[實用新型]一種新型鋁電解槽

有效

• 申請號: 201220627927.4
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN202925108U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王有來;李勇;秦衛中;楊求思;鄧文;李煒煜;王世海;杜慧龍
• 申請（專利權）人: 四川啟明星鋁業有限責任公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉世平

技術領域

本實用新型涉及一種新型鋁電解槽，具體的說是涉及一種能夠改善電解槽內電流分布狀況的新型鋁電解槽。

背景技術

大型鋁電解槽穩定性設計是電解槽設計的關鍵，而電解槽的穩定性主要取決于垂直磁場與水平電流，因此電解槽水平電流是電解槽設計的關鍵技術之一。鋁電解槽陰極電流分布的好壞對水平電流有直接影響。當然，影響電流分布的因素是多方面的，如電解槽母線設計、碳塊高度、陰極鋼棒形狀、陰極出電形式（側部還的底部）、鋁液高度、電解槽內槽膛形狀、槽底沉淀等等，而電解槽內水平電流又以短軸方向上的水平電流為主，最大值在5000A/m².。電解槽在實際運行中，電流存在偏流的情況，就是離出電端越近，電流密度越大，如圖1所示，這樣會增加水平電流密度，引起鋁液波動趨勢，加大鋁液二次反應，增加電流效率損失。目前還沒有一種可以有效的抑制水平電流密度電解槽。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，是針對現有的電解槽在實際運行中電流存在偏流的問題，提出一種新型鋁電解槽。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種新型鋁電解槽，包括碳素陽極、陰極炭塊和陰極鋼棒，所述陰極炭塊設置在陰極鋼棒上，所述碳素陽極設置在陰極炭塊正上方，其特征在于，所述陰極鋼棒上設置有電阻器，所述電阻器在陰極炭塊上的正投影位于陰極炭塊的右端，電流流出的方向為陰極炭塊的右端。

具體的，所述電阻器的橫截面為梯形。

具體的，所述梯形的上底寬度為180-220mm、下底寬度為750-850mm，高為110-130mm。

本實用新型的有益效果為，能有效改善電流分布，減少水平電流分量，減小鋁液波動趨勢，增加電解槽穩定性，提高電解槽電流效率。

附圖說明

圖1為傳統的電解槽結構和電流走向示意圖；

圖2為本實用新型的電解槽結構和電流走向示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，詳細描述本實用新型的技術方案：

如圖1所示，傳統的電解槽包括碳素陽極1、陰極炭塊2和陰極鋼棒3，陰極炭塊2設置在陰極鋼棒3上，所述碳素陽極1設置在陰極炭塊2正上方，在電解槽的實際工作過程中電流可以分解為如圖所示的由碳素陽極1流向陰極炭塊2的垂直分量和在陰極鋼棒3上以水平方向流出的水平分量，目前這種結構的電解槽的問題在于電流在靠近陰極炭塊2的右端時，其電流密度會變大，其主要原因在于，陰極碳塊2和陰極鋼棒3之間相當于一塊電阻，而根據材料本身的電阻率，距離越遠電阻就越大，而在靠近出電端的陰極鋼棒3和陰極碳塊2之間的距離是最短的，故而電阻也最小，電流往這個方向通過的趨勢就變大，從而使得出電端處的電流密度變大。

如圖2所示，本實用新型所述的新型電解槽包括碳素陽極1、陰極炭塊2、陰極鋼棒3和電阻器4，陰極炭塊2設置在陰極鋼棒3上，碳素陽極1設置在陰極炭塊2正上方，電阻器4設置在陰極鋼棒3上，電阻器4在陰極炭塊2上的正投影位于陰極炭塊2的右端，電流流出的方向為陰極炭塊2的右端。本實用新型總的技術方案，通過在于在陰極鋼棒3靠近出電端處設置電阻器4，從而增加陰極鋼棒3出電端處的局部電阻，減小水平電流強度，其主要原理為：在陰極炭塊2和陰極鋼棒3之間增加電阻器4后，陰極鋼棒3和陰極炭塊2在靠近出電端處的電阻增加，從而使電流偏向陰極鋼棒3的中后端，減少了水平電流在出電端處的電流密度，從而實現改善電流分布，減小鋁液波動趨勢，增加電解槽穩定性，提高電解槽電流效率的目的。在具體的實現過程中可以采用不導電的高強澆注料進行實施。

具體的，所述電阻器的橫截面為梯形。本方案的目的在于提供一種優選的可實施的電阻器4實現方式，根據電流分布成形的原理，如果設置的電阻器面積過大，或者不規則，并不利于改善電流分布，反而導致電流過度往陰極鋼棒3的中后端集中，其結果仍然是電流分布密度不均勻，無法實現改善電流分布的目的。

具體的，所述梯形的上底寬度為180-220mm、下底寬度為750-850mm，高為110-130mm。為了最好的控制電流分布的密度，本方案提出了一種優選的電阻器4的實現方式，在本方案提出的實施范圍內，能夠較優的控制電流分布。

當梯形面上底在180-220mm范圍內，下底在750-850mm范圍內，高在110-130mm范圍內時，其設計對短軸水平電流有較好的抑制作用。詳見表1：

表1陰極鋼棒斜扎面設計效果

本實用新型中所述的電阻器4，可通過采用絕緣糊在陰極鋼棒3上直接進行澆注成型實現，也可采用先獨立制作電阻器4，再鑲嵌到陰極鋼棒3上等其他方式實現，只要是本領域內技術人員易于想到的，均未脫離本實用新型所述的技術思想范圍。