專利名稱：能大幅度降低水平電流的電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電解槽。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的鋁電解工業(yè)正在向槽容量大型化發(fā)展。2005年以來(lái)，國(guó)內(nèi)先后建設(shè)了 350—500kA大型電解槽，現(xiàn)有槽型也在不斷地強(qiáng)化電流。在電解槽的大型化和電流強(qiáng)化的趨勢(shì)下，電解槽穩(wěn)定性的研究成為電解槽的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中越來(lái)越重要的課題之一。鋁液中水平電流是鋁電解槽生產(chǎn)之大忌，因?yàn)殇X液中的水平電流與垂直磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁力，導(dǎo)致鋁液的流動(dòng)、波動(dòng)和電解槽不穩(wěn)定。水平電流過(guò)大，對(duì)電解槽的穩(wěn)定性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有很大的影響。另外，水平電流會(huì)使熔體流速加快，沖蝕爐幫，破壞爐膛，引發(fā)槽內(nèi)襯破損，影響槽壽命。所以水平電流對(duì)電解槽的穩(wěn)定性、電流效率、槽壽命的影響非常大，我們必須在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中想辦法減小電解槽的水平電流。分析水平電流的成因和防治對(duì)策，對(duì)電解槽生產(chǎn)管理有非常重要的意義。從理論上來(lái)講，電解槽的不穩(wěn)定是由鋁液中的水平電流和垂直磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的電磁力引起的，電磁力的計(jì)算公式為 F = JB。寫成三個(gè)方向分量的形式則變成
權(quán)利要求1.一種能大幅度降低水平電流的電解槽，它包括陽(yáng)極炭塊(1)、陰極鋼棒(2)、爐膛 (3)、陰極炭塊(4)，其特征在于陰極鋼棒(2)采用“漸變式”陰極扎糊結(jié)構(gòu)，即采用斜面或階梯式截面的陰極扎糊結(jié)構(gòu)，在斜面或階梯式截面處填充耐高溫絕緣材料；陰極鋼棒(2) 在陰極炭塊(4)中為等比例布置；爐膛(3)的大面加工面(5)控制在MOmm— 269mm之間； 陰極炭塊(4)與陽(yáng)極炭塊(1)對(duì)齊，即陰極炭塊(4)寬度與陽(yáng)極炭塊(1)寬度相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能大幅度降低水平電流的電解槽，其特征在于在斜面或階梯式截面處填充不導(dǎo)電的耐高溫絕緣材料為陶瓷纖維棉，或填充高強(qiáng)澆注料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能大幅度降低水平電流的電解槽，其特征在于在階梯式截面處填充耐高溫絕緣材料形成階梯(6)，該階梯(6)滿足以下關(guān)系 Tx I < ￡1 < Ix I ,式中為陰極長(zhǎng)度，為階梯中耐高溫絕緣材料長(zhǎng)度； J ￡ ilη & <們< Η長(zhǎng)為扎糊總高度，、分別為階梯中Ji 4J Hm H 2耐高溫絕緣材料兩個(gè)“階梯”的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能大幅度降低水平電流的電解槽，其特征在于所述的斜面處填充耐高溫絕緣材料形成三角體(7)，該三角體(7)滿足下列關(guān)系I < < I ,式中￡為陰極炭塊s長(zhǎng)度，L3為三角體中耐高溫絕緣材料長(zhǎng)1 ‘？Ηχ-<Η3<Η χ^ ,式中為扎糊總高度，為三角體中耐高溫絕緣材料高度。 J-‘ HE3
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能大幅度降低水平電流的電解槽，其特征在于陰極鋼棒(2) 在陰極炭塊(4)中等比例布置是指陰極鋼棒等比例分布于陰極炭塊中，滿足下列關(guān)系W雙1 = j，式中『為陰極炭塊寬度，■為從陰極炭塊邊緣到陰極鋼棒中心的距離，該4WWl距離與陰極鋼棒中心到陰極炭塊中心的距離相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能大幅度降低水平電流的電解槽，其特征在于采用陰極炭塊(4)與陽(yáng)極炭塊(1)對(duì)齊結(jié)構(gòu)，即陰極炭塊(4)寬度與陽(yáng)極炭塊(1)寬度相等，其寬度值在 600mm —800mm 之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種能大幅度降低水平電流的電解槽，它包括陽(yáng)極炭塊(1)、陰極鋼棒(2)、爐膛(3)、陰極炭塊(4)等，其特征在于陰極鋼棒(2)采用“漸變式”陰極扎糊結(jié)構(gòu)，即采用斜面或階梯式截面的陰極扎糊結(jié)構(gòu)，在斜面處或階梯式截面處填充耐高溫絕緣材料；陰極鋼棒(2)在陰極炭塊(4)中為等比例布置；爐膛(3)中的大面加工面(5)的寬度S控制在240mm—269mm之間；陰極炭塊(4)與陽(yáng)極炭塊(1)對(duì)齊，即陰極炭塊寬度與陽(yáng)極寬度相等，其值在600mm—800mm之間。
文檔編號(hào)C25C3/08GK202181357SQ20112028938
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者劉堅(jiān), 劉正, 周劍飛, 楊朝紅, 程然, 郭海龍, 陳穎, 黃 俊 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司