[發(fā)明專利]一種端面出電鋁電解槽

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410017475.1
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN104775134A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉正
• 申請（專利權(quán)）人: 貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解槽，具體涉及一種使鋁電解槽在該電解槽與下游槽相鄰的一端出電的陰極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有鋁電解槽的電流流向如下：電流經(jīng)上臺槽槽周母線流向本槽立柱母線后，經(jīng)立柱母線流經(jīng)大母線和平衡母線，后經(jīng)大母線流經(jīng)陽極，然后流經(jīng)電解質(zhì)和鋁液，再流至陰極，最后由陰極流經(jīng)槽周母線至下臺槽。

而在陰極炭塊構(gòu)造如下：每組陰極由以下三部分組成：一塊陰極炭塊、陰極鋼棒兩根或四根、連接陰極炭塊和陰極鋼棒用的糊料。電流流經(jīng)陰極炭塊后，經(jīng)糊料流經(jīng)陰極鋼棒，每組陰極的陰極鋼棒在電解槽的側(cè)面連接槽周母線。

這種陰極組裝方式有以下幾個方面的不足：

(1)、槽周母線需求量過大，投資成本非常高。由于每組陰極的電流均經(jīng)陰極鋼棒流經(jīng)電解槽的兩側(cè)，再流向下臺槽，使得電解槽的兩側(cè)需配置大量的槽周母線。據(jù)統(tǒng)計，一臺400kA級的電解槽槽周母線耗量在30噸以上，而一個年產(chǎn)能30萬噸的系列約288臺槽，則系列槽周母線量將在12000噸以上，按15000元/噸鋁的價格考慮，則該部分投資將在1.8億元以上。

(2)、由于電解槽周圍配置大量的槽周母線，使得槽間距較大，增加了占地面積。

(3)、從理論上來講，電解槽的不穩(wěn)定是由鋁液中的水平電流和垂直磁場作用產(chǎn)生的電磁力引起的，由于從電解槽的側(cè)面出電，使得電解槽的水平電流非常大，不利于電解槽的穩(wěn)定。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種端面出電鋁電解槽，以解決現(xiàn)有鋁電解槽由于都是從側(cè)面出電，需配置大量的槽周母線將電解槽的側(cè)面出電端經(jīng)過電解槽的出電端與下游槽的進(jìn)電端連通，極大地提高了投資成本，也使得槽間距較大，增加占地面積，同時，側(cè)面出電使得水平電流非常大，不利于電解槽穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明的方案如下：一種端面出電鋁電解槽，包括陰極炭塊和陰極棒，陰極炭塊上開設(shè)有棒槽，棒槽內(nèi)沿其長度方向設(shè)置有陰極棒，陰極炭快設(shè)置在電解槽的槽殼內(nèi)，棒槽貫通電解槽出電端處的槽殼。

棒槽的開槽方向與電解槽的側(cè)面相平行。

陰極棒與棒槽之間填充有糊料。

陰極棒為鋼棒或銅棒。

所述每個棒槽內(nèi)沿其長度方向至少依次設(shè)置有兩段陰極棒。

每個電解槽上開設(shè)有1至4個棒槽。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點是使棒槽貫通電解槽出電端處的槽殼，使得電解槽直接從端面出電，無需在電解槽的側(cè)面配置大量的槽周母線，只需在出電端配置少量母線將陰極棒與下游槽相連即可，大大降低了投資成本；也使得槽間距得以減小，以420kA電解槽為例，目前420kA電解槽槽間距一般為6600mm，而采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)后，槽間距可以由6600mm降低至5500mm，而每個電解廠房配置有上百臺電解槽，從而使得電解廠房總長度可以減短至少近百米；同時，端面出電的結(jié)構(gòu)配置使得電解槽水平電流較小，使電解更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的橫向（與電解槽端面相平行方向）剖視圖；

圖2為鋁電解槽縱向（與電解槽側(cè)面相平行方向）局部剖視圖。

具體實施方式

參照圖1和圖2，所述一種端面出電鋁電解槽，包括陰極炭塊1和陰極棒2，陰極炭塊1上開設(shè)有棒槽11，棒槽11內(nèi)沿其長度方向設(shè)置有陰極棒2，陰極炭快1設(shè)置在電解槽的槽殼4內(nèi)，棒槽11貫通電解槽出電端處的槽殼4，使得電解槽可以直接從出電端出電，無需從側(cè)面出電并配置大量槽側(cè)母線。棒槽11的開槽方向與該棒槽11所在電解槽的側(cè)面相平行，在陰極棒2與棒槽11之間填充有糊料3，糊料3主要起固定和導(dǎo)電作用，陰極棒1可以是鋼棒或銅棒，推薦在小槽型時用鋼棒，在大槽型時用銅棒。陰極棒的數(shù)量和截面尺寸視電流密度而定，另外還要考慮吊運和安裝制作方便。為了防止陰極棒在受熱時膨脹，而引起陰極炭塊破裂，在每個棒槽11內(nèi)沿其長度方向至少依次設(shè)置有兩段陰極棒2（兩段式陰極棒），防止僅采用整體的一根陰極棒2受熱后膨脹斷裂。每個電解槽上開設(shè)有1至4個棒槽11，開槽數(shù)量取決于陰極棒的材質(zhì)和電流密度，使得電解效果最佳。

收效實例：一個年產(chǎn)能30萬噸的系列槽周母線耗量將在12000噸以上，按15000元/噸鋁的價格考慮，則該部分投資將在1.8億元以上，而按照本發(fā)明所述陰極結(jié)構(gòu)配置電解槽，30萬噸的系列槽周母線耗量僅需8000噸左右，母線按同樣價格計算，可節(jié)約投資0.6億元。目前420kA電解槽槽間距一般為6600mm，而采用本項專利技術(shù)以后，槽間距可以由6600mm降低至5500mm，電解廠房總長度可以減短150m；

同時，現(xiàn)有電解槽從側(cè)面出電，因此電解槽的水平電流非常大，不利于電解槽的穩(wěn)定。采用該項技術(shù)以后，由于電流從電解槽的出電端直接出電，無需從電解槽側(cè)面出電并通過大流槽側(cè)母線與下游槽連通，因此可以大幅度降低電解槽短軸方向的水平電流（短軸方向是指電解槽的寬度方向，短軸方向的水平電流主要是由側(cè)面出電產(chǎn)生），采用側(cè)面出電和該項技術(shù)（端面出電）后，短軸方向水平電流分別為2721A/m²和300?A/m²，因此電解槽的穩(wěn)定性將大幅度提高。