【正文】 而整體的厚碳化硅有以下幾點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： (1)相對(duì)體積膨脹率低，不易脫落； (2)抗化學(xué)腐蝕性能和抗機(jī)械沖刷性能好； (3)導(dǎo)熱性能好，有利于側(cè)部散熱，便于形成側(cè)部保護(hù)爐幫； (4)導(dǎo)電性差，減小電流空耗。使側(cè)壁 — 電解質(zhì)界面上滋長(zhǎng)一層凝固的電解保護(hù)層。鋼棒尺寸（長(zhǎng)寬高）取 4750 160 200（ mm）。 [13,18] 表 4－ 2 350 kA 鋁電解槽主要技術(shù)參數(shù) 表 4－ 3 國(guó)內(nèi)外幾種槽型加工面尺寸比較 19 取陽(yáng)極到槽膛側(cè)壁（大面）的尺寸為 340mm，到槽膛端壁（端頭）的距離為 390mm，每組陽(yáng)極炭塊間距取 10mm，陽(yáng)極炭塊組間距取 40mm，陽(yáng)極行間距（中縫）取 200mm，由此可計(jì)算： 槽膛長(zhǎng)度＝ 2 390+20 660+9 40+10 10＝ 14440mm 槽膛寬度＝ 2 340+2 1450+200＝ 3780mm 槽膛深度＝ 550mm 陰極炭塊 組 根據(jù) YS/T 2871994《鋁電解用半石墨質(zhì)陰極炭塊》，選取陰極炭塊尺寸 （長(zhǎng)寬高） 為 3480 660 450（ mm）， 采用通長(zhǎng)陰極碳?jí)K，如圖 2－ 9 中 C 排列方式。 在設(shè)計(jì)電解槽槽殼時(shí)，為了有效地釋放內(nèi)襯的垂直膨脹力，最好不要槽沿板，讓側(cè)部碳?jí)K自由向上膨 脹，這樣會(huì)大大減少槽殼側(cè)壁向外的膨脹力。這種槽殼與直角形搖籃槽殼相比，另一特點(diǎn)是搖籃架為通長(zhǎng)至達(dá)槽沿板，取消腰帶鋼板與其間的筋板，與直角形搖籃槽殼相比具有較多優(yōu)點(diǎn)。至 80年代貴鋁引進(jìn)日輕 160KA預(yù)焙槽技術(shù)，引進(jìn)了搖籃式槽殼。從振動(dòng)成型機(jī)中出模的為上表面沒(méi)有凸起的長(zhǎng)方體陰極碳?jí)K生坯，生坯冷卻后置入石墨化爐中進(jìn)行石墨化，依石墨化溫度的不同，即得到長(zhǎng)方體的陰極碳?jí)K的石墨化制品。 此實(shí)用新型的有益效果：采用該陰極碳?jí)K的電解槽可以緩解電解槽內(nèi)陰極鋁液的流動(dòng)速度和降低鋁液的波動(dòng)高度，從而達(dá)到提高鋁電解槽的金屬鋁液面的穩(wěn)定，減少鋁的溶解損失，提高電流效率和減少極距，降低呂思安節(jié)操生產(chǎn)電能消耗，陰極在陰極底部都凸起的墻體之間能形成粘稠的冰晶石熔體氧化鋁的混合物 16 或沉淀物，組成陰極鋁液通過(guò)槽底裂紋和縫隙流入槽底，溶化鋼棒，達(dá)到延長(zhǎng)電解槽壽命的目的。該若干凸起位于陰極碳?jí)K上表面與炭塊的縱向長(zhǎng)度方向相一致的中間或一側(cè)或兩側(cè)，凸起部分為連續(xù)或間斷，每個(gè)陰極碳?jí)K凸起為 18 個(gè)。由于受陽(yáng)極底表面逸出的陽(yáng)極氣體和電解槽外導(dǎo)電體電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響，電解槽內(nèi)的鋁液不穩(wěn)定，具有很大的波動(dòng)性，這種不穩(wěn)定和波動(dòng)性影響電解槽極距的降低，對(duì)鋁電解槽的電能消耗和電流效率產(chǎn)生影響。