CN201162052Y - 一种组合型铝电解槽阴极 - Google Patents

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吕定雄
刘敬雄
董慧
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Abstract

本实用新型提出了一种组合型铝电解槽阴极，包括阴极炭块、金属棒和阴极糊料，其特征在于：(1)阴极炭块由三段以上电阻率不同的炭块拼接而成；(2)从中央向两侧各段炭块的电阻率的大小依序递增。本组合型铝电解槽阴极，可采用平面粘接方式制造；也可采用挤压粘接方式制造；还可以采用榫卯结构制造，由于其各段的电阻率大小不同，可以使阴极中的电流均匀分布，减小了槽内铝液的水平流动，提高了磁流体的稳定性，为降低槽电压降、节约能源创造有利条件，推广后可望取得相当可观的经济价值。

Description

一种组合型铝电解槽阴极
技术领域
本实用新型属于铝电解槽电流供给装置的技术领域，涉及一种铝电解槽阴极新的设计方案。
背景技术
铝电解槽阴极炭块一般是垂直于电解槽长轴线铺设在槽底上，流经电解槽的电流经过阴极后，汇总于阴极中的钢棒而流出槽外。由于电解槽的这一结构特点，阴极炭块中电流分布是不均匀的，越是靠近电解槽边部，阴极中的电流密度越大，因此在铝液中便会产生较大的水平电流。这也是电解槽内铝液流动的主要原因之一。
为了减小电解槽中铝液的水平电流，提高磁流体的稳定性，中国专利ZL00804590.9报道了一种《用于电解铝的石墨阴极》，它采用特殊的阴极炭块焙烧方法，使阴极的电阻率沿其长轴向呈现阶梯形分布；中国专利ZL200720011754.2公开了《一种铝电解槽新型结构阴极》，采用在阴极钢棒上间隔地开沟槽的方法，通过调节阴极钢棒各区段的电阻来实现阴极表面和铝液内电流的均匀分布。然而上述方法，要么对炭块的焙烧工艺提出了极高的要求；要么增加了阴极钢棒的加工工序，实施起来都有相当的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种组合型铝电解槽阴极，采用不同导电率的材料组合制造阴极，以使阴极炭块各段的电阻率呈阶梯形变化，从而使阴极炭块中的电流呈均匀分布。
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，包括阴极炭块、金属棒和阴极糊料，其特征在于：
(1)阴极炭块由三段以上电阻率不同的炭块拼接而成；
(2)从中央向两侧各段炭块的电阻率的大小依序递增。
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，各段炭块之间可采用端面平面粘合；也可采用端头榫卯结构拼合。而其金属棒的材质仍可采用钢材。其制造方法可有如下两个工艺方案：
(一)先将电阻率大小不同的阴极炭块按电阻率的大小从两端向中央排列并粘结成一体，然后在粘结成形的炭块底部加工出沟槽来安置阴极钢棒；
(二)先将电阻率大小不同的炭块底部开好沟槽，按照技术条件要求依序套在阴极钢棒上，最后再将所有的炭块挤压粘接在一起，再捣固钢棒制成组合型阴极。
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，其中心部位的电阻率最低，从中心向外，各炭块段的电阻率依序增高，这就能有效地提高阴极中心部位的电流密度；降低电解槽边部阴极的电流密度，从而使阴极炭块中的电流密度呈现均匀的分布，可以有效地减小铝液的水平流动，提高磁流体的稳定性。这将为降低槽电压降、节约能源创造有利的条件，推广后可望取得相当大的经济效益。
附图说明
图1、2是本实用新型的平面粘接组合型阴极正视图；图3本实用新型的挤压粘接组合型阴极正视图；图4榫卯拼接组合型阴极的正视图。在上述各图中：1为低电阻率阴极炭块段；2为中电阻率阴极炭块段；3高电阻率阴极炭块段；4阴极钢棒；5榫头；6卯槽；7特高电阻率炭块段。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明与补充。
实施例1平面粘接组合型铝电解槽阴极
如图1所示，将一块低电阻率阴极炭块段1、两块中电阻率阴极炭块段2端部磨平，按中-低-中的顺序粘合成一体，然后在其底部开一贯通的用于安置阴极钢棒4的沟槽，再将阴极钢棒置于沟槽内，用导电糊料捣固压实，即制成了本实用新型的组合型阴极。
实施例2平面粘接组合型铝电解槽阴极
而如图2所示，同实施例1，在中电阻率阴极炭块段外，另加两块高电阻率炭块段3，将各炭块段两端磨片后按高-中-低-中-高的顺序粘合成一体，底部开槽，槽内安置阴极钢棒4，用导电糊料捣固压实即成。
实施例3挤压粘接组合型铝电解槽阴极
如图3所示，在低电阻率阴极炭块段1、中电阻率阴极炭块段2、高电阻率阴极炭块段3和特高电阻率炭块段7的底部开上沟槽，按特高-高-中-低-中-高-特高的次序套在阴极钢棒4上。用压力机从两侧向中心加压，使七块炭块段挤压成一体，再将钢棒同炭块之间的缝隙用的导电糊料填实，即成本实用新型的组合型阴极。
实施例4榫卯拼接组合型铝电解槽阴极
如图4所示，在低电阻率阴极炭块段1两端开出卯槽6，再在中电阻率阴极炭块段2的一端开出相应的榫头5，将它们按高-低-高的次序拼接为一体。在上述拼接好的阴极炭块底部开出安置阴极钢棒4的沟槽，将钢棒置于沟槽内，用导电糊料捣固填实，即成为本实用新型的组合阴极，
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，其电流呈现均匀分布，有效地减小铝液的水平流动，提高磁流体的稳定性，有利于电解槽的稳定运行。

Claims (2)

1.一种组合型铝电解槽阴极，包括阴极炭块、金属棒和阴极糊料，其特征在于：
(1)阴极炭块由三段以上电阻率不同的炭块拼接而成；
(2)从中央向两侧各段炭块的电阻率的大小依序递增。
2.按权利要求1所述的组合型铝电解槽阴极，其特征在于所说的各段炭块之间可采用端面平面粘合；也可采用端头榫卯结构拼合。
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