CN202925108U - 一种新型铝电解槽 - Google Patents

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王有来
李勇
秦卫中
杨求思
邓文
李炜煜
王世海
杜慧龙
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Abstract

本实用新型涉及一种新型铝电解槽,具体的说是涉及一种能够改善电解槽内电流分布状况的新型铝电解槽。本实用新型所述的一种新型铝电解槽,包括碳素阳极、阴极炭块和阴极钢棒,所述阴极炭块设置在阴极钢棒上,所述碳素阳极设置在阴极炭块正上方,其特征在于,所述阴极钢棒上设置有电阻器,所述电阻器在阴极炭块上的正投影位于阴极炭块的右端,电流流出的方向为阴极炭块的右端。本实用新型的有益效果为,能有效改善电流分布,减少水平电流分量,减小铝液波动趋势,增加电解槽稳定性,提高电解槽电流效率。本实用新型尤其适用于铝电解槽。

Description

一种新型铝电解槽
技术领域
本实用新型涉及一种新型铝电解槽,具体的说是涉及一种能够改善电解槽内电流分布状况的新型铝电解槽。
背景技术
大型铝电解槽稳定性设计是电解槽设计的关键,而电解槽的稳定性主要取决于垂直磁场与水平电流,因此电解槽水平电流是电解槽设计的关键技术之一。铝电解槽阴极电流分布的好坏对水平电流有直接影响。当然,影响电流分布的因素是多方面的,如电解槽母线设计、碳块高度、阴极钢棒形状、阴极出电形式(侧部还的底部)、铝液高度、电解槽内槽膛形状、槽底沉淀等等,而电解槽内水平电流又以短轴方向上的水平电流为主,最大值在5000A/m2.。电解槽在实际运行中,电流存在偏流的情况,就是离出电端越近,电流密度越大,如图1所示,这样会增加水平电流密度,引起铝液波动趋势,加大铝液二次反应,增加电流效率损失。目前还没有一种可以有效的抑制水平电流密度电解槽。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题,是针对现有的电解槽在实际运行中电流存在偏流的问题,提出一种新型铝电解槽。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种新型铝电解槽,包括碳素阳极、阴极炭块和阴极钢棒,所述阴极炭块设置在阴极钢棒上,所述碳素阳极设置在阴极炭块正上方,其特征在于,所述阴极钢棒上设置有电阻器,所述电阻器在阴极炭块上的正投影位于阴极炭块的右端,电流流出的方向为阴极炭块的右端。
具体的,所述电阻器的横截面为梯形。
具体的,所述梯形的上底宽度为180-220mm、下底宽度为750-850mm,高为110-130mm。
本实用新型的有益效果为,能有效改善电流分布,减少水平电流分量,减小铝液波动趋势,增加电解槽稳定性,提高电解槽电流效率。
附图说明
图1为传统的电解槽结构和电流走向示意图;
图2为本实用新型的电解槽结构和电流走向示意图。
具体实施方式
下面结合附图,详细描述本实用新型的技术方案:
如图1所示,传统的电解槽包括碳素阳极1、阴极炭块2和阴极钢棒3,阴极炭块2设置在阴极钢棒3上,所述碳素阳极1设置在阴极炭块2正上方,在电解槽的实际工作过程中电流可以分解为如图所示的由碳素阳极1流向阴极炭块2的垂直分量和在阴极钢棒3上以水平方向流出的水平分量,目前这种结构的电解槽的问题在于电流在靠近阴极炭块2的右端时,其电流密度会变大,其主要原因在于,阴极碳块2和阴极钢棒3之间相当于一块电阻,而根据材料本身的电阻率,距离越远电阻就越大,而在靠近出电端的阴极钢棒3和阴极碳块2之间的距离是最短的,故而电阻也最小,电流往这个方向通过的趋势就变大,从而使得出电端处的电流密度变大。
如图2所示,本实用新型所述的新型电解槽包括碳素阳极1、阴极炭块2、阴极钢棒3和电阻器4,阴极炭块2设置在阴极钢棒3上,碳素阳极1设置在阴极炭块2正上方,电阻器4设置在阴极钢棒3上,电阻器4在阴极炭块2上的正投影位于阴极炭块2的右端,电流流出的方向为阴极炭块2的右端。本实用新型总的技术方案,通过在于在阴极钢棒3靠近出电端处设置电阻器4,从而增加阴极钢棒3出电端处的局部电阻,减小水平电流强度,其主要原理为:在阴极炭块2和阴极钢棒3之间增加电阻器4后,阴极钢棒3和阴极炭块2在靠近出电端处的电阻增加,从而使电流偏向阴极钢棒3的中后端,减少了水平电流在出电端处的电流密度,从而实现改善电流分布,减小铝液波动趋势,增加电解槽稳定性,提高电解槽电流效率的目的。在具体的实现过程中可以采用不导电的高强浇注料进行实施。
具体的,所述电阻器的横截面为梯形。本方案的目的在于提供一种优选的可实施的电阻器4实现方式,根据电流分布成形的原理,如果设置的电阻器面积过大,或者不规则,并不利于改善电流分布,反而导致电流过度往阴极钢棒3的中后端集中,其结果仍然是电流分布密度不均匀,无法实现改善电流分布的目的。
具体的,所述梯形的上底宽度为180-220mm、下底宽度为750-850mm,高为110-130mm。为了最好的控制电流分布的密度,本方案提出了一种优选的电阻器4的实现方式,在本方案提出的实施范围内,能够较优的控制电流分布。
当梯形面上底在180-220mm范围内,下底在750-850mm范围内,高在110-130mm范围内时,其设计对短轴水平电流有较好的抑制作用。详见表1:
表1阴极钢棒斜扎面设计效果
Figure BDA00002458942200021
Figure BDA00002458942200031
本实用新型中所述的电阻器4,可通过采用绝缘糊在阴极钢棒3上直接进行浇注成型实现,也可采用先独立制作电阻器4,再镶嵌到阴极钢棒3上等其他方式实现,只要是本领域内技术人员易于想到的,均未脱离本实用新型所述的技术思想范围。

Claims (3)

1.一种新型铝电解槽,包括碳素阳极(1)、阴极炭块(2)和阴极钢棒(3),所述阴极炭块(2)设置在阴极钢棒(3)上,所述碳素阳极(1)设置在阴极炭块正上方,其特征在于,所述阴极钢棒上(3)设置有电阻器(4),所述电阻器(4)在阴极炭块(2)上的正投影位于阴极炭块(2)的右端。
2.根据权利要求1所述的一种新型铝电解槽,其特征在于,所述电阻器(4)的横截面为梯形。
3.根据权利要求2所述的一种新型铝电解槽,其特征在于,所述梯形的上底宽度为180-220mm、下底宽度为750-850mm、高为110-130mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981540A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 中南大学 一种含高导电骨架网络的铝电解槽复合阴极结构

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