由于安裝有陰 極鋼棒的上表面是平的，陰極鋼棒安裝在陰極碳?jí)K底面內(nèi)，因此多組陰極碳?jí)K安裝在電解槽中后，電解槽槽膛底表面是平的。 15 陰極鋼棒規(guī)格為 4750mm 160mm 200mm，陰極電流密度一般取 —，選擇 D 陰 = A/mm2，陰極截面面積為 S=290000/= mm2 陰極鋼棒數(shù)為： （ 160 200 2） =；故取 20 根陰極鋼棒。然而采用圓形孔除了整體搗固陰極之外，這種方案在實(shí)際中有些困難。在電流與磁場(chǎng)的作用下，影響熔體穩(wěn)定性。 [19] 槽殼長(zhǎng)度＝ 14740+2 150（內(nèi)襯） +2 12(鋼板 )+2 25（伸縮縫） ＝ 15114mm 槽殼寬度＝ 3780+2 150（內(nèi)襯） +2 12(鋼板 )+2 25（伸縮縫） ＝ 4154mm 槽殼深度＝ 550+450（底部炭塊） +392(底部?jī)?nèi)襯 )+12(鋼板 )+40（槽沿板）＝ 1444mm 陰極炭塊尺寸 及數(shù)量 我國(guó)電解鋁工業(yè)采用的陰極碳?jí)K寬度有兩種，一種是小型電解槽 100kA 以下，陰極碳?jí)K寬度為 400mm。 采用單 陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，分兩行排列，每行 20 組炭塊。一個(gè)合理的陽(yáng)極尺寸，不僅能滿足生產(chǎn)的穩(wěn)定性，而且又能提高電解槽的經(jīng)濟(jì)性。 陽(yáng)極炭塊組 數(shù)目 陽(yáng)極的組數(shù) (或塊數(shù) )直接影響著電解槽的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，還涉及到陽(yáng)極焙燒爐結(jié)構(gòu)的合理性。按此結(jié)論是否會(huì)得出預(yù)焙槽陽(yáng)極高度越高越好呢？實(shí)際不然， 從三方面來(lái)解釋： （ 1） 陽(yáng)極 高度越大，則電解槽立柱母線越高，上部金屬結(jié)構(gòu)位置抬高，荷重加大； （ 2）會(huì)造成 陽(yáng)極電壓降增加， 因?yàn)?一般陽(yáng)極碳素部分平均電壓降 140mv左右 (國(guó)內(nèi)常用陽(yáng)極塊高度 550mm)，如果采用 610mm 高度與 540mm 高度相比，陽(yáng)極碳素部分電壓降升高至 160mv，平均升高 20mv，每噸鋁多耗電 。 γ — 陽(yáng)極體積密度， 。 H 殘 — 殘極高度， mm μ— 電流效率， % 。 D 換極的周期，即 l 臺(tái)電解槽內(nèi)所有陽(yáng)極塊更換完畢需多少晝夜。故本設(shè)計(jì)采用660mm 的陽(yáng)極寬度。 （ 2）寬度： 預(yù)焙槽陽(yáng)極塊過(guò)寬，將妨礙陽(yáng)極氣體逸出，會(huì)導(dǎo)致電流效率降低 。 [16， 10] 陽(yáng)極炭塊尺寸 陽(yáng)極尺寸是電解槽結(jié)構(gòu)的一個(gè)重 要參數(shù)，一般說(shuō)來(lái)， 電解槽容量越大，則陽(yáng)極尺寸也要大一些。 