JP2009533550A - 非平坦なスロット形態を有する、アルミニウム電解セルのためのカソード - Google Patents
非平坦なスロット形態を有する、アルミニウム電解セルのためのカソード Download PDFInfo
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Abstract
Description
・不均等な電流分布
・カソードブロックと鋳造鉄との間の境界におけるエネルギー損失
これら3つの作用はすべて何らかの形で相互に関係し合っており、理想的には、いかなる技術的な解決手段もこれらの3つの組み合わせの1つの項目のみより多くの項目に取り組まなければならない。
12μm〜7mmの粒径を有するガソリンコークスとピッチとを150℃で、ブレードミキサで40分にわたって混合した。ガソリンコークスを100とすると、ピッチは25である。このようにして得られた塊体を、700×500×3400mm(幅×高さ×長さ)の寸法のブロックになるように押出成形した。このいわゆる生ブロックを環状炉内に配置し、冶金コークスで覆い、900℃まで加熱した。その結果として得られた炭化されたブロックを、長さ方向黒鉛化炉で2800℃まで加熱した。その後、この生のカソードブロックを650×450×3270mm(幅×高さ×長さ)の最終寸法にトリミングした。135mmの幅と、横エッジでは165mmの深さからブロック中心では200mmの深さまで増大する深さとを有する2つの集電バースロットを各ブロックで切削した。その後、従来の鋼集電バーをスロット内に嵌入した。電気的接続は従来のように、液体鋳造鉄を集電バーとブロックとの間のギャップに注入することによって形成された。カソードは、アルミニウム電解セル内に配置した。このようにして得られた電流密度分布を従来技術のカソードの電流密度分布と比較し、より均質であることが実証された。
最終寸法にトリミングされたカソードブロックを、実施例1にしたがって製造した。135mmの幅と、横エッジでは165mmの深さからブロック中心では200mmの深さまで増大する深さとを有する2つの集電バースロットを各ブロックで切削した。
(2) 鋼製集電バー
(3) 集電バースロット
(4) 炭素カソードブロックまたはグラファイトカソードブロック
(5) 鋳造鉄
(6) アルミニウム金属パッド
(7) 溶融電解質浴
(8) アノード
(9) 鋼プレート
(10) セル電流分布線
Claims (14)
- 1つまたは2つの鋼製の集電バー(2)を収容する集電バースロット(3)を有する炭素カソードブロック(4)またはグラファイトカソードブロック(4)を備えたアルミニウム電解セル用のカソード(1)において、
該集電バースロット(3)の深さは、カソードブロック(4)の両横エッジより該カソードブロック(4)の中心(C)において大きいことを特徴とする、カソード。 - 前記集電バースロット(3)は、3角形、半円形または半楕円形の形状を有する、請求項1記載のカソード。
- 前記集電バースロット(3)は1つまたは複数の段を有する、請求項1または2記載のカソード。
- 前記集電バースロット(3)は両ブロック横エッジにおいて、各ブロック横エッジから10〜1000mmにわたって延在する初期の平坦な頂部面を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載のカソード。
- 前記1つまたは2つの集電バー(2)の厚さは、カソードブロック(4)の両横エッジよりも該カソードブロック(4)の中心(C)において大きい、請求項1から4までのいずれか1項記載のカソード。
- 前記1つまたは2つの集電バー(2)の厚さは、もっぱら前記スロット(3)の頂部面に面する面において増大される、請求項5記載のカソード。
- 前記1つまたは2つの集電バー(2)は、3角形、半円形または半楕円形の形状を有する、請求項5または6記載のカソード。
- 前記1つまたは2つの集電バー(2)の厚さは、1つまたは複数の段によって増大されている、請求項5から7までのいずれか1項記載のカソード。
- 前記1つまたは2つの集電バー(2)には少なくとも1つの鋼プレート(9)が取り付けられている、請求項5から8までのいずれか1項記載のカソード。
- 前記少なくとも1つの鋼プレート(9)と鋼製の集電バー(2)との間に弾性のグラファイト膜が配置されており、その後に取り付けられた各鋼プレート(9)の間に弾性のグラファイト膜が配置されている、請求項9記載のカソード。
- 1つより多くの集電バースロット(3)を有する、請求項1から10までのいずれか1項記載のカソード。
- アルミニウム電解セル用のカソードの製造方法において、
・炭素カソードブロック(4)またはグラファイトカソードブロック(4)を標準的な外寸で製造するステップと、
・少なくとも1つの集電バースロット(3)を、該カソードブロックの中心(C)の方向に向かって増大する深さで機械加工により形成するステップと、
・該少なくとも1つの集電バースロット(3)それぞれに、少なくとも1つの鋼集電バー(2)を嵌入するステップ
とを有することを特徴とする製造方法。 - アルミニウム電解セル用のカソードの製造方法において、
・炭素カソードブロック(4)またはグラファイトカソードブロック(4)を標準的な外寸で製造するステップと、
・少なくとも1つの集電バースロット(3)を、該カソードブロックの中心(C)の方向に向かって増大する深さで機械加工により形成するステップと、
・該少なくとも1つの集電バースロット(3)それぞれに、該集電バースロット(3)の頂部面に面する面に該中心(C)の方向に向かって増大する厚さを有する少なくとも1つの鋼集電バー(2)を嵌入するステップ
とを有することを特徴とする製造方法。 - 請求項1から11までのいずれか1項記載のカソード(1)を含むことを特徴とする、アルミニウム電解セル。
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