CN202925109U - 一种铝电解槽阴极 - Google Patents
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Abstract
一种铝电解槽阴极，涉及一种铝电解槽阴极结构，特别是阴极电流导出结构的电流导出钢件形状的改进。其结构包括阴极炭块、嵌入阴极炭块的电流导出钢件和连接糊，其特征在于在嵌入阴极炭块的电流导出钢件中，还包括嵌入电流导出钢件的、用于改变电流在阴极炭块中路径的钢棒填充体。本实用新型能有效改变电流在铝液和阴极炭块中的路径，降低阴极压降，同时减小铝液中水平电流。阴极压降最大可降低100mV，铝液中水平电流最大可降低40%。
Description
技术领域
一种铝电解槽阴极，涉及一种铝电解槽阴极结构，特别是阴极电流导出结构的电流导出钢件形状的改进。
背景技术
目前，在已有的预焙铝电解槽中，电流经阳极向下进入槽内，通过熔融电解质和铝液，到达阴极炭块，再经过炭块和由阴极糊或磷生铁连接而水平嵌入阴极炭块内的汇流钢棒从电解槽两侧出来，通过阴极母线进入下一台槽。在这个结构中，由于铝液的电阻比阴极炭块小，钢棒的电阻比阴极炭块小。因此在铝液中会产生较大的水平电流，阴极炭块中也会有一定的水平电流。其中铝液中的水平电流在强磁场环境下会产生电磁力，推动铝液运动，影响电解槽稳定性。阴极炭块中的水平电流会影响阴极压降。阴极压降(又称炉底电压降)是槽电压组成的一部分，指槽内铝液至阴极钢棒间的电压降，包括铝液压降，铝液与炭块组间压降，炭块压降，炭块与阴极钢棒间压降等五部分组成。在保持同等设定电压的条件下，炉底压降小的电解槽其有用功电压高，各项经济技术指标要比炉底压降大的电解槽优越得多。因此降低阴极压降将直接降低吨铝能耗，同时铝水平降低后将提高铝液稳定性，使电解槽能获得比较高的电流效率。
铝电解槽的阴极压降除了与阴极材料的导电性能有直接关系外，阴极的结构和连接形式也会影响到阴极压降。使用高导电性能的阴极炭块和低阻钢棒都能降低阴极压降，但是高导电性的阴极炭块和钢棒的价格都不便宜。由于阴极钢棒的导电性比阴极炭块的导电性好，所以通过调整两种材料的用量比也是可以得到较低的阴极压降。同时，两种材料的用量比也将影响电流路径，从而影响铝液中的水平电流，适宜的水平电流可以为电解槽稳定运行提供保证。但是阴极钢棒用量的增加，必然带来成本的增加，所以钢棒的界面尺寸需要和当地的电价匹配，同时应从结构上尽量减少钢材用量，以减少成本。
从目前的大部分地区的工业电价来说，现行结构中阴极炭块与阴极钢棒两种材料的用量比并不是最经济的。目前现行的双钢棒导出结构，随着钢棒宽度的增加，两钢棒间的炭块部分就要缩小，随着钢棒温度升高，这部分区域将产生巨大的应力。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低无功能耗的阴极压降，同时降低铝液中水平电流，降低吨铝能耗的铝电解槽阴极。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝电解槽阴极，其结构包括阴极炭块、嵌入阴极炭块的电流导出钢件和连接糊，其特征在于在嵌入阴极炭块的电流导出钢件中，还包括嵌入电流导出钢件的、用于改变电流在阴极炭块中路径的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的能改变电流在阴极炭块中的路径的钢棒填充体，其材质可以是碳素捣固糊，也可以是磷生铁及其他电阻率高于钢棒电阻率的材质。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件为并列的截在为方形的条形钢棒，在两条形钢棒中嵌入形状匹配的方形的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端向内，居中开有方形通槽，结构为呈“门”形，在方形通槽内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端向内，居中开有锥型通槽，结构为呈裤子形，在锥形通槽内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端部开有通孔，在通孔内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的断面呈酒瓶状结构，在阴极炭块与电流导出钢件形成的缺空中嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的宽度为130mm-350mm，高度100mm-250mm,长度为1500mm-2000mm。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的电流引出端伸出阴极炭块500-800mm。
本实用新型的一种铝电解槽阴极的阴极电流导出钢件，通过对阴极炭块的电流导出钢件的结构的改进，可以对阴极压降大小和铝液中水平进行调整能有效改变电流在铝液和阴极炭块中的路径，降低阴极压降，同时减小铝液中水平电流。阴极压降最大可降低100mV，铝液中水平电流最大可降低40%。通过调整钢棒填充体的宽度和高度，可以对阴极压降大小和铝液中水平进行调整，调整钢棒填充体的形状，既可以减少钢材用量，降低成本，也可以进一步优化水平电流。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为图1中的阴极电流导出钢件的结构示意图。
