CN203683686U - 阴极装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种阴极装置，包括阴极炭块及嵌设固定于所述阴极炭块底部的两阴极钢棒，所述阴极钢棒完全收容于所述阴极炭块内，其中，所述阴极装置还包括于两所述阴极钢棒之间相对设置且间隔一定距离的两导流棒，所述导流棒与所述阴极炭块绝缘固定相连。与相关技术相比，本实用新型有益效果在于减少铝液中水平电流，提高铝电解槽的流体稳定性；确保维持铝电解槽正常稳定生产的有效极距，降低能耗；减少金属铝的溶解损失，提高电流效率。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及铝电解槽技术领域，尤其涉及一种阴极装置。
【背景技术】
传统铝电解工艺自问世以来，一直都是生产金属铝的唯一的经济可行的方法。在工艺过程中，强直流电依次经过铝导杆、阳极、电解质、铝液、阴极装置和母线系统。
如图1、图2和图3所示，相关技术的阴极装置包括阴极炭块1、阴极钢棒2及扎固糊3，阴极钢棒2包括嵌设于阴极炭块1底部的主体部21及自主体部21两端分别延伸出阴极炭块1外的两尾部22，扎固糊3置于阴极钢棒2与阴极炭块1之间用以固定阴极炭块1与阴极钢棒2。当电流垂直经过铝导杆、阳极和电解质，再经过铝液、阴极炭块，最后经阴极钢棒水平流出时，因铝液电阻远小于阴极炭块电阻，电流将在铝液中发生很大的偏转，从而产生铝液中的水平电流。通常情况下，铝液中水平方向的电流密度约是垂直方向电流密度的一半，水平电流增加不仅会显著增大垂直磁场，而且会与磁场相互作用，影响铝电解槽流体的稳定性，且引起铝液波动幅度变大及电解质-铝液界面变形严重，造成有效极距降低。而要维持电解槽正常稳定生产，必须要保持相对合适的有效极距，因此在铝液波动幅度较大时，必须提高电解槽的工作电压来维持合适的有效极距，但是也会带来大量的能量的无用消耗。同时，电解质-铝液界面变形大，接触面积变大，必然造成生成的金属铝的溶解损失，减低电流效率，也造成能耗的增加。
因此，实有必要提供一种新的阴极装置来克服上述技术问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的就在于克服上述不足提供一种阴极装置。
本实用新型一种阴极装置，包括阴极炭块及嵌设固定于所述阴极炭块底部的两阴极钢棒，所述阴极钢棒完全收容于所述阴极炭块内，其中，所述阴极装置还包括于两所述阴极钢棒之间相对设置且间隔一定距离的两导流棒，所述导流棒与所述阴极炭块绝缘固定相连，所述导流棒包括连接于两所述阴极钢棒之间的连接端、自所述连接端延伸形成的延伸端及自所述延伸端伸出所述阴极炭块外的尾端。
优选的，所述延伸端的长度为所述阴极炭块的长度的1/3或1/4或1/6或1/8。
优选的，所述导流棒的连接端、延伸端与所述阴极炭块之间设有绝缘扎固糊，所述绝缘扎固糊为碳化硅与环氧树脂组成的混合糊料。
优选的，所述导流棒的所述连接端与所述阴极钢棒通过浇铸方式固定连接。
优选的，所述阴极钢棒的横截面形状为方形或椭圆形。
优选的，所述导流棒的连接端、延伸端及尾端的横截面形状为方形或椭圆形。
优选的，所述导流棒为导流钢棒。
与相关技术相比，本实用新型的有益效果在于，减少铝液中水平电流，提高铝电解槽的流体稳定性；确保维持铝电解槽正常稳定生产的有效极距，降低能耗；减少金属铝的溶解损失，提高电流效率。
【附图说明】
图1为相关技术的阴极装置立体示意图；
图2为相关技术的阴极装置另一视角的立体示意图；
图3为图2虚线区域A的局部放大示意图；
图4为本实用新型阴极装置的立体示意图；
