在鋁電解槽炭陰極下面鋪設(shè)耐火材料保溫層，以維持電解槽的能量平衡，并使鋁生產(chǎn)達(dá)到較低的電能消耗率。
當(dāng)耐火材料的保溫性能不足時，電解質(zhì)就在陰極炭塊中“凍結(jié)”，結(jié)果炭塊早期裂開，槽壽命縮短，鋁生產(chǎn)的電能消耗量增多，故要加強(qiáng)保溫層。
近年來，由于鋁電解槽的陽極電流密度趨于減小，故加強(qiáng)電解槽底部耐火材料的保溫尤其重要。在現(xiàn)代電解槽內(nèi)，底部有兩層耐火材料。
上層——高溫保溫層(通常是耐火磚或復(fù)合保溫材料)；
? ? 下層——低溫保溫層(通常是硅藻土磚和保溫板)。
保溫層的變異狀況如下：
在陰極炭塊的下面出現(xiàn)合金層、灰白層、玻璃體層三層，它們的存在便是保溫層發(fā)生變異的明顯證據(jù)。
1、合金層——鋁鐵硅沉積層。此種鋁鐵硅合金是由于鋁液從槽膛內(nèi)經(jīng)陰極炭塊漏下來而生成的。槽膛內(nèi)積存的鋁液本來是純鋁，其純度在99.5％以上，鋁中只含有少量的硅(約0.1％)和鐵(約0.1％)。當(dāng)它流經(jīng)陰極導(dǎo)電棒的時候，溶解了鐵；當(dāng)它與粘土耐火磚接觸時，發(fā)生了置換硅的反應(yīng)。
2、灰白層是由于電解質(zhì)在粘土耐火磚上沉積，以及鋁、鈉和電解質(zhì)對粘土耐火磚發(fā)生侵蝕作用而形成。
灰白層的顏色為深灰至淺灰，夾雜白色的沉積物，因而得名。其形狀呈凸棱鏡狀，中部厚度約為150～180mm，端部較薄。其化學(xué)組成視電解槽槽齡(即電解質(zhì)侵蝕耐火磚的程度)而異，槽齡為3年左右者。
粘土耐火磚中原來所含的SiO2組分，已經(jīng)消失，這是因鋁的置換作用所致，已如上述。但是槽齡較短者，灰白層的厚度較薄，而且其中Na3AlF6和NaF含量較少，仍然保留SiO2的組分，顯然可知侵蝕程度較小。
3、類玻璃體層。此層位于原來的保溫磚層內(nèi)，其外觀呈褐色玻璃狀，經(jīng)X射線衍射分析，其中含有70％類玻璃體，30％晶質(zhì)(主要是亞冰晶石5NaF·3AlF3)。
這是由于鋁電解質(zhì)滲入到保溫磚層中時發(fā)生了一種腐蝕作用而形成的。
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