CN201354387Y - 铝电解槽新型斜坡沟槽型阴极结构 - Google Patents
铝电解槽新型斜坡沟槽型阴极结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种铝电解槽阴极碳块结构，它包括阴极碳块(1)、阴极钢棒(2)，阴极碳块(1)与阴极钢棒(2)通过扎糊形成阴极碳块组；其特征在于：在阴极碳块(1)上部有储铝沟槽(3)和流出槽(4)。流出槽(4)的底面是平的，两侧边为倾斜式的。在传统的阴极表面进行切削加工，将阴极碳块表面切削出储铝沟槽，然后将多组阴极碳块组放入电解槽内，每组阴极碳块组之间扎糊连接；最终电解槽阴极形成具有多条沟槽，中间低、边部高的特殊结构。电解槽内的铝液大量地储存在沟槽内，铝液受到电磁力影响所产生的波动被沟槽限制，使极距有效降低，最终达到降低电解槽平均电压的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铝电解槽内衬中的阴极结构。
技术背景
目前通用的铝电解槽呈一个长方体的箱形，内部装有900～1000℃左右的熔融冰晶石电解液和铝液。电解槽在长轴方向的一侧设有立柱母线，电流经立柱母线进入槽上的阳极母线。悬挂在阳极母线上的碳素阳极浸入到电解液中，与电解液发生化学反应生成铝液，铝液定期地被专有设备吸出槽外。在电解槽的下部，由一些内置有钢棒的碳素阴极将电流导出槽内，电流通过设置在电解槽四周的阴极母线汇集到下一台槽的立柱母线上。电解槽通过多个电阻的串联方式，将电流从上游槽传送到下游槽上。在此过程中，由于各个电阻存在的电压降组成电解槽的全槽压降，从而需要消耗大量的电能。
典型电解槽各部分电压组成如下：
由以上的理论可知，当电解槽设计完成后，其阴极压降、阳极压降、槽周围母线压降及车间母线分摊电压即可视为恒定。而和生产有关的效应分摊电压所占全槽电压的比例较小，控制该部分难以大幅度降低槽平均电压。由上表可知，电解质电压降占到了平均电压的35％～40％，是降低电解槽平均电压的关键项目之一。
目前，对于电解质压降的降低方法主要有两种：
第一种方法：改善电解质成分，提高电解质的导电率。
试验室测试数据表明，当分子比增加0.1，其电导率约增加1.5％。相应的电解质压降可降低1.5％。然而，分子比过高后又将会降低电流效率，因此，该方法只适于小幅降低电解槽的能耗，目前工业电解槽的分子比一般都在2.0～2.6之间。
第二种方法：降低极距(阳极与铝液表面的距离)即降低电解质熔体的电阻。对于降低极距的方法，主要取决于电解槽内铝液波动的情况。我们知道，当直流电通过导体，将在周围环境产生强大的磁场。电解槽内的铝液正好处在立柱、阳极母线、阴极母线所产生的磁场内，而它本身又是载流导体，因此，铝液会受到磁场作用力的影响而运动。在电解槽内，由于铝液中水平电流与垂直磁场共同作用而发生“磁力效应”，引起铝液表面的波动，从而为降低极距带来难度。因此，如何抑制铝液界面的波动，是降低极距减少电解质压降的关键。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于：提供一种铝电解槽阴极碳块结构，该结构能将铝液的波动抑制在一个范围内，可使极距有效降低，从而降低电解槽平均电压，以克服现有技术存在的铝液波动大、电解槽平均电压高等不足。
本实用新型采取以下技术方案：在传统的阴极碳块表面进行切削加工，将阴极碳块切削出一个个的储铝沟槽，电解槽内的铝液大量地储存在沟槽内，铝液受到电磁力的影响所产生的波动将被沟槽限制。同时，通过加工阴极碳块，改变传统阴极的电阻：①使得储铝沟槽至阴极钢棒的电阻大大低于阴极表面至阴极钢棒的电阻，从而使大量的电流由储铝沟槽流至阴极钢棒，而少量的电流由阴极表面流至阴极钢棒；②使得阴极碳块中部电阻较小而边部电阻较大，从而使电流由阳极尽可能垂直进入阴极，大大减少电流的水平分量。这样一来，在阴极表面的水平电流会大大减少，从而电磁力减弱，铝液的波动被降低。
因此，本实用新型与现有技术相比，电解槽内的铝液波动得到有效限制，使极距有效降低，电磁力减弱，铝液的波动性降低，最终降低电解槽平均电压。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中的A朅剖视图。
具体实施方式
本实用新型的实施例：包括阴极碳块1、阴极钢棒2，阴极碳块1与阴极钢棒2通过扎糊形成一组阴极碳块组；在阴极碳块1上部有储铝沟槽3和流出槽4，流出槽4的底面是平的，两侧边为倾斜式的。
制作时，在阴极上表面采用机加工方式加工出特有的储铝沟槽3和流出槽4后，阴极钢棒通过扎糊方式与阴极碳块形成一组阴极碳块组。然后将多组阴极碳块组放入电解槽内，每组阴极碳块组之间扎糊连接。最终电解槽阴极形成具有多条储铝沟槽3和中间低、两边高的流出槽4的这种特殊结构。
Claims (2)
1.一种铝电解槽新型斜坡沟槽型阴极结构，它包括阴极碳块(1)、阴极钢棒(2)，阴极碳块(1)与阴极钢棒(2)通过扎糊形成阴极碳块组；其特征在于：在阴极碳块(1)上部有储铝沟槽(3)和流出槽(4)。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽新型斜坡沟槽型阴极结构，其特征在于：流出槽(4)的底面是平的，两侧边为倾斜式的。
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