图5为图4虚线区域B的局部放大示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图4、图5所示，本实用新型阴极装置包括阴极炭块4、嵌设于阴极炭块4底部的两阴极钢棒5、将阴极钢棒5与阴极炭块4固定的扎固糊8、绝缘扎固糊7、及固定连接于两阴极钢棒5之间的两导流棒6，其中，阴极钢棒5沿阴极炭块4的宽度方向平行设置，相对于相关技术中的阴极钢棒两端延伸出阴极炭块外而言，阴极钢棒5未具有延伸出阴极炭块4外的部分。
两导流棒6嵌设于两阴极钢棒5之间的部分阴极炭块4内，导流棒6与阴极炭块4绝缘固定相连，且两导流棒6相对设置于阴极炭块4两端并相隔一定距离，每一导流棒6包括固定连接于两阴极钢棒5之间的连接端61、自连接端61延伸出的延伸端62、自连接端62延伸出阴极炭块4外的尾端63，连接端61、延伸端62与阴极炭块4之间均设有绝缘扎固糊7，通过绝缘扎固糊7，导流棒6收容固定于阴极炭块4底部，且导流棒6与阴极炭块4不直接接触，且连接端61还包括电流汇聚块65。在本实施例中，阴极钢棒5相对阴极炭块4的最长边平行设置，导流棒6优选为导流钢棒，连接端61优选通过浇铸方式垂直固定连接于两阴极钢棒5之间，延伸端62、尾端63均平行于两阴极钢棒5，电流汇聚块65到相邻阴极炭块4末端的距离等于延伸端62的长度，该长度优选为阴极炭块4长度的1/3或1/4或1/6或1/8。值得注意的是，阴极钢棒5的横截面形状并不限于方形，还可以为椭圆形或二者的近似形状等；导流棒6的连接端61、延伸端62及尾端63的横截面形状并不限于方形，还可以为椭圆形或二者的近似形状等；绝缘扎固糊7优选为碳化硅与环氧树脂组成的混合糊料。
由此，铝电解槽电流通过铝液进入阴极炭块4后，通过阴极钢棒5，再于连接端61的中间部分电流汇聚块65处汇集，最终经由导流钢棒6的尾端63导出铝电解槽。
与相关技术相比，本实用新型的有益效果在于，减少了铝液中的水平电流，提高了铝电解槽的流体稳定性；确保维持铝电解槽正常稳定生产的有效极距，有效降低了能耗；减少了金属铝的溶解损失，提高了电流效率。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以作出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种阴极装置，包括阴极炭块及嵌设固定于所述阴极炭块底部的两阴极钢棒，所述阴极钢棒完全收容于所述阴极炭块内，其特征在于：所述阴极装置还包括于两所述阴极钢棒之间相对设置且间隔一定距离的两导流棒，所述导流棒与所述阴极炭块绝缘固定相连，所述导流棒包括连接于两所述阴极钢棒之间的连接端、自所述连接端延伸形成的延伸端及自所述延伸端伸出所述阴极炭块外的尾端。
2.如权利要求1所述的阴极装置，其特征在于：所述延伸端的长度为所述阴极炭块的长度的1/3或1/4或1/6或1/8。
3.如权利要求2所述的阴极装置，其特征在于：所述导流棒的连接端、延伸端与所述阴极炭块之间设有绝缘扎固糊，所述绝缘扎固糊为碳化硅与环氧树脂组成的混合糊料。
4.如权利要求3所述的阴极装置，其特征在于：所述导流棒的所述连接端与所述阴极钢棒通过浇铸方式固定连接。
5.如权利要求4所述的阴极装置，其特征在于：所述阴极钢棒的横截面形状为方形或椭圆形。
6.如权利要求5所述的阴极装置，其特征在于：所述导流棒的连接端、延伸端及尾端的横截面形状为方形或椭圆形。
7.如权利要求6所述的阴极装置，其特征在于：所述导流棒为导流钢棒。
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2014
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