第 3 章 鋁電解槽結(jié)構(gòu)計(jì)算 陽(yáng)極電流密度 設(shè)計(jì)電解槽電流強(qiáng)度為 290KA，陽(yáng)極電流密度為 . cm2。此外還要注意工作平臺(tái)樓板是否有露出的鋼筋頭與槽殼或母線相碰。 一旦 發(fā)生 短路 、接地 ， 容易造成電器設(shè)備 ， 特別是電子控制設(shè)備事故；一旦人手觸摸構(gòu)成與地回路，還會(huì)發(fā)生人身事故。 (3)簡(jiǎn)捷性，配置簡(jiǎn)單，容易安裝。隨著研究的深入，己經(jīng)普遍把滿足磁流體穩(wěn)定性的要求作為評(píng)判鋁電解槽母線設(shè)計(jì)優(yōu)劣的最重要的標(biāo)準(zhǔn)。因而所設(shè)計(jì)的母線系統(tǒng)必須很好的平衡磁場(chǎng)，以減少鋁液的流速和波動(dòng)。整流后的直流電通過(guò)鋁母線引入電解槽上，槽與槽之間通過(guò)鋁母線串聯(lián)而成，所以電解槽有陽(yáng)極母線、陰極母線、立柱母線和軟帶母線 。 1— 地面； 2— 支撐墩； 3— 連接母線； 4— 軟帶； 5— 立柱母線； 6— 端頭母線； 7— 短路片； 8— 軟帶 圖 2－ 11 短路母線示意圖 近年來(lái)，人們?cè)诖笮碗娊獠鄣倪M(jìn)電方式與母線配置上作了許多研究，探索出多點(diǎn)進(jìn)電和與之相適應(yīng)的母線配置方案，這樣可更有效地降低鋁液中的垂直磁場(chǎng)。 在大型電解槽的設(shè)計(jì)中，母線不僅被看成是電流的導(dǎo)體，而且更注重它產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響。 A B C 圖 2－ 10 陰極鋼棒與陰極炭塊組合類型 母線結(jié)構(gòu) 整流后的直流電通過(guò)鋁母線引入電解槽上，槽與槽之間通過(guò)鋁母線串聯(lián)而成，所以，電解槽有陽(yáng)極母線、陰極母線、立柱母線和軟帶母線；槽與槽之間、1絕熱板 2保溫磚 3耐火顆粒 4氧化鋁粉 5耐火磚 6底糊 7陰極鋼棒 8側(cè)部炭塊 9底部炭塊 10槽沿板 8 廠房與廠房之間還有聯(lián)絡(luò)母線。鋼棒鑲嵌在陰極碳?jí)K的燕尾槽內(nèi)，也是用高磷生鐵澆鑄，是鐵棒與炭塊連接在一起。由槽壁內(nèi)襯和槽底炭塊圍成的空間稱為槽膛，其深一般為 500600mm。在槽殼中自下而上一般砌有 23 層石棉板，鋪有一層 70mm 厚的氧化鋁粉，再砌上 23 層硅藻土保溫磚，2 層粘土磚，搗固（熱搗或冷軋）一層炭素糊，最后按錯(cuò)縫方式安放好陰極炭塊組，炭塊間的的縫隙要用底糊搗固充實(shí)。搖籃支架具有較大的剛度和強(qiáng)度，殼體起容器作用。 槽殼與搖籃架 槽殼：內(nèi)襯砌體外的鋼殼，俗稱槽殼，不僅是盛裝內(nèi)襯砌體的容器，而且還承擔(dān)著克服內(nèi)襯材料的高溫下產(chǎn)生的熱應(yīng)力和化學(xué)應(yīng)力，約束其內(nèi)襯不發(fā)生較 6 大變形和斷裂。煙氣匯集到支煙管 后經(jīng)主煙管送至凈化站 。 圖 2－ 7 打殼下料裝置 集氣裝置 集氣及排煙裝置作用是收集電解產(chǎn)生的煙氣和粉塵，然后經(jīng)凈化總煙道送至煙氣凈化回收。當(dāng)接到下料命令時(shí)，氣缸活塞被驅(qū)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)，便帶動(dòng)連在活塞桿上的透氣活塞和鐘罩向下運(yùn)動(dòng)