[實用新型]一種鋁電解槽陰極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220628604.7
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN202925109U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王躍勇;唐新平;邱仕麟;張艷芳;侯光輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術(shù)領(lǐng)域

一種鋁電解槽陰極，涉及一種鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)，特別是陰極電流導(dǎo)出結(jié)構(gòu)的電流導(dǎo)出鋼件形狀的改進(jìn)。

背景技術(shù)

目前，在已有的預(yù)焙鋁電解槽中，電流經(jīng)陽極向下進(jìn)入槽內(nèi)，通過熔融電解質(zhì)和鋁液，到達(dá)陰極炭塊，再經(jīng)過炭塊和由陰極糊或磷生鐵連接而水平嵌入陰極炭塊內(nèi)的匯流鋼棒從電解槽兩側(cè)出來，通過陰極母線進(jìn)入下一臺槽。在這個結(jié)構(gòu)中，由于鋁液的電阻比陰極炭塊小，鋼棒的電阻比陰極炭塊小。因此在鋁液中會產(chǎn)生較大的水平電流，陰極炭塊中也會有一定的水平電流。其中鋁液中的水平電流在強(qiáng)磁場環(huán)境下會產(chǎn)生電磁力，推動鋁液運動，影響電解槽穩(wěn)定性。陰極炭塊中的水平電流會影響陰極壓降。陰極壓降(又稱爐底電壓降)是槽電壓組成的一部分，指槽內(nèi)鋁液至陰極鋼棒間的電壓降，包括鋁液壓降，鋁液與炭塊組間壓降，炭塊壓降，炭塊與陰極鋼棒間壓降等五部分組成。在保持同等設(shè)定電壓的條件下，爐底壓降小的電解槽其有用功電壓高，各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要比爐底壓降大的電解槽優(yōu)越得多。因此降低陰極壓降將直接降低噸鋁能耗，同時鋁水平降低后將提高鋁液穩(wěn)定性，使電解槽能獲得比較高的電流效率。

鋁電解槽的陰極壓降除了與陰極材料的導(dǎo)電性能有直接關(guān)系外，陰極的結(jié)構(gòu)和連接形式也會影響到陰極壓降。使用高導(dǎo)電性能的陰極炭塊和低阻鋼棒都能降低陰極壓降，但是高導(dǎo)電性的陰極炭塊和鋼棒的價格都不便宜。由于陰極鋼棒的導(dǎo)電性比陰極炭塊的導(dǎo)電性好，所以通過調(diào)整兩種材料的用量比也是可以得到較低的陰極壓降。同時，兩種材料的用量比也將影響電流路徑，從而影響鋁液中的水平電流，適宜的水平電流可以為電解槽穩(wěn)定運行提供保證。但是陰極鋼棒用量的增加，必然帶來成本的增加，所以鋼棒的界面尺寸需要和當(dāng)?shù)氐碾妰r匹配，同時應(yīng)從結(jié)構(gòu)上盡量減少鋼材用量，以減少成本。

從目前的大部分地區(qū)的工業(yè)電價來說，現(xiàn)行結(jié)構(gòu)中陰極炭塊與陰極鋼棒兩種材料的用量比并不是最經(jīng)濟(jì)的。目前現(xiàn)行的雙鋼棒導(dǎo)出結(jié)構(gòu)，隨著鋼棒寬度的增加，兩鋼棒間的炭塊部分就要縮小，隨著鋼棒溫度升高，這部分區(qū)域?qū)a(chǎn)生巨大的應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效降低無功能耗的陰極壓降，同時降低鋁液中水平電流，降低噸鋁能耗的鋁電解槽陰極。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種鋁電解槽陰極，其結(jié)構(gòu)包括陰極炭塊、嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件和連接糊，其特征在于在嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件中，還包括嵌入電流導(dǎo)出鋼件的、用于改變電流在陰極炭塊中路徑的鋼棒填充體。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的能改變電流在陰極炭塊中的路徑的鋼棒填充體，其材質(zhì)可以是碳素?fù)v固糊，也可以是磷生鐵及其他電阻率高于鋼棒電阻率的材質(zhì)。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件為并列的截在為方形的條形鋼棒，在兩條形鋼棒中嵌入形狀匹配的方形的鋼棒填充體。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件在引出端向內(nèi)，居中開有方形通槽，結(jié)構(gòu)為呈“門”形，在方形通槽內(nèi)嵌入形狀匹配的鋼棒填充體。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件在引出端向內(nèi)，居中開有錐型通槽，結(jié)構(gòu)為呈褲子形，在錐形通槽內(nèi)嵌入形狀匹配的鋼棒填充體。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件在引出端部開有通孔，在通孔內(nèi)嵌入形狀匹配的鋼棒填充體。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件的斷面呈酒瓶狀結(jié)構(gòu)，在陰極炭塊與電流導(dǎo)出鋼件形成的缺空中嵌入形狀匹配的鋼棒填充體。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件的寬度為130mm-350mm，高度100mm-250mm,長度為1500mm-2000mm。

本實用新型的一種鋁電解槽陰極，其特征在于所述的嵌入陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件的電流引出端伸出陰極炭塊500-800mm。?

本實用新型的一種鋁電解槽陰極的陰極電流導(dǎo)出鋼件，通過對陰極炭塊的電流導(dǎo)出鋼件的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可以對陰極壓降大小和鋁液中水平進(jìn)行調(diào)整能有效改變電流在鋁液和陰極炭塊中的路徑，降低陰極壓降，同時減小鋁液中水平電流。陰極壓降最大可降低100mV，鋁液中水平電流最大可降低40%。通過調(diào)整鋼棒填充體的寬度和高度，可以對陰極壓降大小和鋁液中水平進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整鋼棒填充體的形狀，既可以減少鋼材用量，降低成本，也可以進(jìn)一步優(yōu)化水平電流。

附圖說明