(jīng)侵蝕的凸臺上的實例圖；圖15是保護(hù)罩一側(cè)與凸臺緊密接觸時的實例圖；圖16是使用多個高度不同的保護(hù)罩時的實例圖。附圖中的標(biāo)記為1_上平面，2-側(cè)面，3-整孔，4-矩形孔，5-圓孔，6-異形孔，7-半 孔，8-圓角矩形孔，9-保護(hù)罩，10-陰極碳塊，11-凸臺。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本實用新 型的任何限制。實施例。本實用新型如圖1和圖2所示。一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，包括陰極 碳塊10，陰極碳塊10上設(shè)有凸臺11，其特征在于凸臺11上設(shè)有一個以上的保護(hù)罩9。所 述凸臺11的高度為30 150mm，寬度為50 400mm。
4[0036]所述保護(hù)罩9如圖3所示，保護(hù)罩9的橫截面為“Π”形，包括上平面1和上平面 1兩側(cè)的兩個側(cè)面2。如圖4、圖5和圖6所示，所述上平面1上設(shè)有一個以上整孔3。整孔為矩形孔4、 圓孔5或異形孔6的完整孔。如圖8和圖9所示，所述上平面1上設(shè)有一個或兩個半孔7。半孔7可以是矩形孔 4、圓孔5或異形孔6的半個孔。如圖7所示，所述矩形孔4可以是圓角矩形孔8。如圖10所示，所述上平面1上設(shè)有一個半孔7加一個以上個整孔3 ；或或兩個半 孔7加一個以上個整孔3。所述保護(hù)罩9用耐高溫、耐腐蝕、比重大于鋁液比重的材質(zhì)制成。本實用新型工作過程及原理本實用新型的陰極碳塊如圖1所示，陰極碳塊10的表面設(shè)有凸臺11，凸臺11上設(shè) 有保護(hù)罩9，保護(hù)罩9用可以承受1000°C高溫，可以經(jīng)受電解質(zhì)或鋁液侵蝕的大比重，不良 導(dǎo)電材料制成。保護(hù)罩9的壁厚為5 100mm。保護(hù)罩9的橫截面形狀為“ Π ”形，長度可長 可短，根據(jù)凸臺11確定。扣在凸臺11上，保護(hù)凸臺11少受侵蝕。具體實施時，可以如圖13所示，保護(hù)罩9的橫截面形狀為“Π”形，扣在凸臺11上， 將整個凸臺11罩在保護(hù)罩9中，虛線表示沒有采用保護(hù)罩時，凸臺11的高度。由此可見， 采用保護(hù)罩9后，凸臺11的高度可由原來的30-250mm降至30_150mm。寬度不變。保護(hù)罩 9的兩側(cè)邊代替凸臺11起阻流作用。也可以如圖14所示，當(dāng)凸臺11受到腐蝕而高度降低時，殘存的凸臺11仍能保證 保護(hù)罩9不致移動，而更換后的保護(hù)罩9高度不變，兩側(cè)塊起到的阻流作用不受影響。還可以如圖15所示，在正常生產(chǎn)時，鋁電解槽內(nèi)熔體以水平方向的旋轉(zhuǎn)運動為 主，故凸臺11及保護(hù)罩9主要受到水平方向的壓力。凸臺11與保護(hù)罩9之間一般為非緊 密連接(但并不排斥緊密連接的情況)，在如圖中箭頭所示的側(cè)向壓力作用下，保護(hù)罩會有 輕微的位移，凸臺本身將起到阻止保護(hù)罩繼續(xù)位移的作用。圖中虛線表示為保護(hù)罩位移后 的位置。可以根據(jù)需要如圖16所示，當(dāng)生產(chǎn)槽內(nèi)鋁液-電解質(zhì)界面變形過大，或其他特殊 情況時，還可以根據(jù)不同情況，在同一槽內(nèi)不同位置的凸臺，設(shè)置高度不同的保護(hù)罩，以最 大限度的起到阻流作用。也可在不同的生產(chǎn)時期，對任一凸臺，靈活的更換高度不同保護(hù)罩。
權(quán)利要求1.一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，包括陰極碳塊(10)，陰極碳塊(10)上設(shè)有凸臺(11)， 其特征在于凸臺(11)上設(shè)有一個以上的保護(hù)罩(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述凸臺(11)的高度為 30 150mm，寬度為 50 400mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述保護(hù)罩(9)的橫截面 為“Π”或“η”形，包括上平面(ι)和上平面(ι)兩側(cè)的兩個側(cè)面(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述上平面(1)上設(shè)有一 個以上整孔(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述整孔為矩形孔(4)、 圓孔(5)或異形孔(6)的完整孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述上平面(1)上設(shè)有一 個或兩個半孔(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述半孔(7)為矩形孔 (4)、圓孔(5)或異形孔(6)的半個孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述矩形孔(4)為圓 角矩形孔(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述上平面(1)上設(shè)有一 個半孔(7)加一個以上整孔(3)；或兩個半孔(7)加一個以上整孔(3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，其特征在于所述保護(hù)罩(9)用耐高 溫、耐腐蝕、比重大于鋁液比重的材質(zhì)制成。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有保護(hù)罩的陰極碳塊，包括陰極碳塊(10)，陰極碳塊(10)上設(shè)有凸臺(11)，凸臺(11)上設(shè)有一個以上的保護(hù)罩(9)。本實用新型既有良好的阻流作用，又可以通過更換保護(hù)罩的方式來解除因凸臺腐蝕而帶來的凸臺壽命問題。本實用新型具有對電解槽改動少、節(jié)能效果好等優(yōu)點，具有很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、推廣價值和實用價值。
文檔編號C25C3/08GK201873762SQ20102062652
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者楊溢, 鄭莆 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院