CN202175725U - 电解槽阳极配置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解槽阳极配置结构，阳极（4）放置在电解槽（1）内，阳极（4）通过钢爪（3）和导杆（2）相连，阳极（4）的长度方向与电解槽（1）长度方向一致，阳极（4）的宽度方向与电解槽（1）的宽度方向一致；阳极采用双阳极结构，两个阳极（4）连接一个导杆（2）；在两个阳极（4）之间设置有缝隙（5）。本实用新型既解决了电解槽由于长宽比较大带来的稳定性变差，又保持了本身阳极电流的均匀性，节省了建设投资，节约生产运行成本。

Description

电解槽阳极配置结构

技术领域

本实用新型涉及一种铝电解槽阳极配置结构。

背景技术

我国铝电解工业自20世纪80年代后，国内在引进消化、试验研究的基础上，根据电解铝厂不同建设规模的经济合理性，相应开发应用了75～165kA、180～240kA、280～320kA、350kA～400kA等多种预焙阳极铝电解槽生产技术。近年来，国际大型铝业公司已完成了300kA向350kA电流的强化过程并开始接近400kA，同时开始研究开发400～500kA大型预焙槽技术。

20世纪90年代以前，世界先进电解铝生产技术主要集中在西方发达国家，如法铝、挪威海德鲁公司、加铝、美铝等大型企业集团，主要槽型为AP18、AP30和HAL230、HAL275等。特别是法铝公司的AP30技术，在较多的新建铝厂中被广泛应用。近年来，法铝公司不断对AP30技术进行升级，使其实际运行电流到达到380kA，电流效率94.8%，阳极效应系数0.047，吨铝直流电耗13320kW/h，工厂产能提高了25%以上。1989年法铝建设3台大型试验槽，启动时电流强度约为380kA，1995年达到400kA，至2000年达到500kA，2001年发表了试验成果，声称可以用这种AP50技术，建设单系列铝厂，使其产能达到500kt/a。

海德鲁公司于2004年开始开发450kA电解槽，2008年5月在Ardal Reference center建成启动了6台试验槽，启动初期运行电流为420kA。电解槽采用40组单阳极结构，阳极尺寸约为1750×700mm，阳极电流密度0.85~0.92A/cm²。

2006年12月俄罗斯铝业公司2台400kA试验槽投产。俄罗斯铝公司确定在Taishet电解铝厂使用RA 400电解槽建设产能75万吨/年系列，计划09年出铝，2011年完成。

纵观全球，目前国际铝电解技术发展趋势是：铝电解槽向大容量、高电流密度、高技术的方向发展，其目的是降低吨铝投资、提高劳动生产率、给铝厂带来最大的经济效益。

为了获得最佳的投资效益和最高与最快的回报率，通常的做法是基于增加运行电流和提高电解槽的单位面积产铝量。

增加运行电流牵连到阳极的电流密度的提高，从而带来尺寸的变化。目前国内外普遍使用的阳极尺寸长度在1450~1700mm，宽度在660~850mm之间。阳极电流密度在0.7~1A/cm²。当阳极电流密度提高到一定阶段时，对于阳极制造的质量要求就变得非常苛刻而难于达到。因此，根据实际阳极的生产情况，目前大多数电解槽的阳极电流密度在0.7~0.9A/cm²之间，最高的达到1A/cm²。当阳极不能承受高的电流时，就需要去改变阳极的尺寸来适应。而阳极尺寸的变化存在于阳极本身的两个方向上，即增加长度或增加宽度。但是，阳极的长度不是无限制可以增加的，当阳极过长时，其阳极内的水平电流开始增长，而水平电流是导致电解槽熔体变形的一个主要因素，从而破坏电解槽的稳定生产。相反，增加阳极宽度对于阳极内部电流的均匀性有着较为明显的作用。这是因为电流的路径趋于一致造成的。传统的阳极摆放上槽后其宽度与电解槽的长度方向一致，因此，增加阳极宽度又会导致电解槽增长，从而使得长宽比变大。