图4为本实用新型的另一种结构的示意图。
图5为本实用新型的另一种结构的示意图。
图6为本实用新型的另一种结构的示意图。
图7为已有技术的铝电解槽阴极的结构示意图。
图8为图7的仰视图。
具体实施方式
一种铝电解槽阴极，其结构包括阴极炭块1、嵌入阴极炭块的电流导出钢件3和连接糊2，其在嵌入阴极炭块的电流导出钢件中，还包括嵌入电流导出钢件的、用于改变电流在阴极炭块中路径的钢棒填充体4；所述的能改变电流在阴极炭块中的路径的钢棒填充体，其材质可以是碳素捣固糊，也可以是磷生铁及其他电阻率高于钢棒电阻率的材质。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件为并列的截在为方形的条形钢棒，在两条形钢棒中嵌入形状匹配的方形的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端向内，居中开有方形通槽，结构为呈“门”形，在方形通槽内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端向内，居中开有锥型通槽，结构为呈裤子形，在锥形通槽内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端部开有通孔，在通孔内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的断面呈酒瓶状结构，在阴极炭块与电流导出钢件形成的缺空中嵌入形状匹配的钢棒填充体。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的宽度为130mm-350mm，高度100mm-250mm,长度为1500mm-2000mm。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的电流引出端伸出阴极炭块500-800mm。
本实用新型的一种铝电解槽阴极，阴极电流导出结构中电流导出钢件结构进行改进，使阴极炭块与阴极钢棒两种材料的用量比得到调整，改进了目前现行的双钢棒导出结构，随着钢棒宽度的增加，两钢棒间的炭块部分就要缩小，随着钢棒温度升高，这部分区域将产生巨大的应力缺陷。有效改变电流在铝液和阴极炭块中的路径，降低阴极压降，同时减小铝液中水平电流。阴极压降最大可降低100mV，铝液中水平电流最大可降低40%。
Claims (10)
1.一种铝电解槽阴极，其结构包括阴极炭块、嵌入阴极炭块的电流导出钢件和连接糊，其特征在于在嵌入阴极炭块的电流导出钢件中，还包括嵌入电流导出钢件的、用于改变电流在阴极炭块中路径的钢棒填充体。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的能改变电流在阴极炭块中的路径的钢棒填充体为电阻率高于钢棒电阻率的材料。
3.根据权利要求2所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的能改变电流在阴极炭块中的路径的钢棒填充体，其材质是碳素捣固糊，或是磷生铁。
4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件为并列的截在为方形的条形钢棒，在两条形钢棒中嵌入形状匹配的方形的钢棒填充体。
5.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端向内，居中开有方形通槽，结构为呈“门”形，在方形通槽内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
6.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端向内，居中开有锥型通槽，结构为呈裤子形，在锥形通槽内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
7.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件在引出端部开有通孔，在通孔内嵌入形状匹配的钢棒填充体。
8.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的断面呈酒瓶状结构，在阴极炭块与电流导出钢件形成的缺空中嵌入形状匹配的钢棒填充体。
9.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的宽度为130mm-350mm，高度100mm-250mm,长度为1500mm-2000mm。
10.根据权利要求1所述的一种铝电解槽阴极，其特征在于所述的嵌入阴极炭块的电流导出钢件的电流引出端伸出阴极炭块500-800mm。
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN107435157A (zh) * | 2017-10-10 | 2017-12-05 | 高西胜 | 一种不需要炭块中间部位填充扎固的阴极组装方法 |
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