CN104962952A - 电解铝用阴极扁钢 - Google Patents
电解铝用阴极扁钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104962952A CN104962952A CN201510340014.2A CN201510340014A CN104962952A CN 104962952 A CN104962952 A CN 104962952A CN 201510340014 A CN201510340014 A CN 201510340014A CN 104962952 A CN104962952 A CN 104962952A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flat bar
- cathodic
- band steel
- length
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电解铝用阴极扁钢，包括扁钢体，其特征是：在扁钢体的两个相对的宽表面上分别开有沿扁钢体长度方向走向的在扁钢体表面均匀紧密排列的通长的凹槽，每个凹槽的横截面为腰长在8～15㎜、底角在90°～120°之间的等腰三角形，使得扁钢体的两个相对的宽表面形成波浪沟结构。其优点是：增加了扁钢的表面积，延长了阴极扁钢与阴极碳素块的接触线，增加了二者之间的接触面积，同时也增加了扁钢与碳素块之间的附着力；在导电率不变、长度不变、系统供电电压不变、负载工况不变的情况下，降低了功耗、提高了电能的利用率，节能效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解铝用阴极扁钢，属于铝电解槽阴极技术领域。
背景技术
铝电解工艺是一种通过低电压大电流的直流电与氧化铝粉作用，而对铝进行提纯的工艺，电解铝设备提供的电流回路合理与否直接关系到吨铝生产成本的高低。目前国内所采用的设备为铝电解槽，铝电解槽包括槽体、阳极设备、阴极设备。阳极设备主要由阳极导杆、阳极钢爪、阳极碳素块组成；阴极设备主要由阴极碳素块和阴极扁钢组成，其中：阴极扁钢为条形长方体，其表面为光面，每块阴极碳素块中安放有四支阴极扁钢，四支阴极扁钢有三个面嵌在阴极碳素块中。铝电解槽工作时，阴极设备设在铝电解槽底部，埋在铝电解液中，阳极设备从铝电解槽上部插入铝电解液中，铝电解槽的导电顺序大致为：供电母线→阳极导杆→钢铝复合块（连接阳极导杆和阳极钢爪的部件）→阳极钢爪→磷铁环→阳极碳素块→铝液池（铝电解液）→阴极碳素块→阴极扁钢→阴极母线。设阳极回路电阻为R1、铝电解液负载电阻为R2、阴极回路电阻为R3，整个系统在工作回路中的总电阻R= R1+R2+R3。电阻R1和R3是在阳极设备和阴极设备制作中，由于材质、工艺、安装等原因产生的，不是理想的电解铝工艺所需要的，而理想的电解铝工艺的要求应该是所有的能耗都消耗在铝电解液负载电阻R2上，这样才能最大限度的提高能量的利用率。但是，由于受材料、成本、工艺、安装等因素的制约，任何企业都无法做到这一点。在铝电解槽的供电过程中，每一个辅助导电环节的衔接都要尽可能的降低回路电阻，才能降低无功损耗，做到节能，所以，只有通过各个方面的改进，使不作用在负载电阻上的耗散电阻最大限度的降低，才能实现节能。电解铝工艺属高耗能工艺，一点微弱的电压降变化，都可能使吨铝成本大幅下降，产生巨大的经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够与阴极碳素块结合更好、降低阴极设备电阻、提高阴极设备导电率的电解铝用阴极扁钢。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
本发明包括扁钢体，其特征是：在扁钢体的两个相对的宽表面上分别开有沿扁钢体长度方向走向的在扁钢体表面均匀紧密排列的通长的凹槽，每个凹槽的横截面为腰长在8～15㎜、底角在90°～120°之间的等腰三角形，使得扁钢体的两个相对的宽表面形成波浪沟结构。
本发明的优点是：由于扁钢体的表面采用了波浪沟结构，增加了扁钢的表面积，延长了阴极扁钢与阴极碳素块的接触线，增加了二者之间的接触面积，同时也增加了扁钢与碳素块之间的附着力；电流在通过导体时，都有趋肤效应，即：电流的高密度区在导体表面，增加了扁钢的表面积即增加了其导电通路，在导电率不变、长度不变、系统供电电压不变、负载工况不变的情况下，降低了功耗、提高了电能的利用率，节能效果明显。
附图说明
图1本发明的主视图；
图2是本发明的侧视图。
具体实施方式
参照附图，本发明包括扁钢体1，在扁钢体的两个相对的宽表面上分别开有沿扁钢体长度方向走向的在扁钢体表面均匀紧密排列的通长的凹槽2，每个凹槽的横截面为腰长在8～15㎜、底角在90°～120°之间的等腰三角形，使得扁钢体的两个相对的宽表面形成波浪沟结构。
下面以300KA铝电解槽为例，对本发明作进一步说明：
电解槽中采用的现有技术的阴极扁钢规格为：2.1 m*0.2008 m*0.067 m的光面扁钢，三面埋入阴极碳素块中，埋入长度为1.58m，单支扁钢埋入阴极碳素块的接触面积为：0.2008 m*1.58m*2+0.067 m*1.58m=0.7405㎡。