提高电解槽单位面积产铝主导的思想是提高电流效率，而要想提高电解槽的电流效率离不开电解槽稳定的运行，因此，电解槽的稳定性在此起到了至关重要的作用。研究表明，在一定范围内，边界条件保持不变的情况下，电解槽长度与宽度的比例越小，其最大扰动增长率越小，意味着电解槽越稳定。要做到这一点最简单的方法就是增加阳极的长度，从而增加电解槽的宽度。但是正如前所述，阳极长度的增加又会带来其内部的水平电流，从而又使得稳定性变差，这一矛盾目前一直制约着电解槽的设计。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于：提供一种铝电解槽阳极配置结构，以克服现有技术存在的阳极电流密度大、造成电解槽生产不稳定等不足。

为了解决所述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：阳极放置在电解槽内，阳极通过钢爪和导杆相连，阳极的长度方向与电解槽长度方向一致，阳极的宽度方向与电解槽的宽度方向一致；阳极采用双阳极结构，两个阳极连接一个导杆；在两个阳极之间设置有缝隙。

本实用新型具有以下特点：在传统的阳极尺寸上不增加长度，只增加宽度，这样由于电流路径趋于一致可以保证阳极内部电流更为均匀。阳极采用双阳极结构，通过钢爪和导杆相连，当阳极放置在电解槽上时，阳极的长度方向与电解槽长度方向一致，宽度方向与电解槽宽度一致。这样一来，由于两组阳极的宽度之和大于阳极的长度，因此可以大大增加电解槽的宽度，从而减小了电解槽的长宽比，提高了运行的稳定性。而且，由于在双阳极结构组装时两组阳极间自然留有缝隙，又起到了阳极开槽的作用，降低了气泡电阻，节约了电解槽能耗。

本实用新型既解决了电解槽长宽比较大带来的稳定性变差，又解决了阳极过长带来的阳极内部水平电流增加的问题。

附图说明

图1为传统电解槽阳极配置示意图； 

图2为本实用新型电解槽阳极配置示意图。 

具体实施方式

本实用新型的实施例：阳极1放置在电解槽1内，阳极4通过钢爪3和导杆2相连，阳极4的长度方向与电解槽1长度方向一致，阳极4的宽度方向与电解槽1的宽度方向一致；阳极采用双阳极结构，两个阳极4连接一个导杆2；在两个阳极4之间设置有缝隙5。

缝隙5的宽度为10~40mm。

某铝厂一系列采用235KA大型预焙阳极电解槽，设计阳极长度为1180mm，宽度775mm，采用32组单阳极传统放置模式，电解槽长度为13840mm，宽度为3160mm，长宽比为4.38，阳极电流密度为0.803A/cm²。长期运行看来，电解槽运行的稳定性较差，槽内熔体流速较快。在二系列设计时，为了兼顾一系列的阳极，阳极尺寸和阳极组数保持不变，采用双阳极横置结构模式，电解槽的长度变为10560mm，宽度变为3930mm，电解槽长宽比减小为2.687，运行电流保持不变。通过本实用新型的实施，既解决了电解槽由于长宽比较大带来的稳定性变差，又保持了本身阳极电流的均匀性，同时两个系列共用了同一种阳极，节省了建设投资，节约生产运行成本。

Claims (2)

1.一种铝电解槽阳极配置结构，阳极（4）放置在电解槽（1）内，其特征在于：阳极（4）通过钢爪（3）和导杆（2）相连，阳极（4）的长度方向与电解槽（1）长度方向一致，阳极（4）的宽度方向与电解槽（1）的宽度方向一致；阳极采用双阳极结构，两个阳极（4）连接一个导杆（2）；在两个阳极（4）之间设置有缝隙（5）。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽阳极配置结构，其特征在于：缝隙（5）的宽度为10~40mm。

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