[發明專利]一種水平進電的鋁電解槽電極

有效

• 申請號: 201310151905.4
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103205775A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 梁學民;王有山;劉靜;馮冰
• 申請（專利權）人: 鄭州輕冶科技有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C25C3/12;C25C3/16
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

技術領域

本發明屬于鋁電解槽技術領域，具體涉及一種水平進電的鋁電解槽電極。

背景技術

目前電解鋁工業生產用電解槽其電解電流走向均為垂直方向，即電流從電解槽上部的陽極垂直進入電解槽的電解質層、鋁液層和位于電解槽底部的陰極。這種電解槽電極存在以下難以解決的技術問題，一是電解槽熔池底部要流過數十萬安培的強大電流，底部陰極在電化學反應的作用下，出現膨脹而破損，使用壽命很低；二是電解槽通過的強大電流，會產生強電磁場，在電解槽中，液態的鋁處于電解槽底部，垂直電流經過鋁液層后才能進入陰極，電解槽的進出電母線結構復雜，產生不同方向的磁場，其中水平電流產生的磁場會與鋁液的垂直電流產生的磁場相互作用，使得鋁液層波動，降低鋁電解生產效率；三是電解槽陰極中下部開有供連接導體的孔，此孔是電解槽液體滲漏最薄弱的環節；四是電極垂直放置，產生的氣泡會彌散開，因此相鄰電極的極距不可能太低，否則造成電極腐蝕和鋁損失。

此外，使用垂直進電電極的電解槽，受電磁場的影響大，電流效率最高只能達到95％左右，槽電壓保持4V左右才能使電解槽工作穩定，從而使電解槽的電能效率僅有50％左右；此外，垂直出電電解槽陽極導電面積大，單位面積產量低。

中國專利申請號200810049240.5提供一種水平電流鋁電解槽，通過將陰極和陽極水平放置，使得電流不流經鋁液層和熔池底，能夠大幅度的增加鋁產量和熔池的壽命，減少了母線的配置。但是，其還存在諸多的不足之處，相對于本發明的設計，還存在著磁場危害大，節能效果不顯著，并不是每個電極上都能出鋁，母線配置多，且更換不方便，母線壓降大等諸多問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的諸多問題，提供一種析出鋁效率高、供電方式簡單、電磁危害小、母線配置簡單的水平進電的鋁電解槽電極。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種水平進電的鋁電解槽電極，由多個電極單元組成，所述的電極單元結構均相同，電極單元包括導電桿和與導電桿連接在一起的電極塊，電極單元呈橫向水平排列并通過導電桿懸掛在電解槽中，相鄰兩電極單元之間有液體電解質層，所述電極的兩端部的兩個電極單元分別與陽極母線和陰極母線相連接。

所述的電極塊呈長方體，電極塊上側設有帶沉孔的凸臺，電極塊采用碳素材料制成，電極塊的前后兩面為導電面，電極塊的左右兩側面和底面涂覆有耐高溫絕緣層。

所述的電極塊的導電面與垂直方向成夾角β為3°~45°，使電極塊呈傾斜放置，使電解過程中產生的氣泡不會彌散開，造成電極腐蝕和鋁損失。

所述的導電桿包括導電棒和由爪齒和爪梁組成的導電爪，導電爪的爪齒嵌入電極塊中，導電爪的爪梁與導電棒固定連接。

所述的導電棒由上半部的鋁棒和下半部的鋼棒組成，所述的導電爪由耐熱鋼制成。

采用上述技術方案，所取得的有益效果是：

1、供電方式簡單，電磁危害小。在電解槽中橫向水平排列多個電極單元，通過將電極兩端部的兩電極單元分別連接陽極母線和陰極母線，中間電極單元浸入電解質中，實現以電壓的形式供電，電流不需要過大，磁場的危害可以盡可能的減小。

2、節約用電效果顯著，設備產出率高。相鄰兩電極單元之間的極距可以調節控制在很小的范圍，同時降低了槽電壓，在設備運行過程中，每個電極單元上均析出鋁，大大提高了設備的產出率。

3、節約母線，經濟性好。將電極端部的兩電極單元之間的電極單元直接浸入電解質中，節省了連接母線，同時降低了母線壓降。

4、相對于傳統的電極進電方式，增加了電解槽內的穩定性和電解槽的使用壽命，更方便了電極單元的更換和維護，結構簡單，操作方便，具有良好的效益和效果。

附圖說明

圖1為本發明鋁電解槽電機的結構示意圖。

圖2為圖1的俯視結構示意圖。

圖3為電極單元的結構示意圖。

圖4為圖3的右視結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1～圖4，圖中1為電解槽、2為導電棒、3為電極塊、4為導電爪、5為電極固定桿、6為陽極母線、7為陰極母線、8為鋁棒、9為鋼棒、10為爪齒、11為爪梁、12為通孔、13為凸臺、14為絕緣層、15為導電面、16為液體電解質層。

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明。