[實用新型]電解槽陽極配置結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120290178.6
• 申請日: 2011-08-11
• 公開（公告）號: CN202175725U
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 顏非亞;劉堅;程然
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本實用新型涉及一種鋁電解槽陽極配置結構。

背景技術

我國鋁電解工業(yè)自20世紀80年代后，國內在引進消化、試驗研究的基礎上，根據(jù)電解鋁廠不同建設規(guī)模的經(jīng)濟合理性，相應開發(fā)應用了75～165kA、180～240kA、280～320kA、350kA～400kA等多種預焙陽極鋁電解槽生產技術。近年來，國際大型鋁業(yè)公司已完成了300kA向350kA電流的強化過程并開始接近400kA，同時開始研究開發(fā)400～500kA大型預焙槽技術。

20世紀90年代以前，世界先進電解鋁生產技術主要集中在西方發(fā)達國家，如法鋁、挪威海德魯公司、加鋁、美鋁等大型企業(yè)集團，主要槽型為AP18、AP30和HAL230、HAL275等。特別是法鋁公司的AP30技術，在較多的新建鋁廠中被廣泛應用。近年來，法鋁公司不斷對AP30技術進行升級，使其實際運行電流到達到380kA，電流效率94.8%，陽極效應系數(shù)0.047，噸鋁直流電耗13320kW/h，工廠產能提高了25%以上。1989年法鋁建設3臺大型試驗槽，啟動時電流強度約為380kA，1995年達到400kA，至2000年達到500kA，2001年發(fā)表了試驗成果，聲稱可以用這種AP50技術，建設單系列鋁廠，使其產能達到500kt/a。

海德魯公司于2004年開始開發(fā)450kA電解槽，2008年5月在Ardal?Reference?center建成啟動了6臺試驗槽，啟動初期運行電流為420kA。電解槽采用40組單陽極結構，陽極尺寸約為1750×700mm，陽極電流密度0.85~0.92A/cm²。

2006年12月俄羅斯鋁業(yè)公司2臺400kA試驗槽投產。俄羅斯鋁公司確定在Taishet電解鋁廠使用RA?400電解槽建設產能75萬噸/年系列，計劃09年出鋁，2011年完成。

縱觀全球，目前國際鋁電解技術發(fā)展趨勢是：鋁電解槽向大容量、高電流密度、高技術的方向發(fā)展，其目的是降低噸鋁投資、提高勞動生產率、給鋁廠帶來最大的經(jīng)濟效益。

為了獲得最佳的投資效益和最高與最快的回報率，通常的做法是基于增加運行電流和提高電解槽的單位面積產鋁量。

增加運行電流牽連到陽極的電流密度的提高，從而帶來尺寸的變化。目前國內外普遍使用的陽極尺寸長度在1450~1700mm，寬度在660~850mm之間。陽極電流密度在0.7~1A/cm²。當陽極電流密度提高到一定階段時，對于陽極制造的質量要求就變得非常苛刻而難于達到。因此，根據(jù)實際陽極的生產情況，目前大多數(shù)電解槽的陽極電流密度在0.7~0.9A/cm²之間，最高的達到1A/cm²。當陽極不能承受高的電流時，就需要去改變陽極的尺寸來適應。而陽極尺寸的變化存在于陽極本身的兩個方向上，即增加長度或增加寬度。但是，陽極的長度不是無限制可以增加的，當陽極過長時，其陽極內的水平電流開始增長，而水平電流是導致電解槽熔體變形的一個主要因素，從而破壞電解槽的穩(wěn)定生產。相反，增加陽極寬度對于陽極內部電流的均勻性有著較為明顯的作用。這是因為電流的路徑趨于一致造成的。傳統(tǒng)的陽極擺放上槽后其寬度與電解槽的長度方向一致，因此，增加陽極寬度又會導致電解槽增長，從而使得長寬比變大。

提高電解槽單位面積產鋁主導的思想是提高電流效率，而要想提高電解槽的電流效率離不開電解槽穩(wěn)定的運行，因此，電解槽的穩(wěn)定性在此起到了至關重要的作用。研究表明，在一定范圍內，邊界條件保持不變的情況下，電解槽長度與寬度的比例越小，其最大擾動增長率越小，意味著電解槽越穩(wěn)定。要做到這一點最簡單的方法就是增加陽極的長度，從而增加電解槽的寬度。但是正如前所述，陽極長度的增加又會帶來其內部的水平電流，從而又使得穩(wěn)定性變差，這一矛盾目前一直制約著電解槽的設計。

發(fā)明內容

本實用新型要解決的技術問題在于：提供一種鋁電解槽陽極配置結構，以克服現(xiàn)有技術存在的陽極電流密度大、造成電解槽生產不穩(wěn)定等不足。

為了解決所述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案：陽極放置在電解槽內，陽極通過鋼爪和導桿相連，陽極的長度方向與電解槽長度方向一致，陽極的寬度方向與電解槽的寬度方向一致；陽極采用雙陽極結構，兩個陽極連接一個導桿；在兩個陽極之間設置有縫隙。