本发明的阴极扁钢是在上述现有技术的阴极扁钢的基础上，在其两个相对的宽表面上分别开有16个沿扁钢体长度方向走向的在扁钢体表面均匀紧密排列的通长的凹槽，凹槽的横截面为直角等腰三角形。单支扁钢埋入阴极碳素块的接触面积为：0.01414 m*1.58m*16*2+0.067 m*1.58m=0.8227㎡。
单支扁钢增加接触面积0.0822㎡，每块碳素块中安放有四支阴极扁钢，即：一块阴极碳素块中新增导电面积0.0822*4=0.3288㎡，每个电解槽中安放有25块阴极碳素块，每台电解槽中增加了25*0.3288㎡=8.22㎡的导电面积。
根据电路线路回路电阻的计算公式：R=ρ·L/S，R=电阻Ω、ρ=电阻率Ω·m、
L=长度、S=面积，得知：线路在导电材质和长度都不变的情况下，增大导电面积，可有效降低线路阻抗。
根据电路线路压降的计算公式：ΔU=P·L/A·S，ΔU=压降v、P=线路负荷kw、L=线路长度、A=材质系数、S=线路截面积，同样得知：增大线路截面积也可有效降低线路的压降。
依据欧姆定律：I=U/R，对本发明的阴极扁钢与现有技术的阴极扁钢的阻抗情况进行比较，结果见表1：
| 规格 | 导电面积（㎡） | 导线长度（m） | 导电率（Ω·m） | 增导面积（㎡） | 增幅面积（%） | 单支阻抗（Ω） | 减少阻抗（Ω） | 减幅阻抗（%） |
| 现有扁钢 | 0.7405 | 2.1 | 9.78*10-8 | 2.773531398*10-7 | ||||
| 本发明的扁钢 | 0.8227 | 2.1 | 9.78*10-8 | 0.0822 | 11.1 | 2.496414246*10-7 | 0.277117152*10-7 | 9.99 |
从表1及前述分析得知，采用本发明的阴极扁钢对于铝电解槽节电效果明显，能够大幅降低吨铝的生产成本。
Claims (1)
1.一种电解铝用阴极扁钢，包括扁钢体，其特征是：在扁钢体的两个相对的宽表面上分别开有沿扁钢体长度方向走向的在扁钢体表面均匀紧密排列的通长的凹槽，每个凹槽的横截面为腰长在8～15㎜、底角在90°～120°之间的等腰三角形，使得扁钢体的两个相对的宽表面形成波浪沟结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510340014.2A CN104962952A (zh) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 电解铝用阴极扁钢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510340014.2A CN104962952A (zh) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 电解铝用阴极扁钢 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104962952A true CN104962952A (zh) | 2015-10-07 |
Family
ID=54217031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510340014.2A Pending CN104962952A (zh) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 电解铝用阴极扁钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104962952A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1590876A (en) * | 1975-07-17 | 1978-01-19 | Savoie Electrodes Refract | Joining metal bars to carbon blocks to form cathodes for electrolysis of alumina |
| US5976333A (en) * | 1998-01-06 | 1999-11-02 | Pate; Ray H. | Collector bar |
| CN200992581Y (zh) * | 2006-12-29 | 2007-12-19 | 中国铝业股份有限公司 | 铝电解槽用异型阴极钢棒 |
| CN201031257Y (zh) * | 2007-04-20 | 2008-03-05 | 东北大学设计研究院（有限公司） | 一种铝电解槽新型结构阴极 |
| CN102199781A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-09-28 | 高伟 | 一种用钢板组合构造的阴极钢棒 |
| CN103255436A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-08-21 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 一种铝电解槽阴极碳块和阴极钢棒的组合结构 |
| CN204779856U (zh) * | 2015-06-18 | 2015-11-18 | 包头市中硕焊接科技有限公司 | 电解铝用阴极扁钢 |
-
2015
- 2015-06-18 CN CN201510340014.2A patent/CN104962952A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1590876A (en) * | 1975-07-17 | 1978-01-19 | Savoie Electrodes Refract | Joining metal bars to carbon blocks to form cathodes for electrolysis of alumina |
| US5976333A (en) * | 1998-01-06 | 1999-11-02 | Pate; Ray H. | Collector bar |
| CN200992581Y (zh) * | 2006-12-29 | 2007-12-19 | 中国铝业股份有限公司 | 铝电解槽用异型阴极钢棒 |
| CN201031257Y (zh) * | 2007-04-20 | 2008-03-05 | 东北大学设计研究院（有限公司） | 一种铝电解槽新型结构阴极 |
| CN102199781A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-09-28 | 高伟 | 一种用钢板组合构造的阴极钢棒 |
| CN103255436A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-08-21 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 一种铝电解槽阴极碳块和阴极钢棒的组合结构 |
| CN204779856U (zh) * | 2015-06-18 | 2015-11-18 | 包头市中硕焊接科技有限公司 | 电解铝用阴极扁钢 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102234820B (zh) | 一种减少铝电解槽铝液水平电流的方法 | |
| CN204441535U (zh) | 高压强电流电源连接器结构 | |
| CN104250831A (zh) | 节能、均化铝液水平电流的阴极结构 | |
| CN101451249B (zh) | 一种消除铝电解槽铝液中水平电流的方法 | |
| CN204779856U (zh) | 电解铝用阴极扁钢 | |
| CN201981264U (zh) | 降低电解槽铝液层水平电流的阴极碳块组件 | |
| CN201141044Y (zh) | 消除铝电解槽铝液中水平电流的结构 | |
| Song et al. | The impact of cathode material and shape on current density in an aluminum electrolysis cell | |
| CN104962952A (zh) | 电解铝用阴极扁钢 | |
| CN103422121A (zh) | 一种减少电解槽水平电流的方法 | |
| CN202643856U (zh) | 铝电解槽阴极炭块和阴极钢棒的连接结构 | |
| CN102534667B (zh) | 降低电解槽铝液层水平电流的方法及阴极碳块组件 | |
| CN111809202B (zh) | 一种降低铝电解槽中铝液水平电流的阴极钢棒结构 | |
| CN202925109U (zh) | 一种铝电解槽阴极 | |
| CN203333778U (zh) | 节能、均化铝液水平电流的阴极结构 | |
| CN209010620U (zh) | 铜电解阴极导电棒 | |
| CN203923400U (zh) | 降低铝液水平电流的铝电解阴极结构 | |
| CN201785521U (zh) | 一种电镀设备 | |
| CN205295501U (zh) | 一种新型导电铜排装置 | |
| CN105350018A (zh) | 一种燕尾槽型铝电解槽用阴极 | |
| CN204570057U (zh) | 一种均流节能的阴极钢棒结构 | |
| CN103205775B (zh) | 一种水平进电的铝电解槽电极 | |
| CN204434734U (zh) | 一种电解制氟用阳极 | |
| CN206352167U (zh) | 一种电解设备用的导电圆弧板 | |
| CN205863849U (zh) | 一种母线槽结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151007 |