一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构，包括内部沿长度方向开设钢棒槽的阴极炭块，两块阴极钢棒分别间隔预定距离相对设置在钢棒槽内，末端伸出阴极炭块，两块阴极钢棒的纵截面呈变截面且二者大小不同，阴极钢棒前段呈矩形，中段呈梯形，末端伸出阴极炭块的部分呈矩形；阴极钢棒与阴极炭块之间设置钢棒糊，中段靠近阴极炭块端头设置绝缘物一，中段两侧靠近钢棒出电端设有绝缘物二和绝缘物三。本实用新型专利技术通过改变钢棒形状，在靠近钢棒出电端增加绝缘物，实现水平电流的大幅度降低，并将电解槽阴极炭块采用不同方式进行阴极组装，获得更加的降低能耗效果。获得更加的降低能耗效果。获得更加的降低能耗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构


[0001]本技术属于铝电解槽阴极组装
，具体涉及一种通过平衡铝电解槽阴极压降且降低水平来平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构。

技术介绍

[0002]目前降低电压主要是降低极距压降和阴极压降。降低极距压降的核心是降低水平电流，其方法有斜扎糊，变截面钢棒，开缝钢棒，阻流块，曲面或凸台阴极等。降低阴极压降的核心在于降低电阻率，其方法有：采用高石墨质炭块降低阴极炭块电阻，采用磷生铁降低钢棒接触压降，采用高导电钢棒或铜钢棒降低钢棒压降。由于降低阴极和水平电流很容易呈现相反关系，即降低阴极压降易带来水平电流的增大，降低水平电流时易带来阴极压降增加，很多时候，这些方法最终降低电压的效果不好。虽然铜钢棒和高导电钢棒既能降低水平电流和阴极压降，但铜钢棒价格昂贵，在铝行业难以全面推广，高导钢棒降低幅度有限，实际效果较差。现在，国内很多铝厂采用全石墨化阴极技术、匹配铜钢棒或者磷生铁浇筑技术，将阴极压降至150
‑
200mV，造成阴极自身发热不足，电解槽热平衡匹配不好，虽然阴极压降大幅度降低，实际降低电压幅度有限。

技术实现思路

[0003]基于上述，本技术提出一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构，将阴极压降维持在一个合适的范围下大幅度降低水平电流，同时考虑电解槽AB面先天性的差异，B面流速明显大于电解槽A面的特点，实现电解槽AB面电解槽阴极压降和水平电流差异化分布，均匀电解槽铝液流速，实现更好的降低电压和降低能耗的效果。
[0004]本技术采用的技术方案是，一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构，包括阴极炭块、阴极钢棒和钢棒糊，所述阴极钢棒包括阴极钢板A和阴极钢棒B，阴极炭块内沿长度方向开设有钢棒槽，阴极钢棒A和阴极钢棒B分别间隔预定距离相对设置在钢棒槽内，末端伸出阴极炭块，阴极钢棒A和阴极钢棒B的纵截面呈变截面且二者大小不同，阴极钢棒A和阴极钢棒B前段与阴极炭块之间设置钢棒糊，阴极钢棒A和阴极钢棒B中段靠阴极炭块端头部分与阴极炭块之间设置绝缘物一。
[0005]优选地，所述阴极钢棒A和阴极钢棒B纵截面前段呈矩形，中段呈梯形，末段伸出阴极炭块的部分呈矩形，阴极钢棒A前段长度为LA1，中段长度为LA2，前段高度为LA3，末段高度为LA4，阴极钢棒B前段长度为LB1，中段长度为LB2，前段高度为LB3，末段高度为LB4，其中LB1:LB2为1:3
‑
1:0.5，LB1比LA1长0
‑
10cm，LB3为Ycm，LB3比LB4高1
‑
5cm，LB4比LA4高0
‑
2cm。
[0006]优选地，所述阴极钢棒A和阴极钢棒B中段两侧靠近钢棒出电端分别设有绝缘物二和绝缘物三，绝缘物二布置的长度为LA5，绝缘物三布置的长度为LB5，LB5长度为0
‑
10cm，LB5比LA5长2
‑
5cm。
[0007]优选地，所述的阴极炭块为非标准阴极炭块，石墨含量35%
‑
45%，焙烧温度1050
‑
1100℃，电阻率22
‑
30μΩm。
[0008]优选地，所述的钢棒糊为高导电钢棒糊，阴极组装块电阻率＜65μΩm。
[0009]优选地，所述的绝缘物一、绝缘物二和绝缘物三为空气、炭氮化硅粉、防渗料或浇筑料。
[0010]相较现有技术，本技术的有益效果是：
[0011]1）本技术将电解槽阴极炭块采用阴极钢棒A和阴极钢棒B以不同方式进行阴极组装，促使A面降低水平电流幅度小于B面，更好的匹配电解槽先天性A面比B面流速大、铝液波动大的特性，均匀电解槽AB的铝液波动，获得更加的降低能耗效果；
[0012]2）本技术将阴极压降控制在220
‑
260mV之间，避免阴极压降小带来的电解槽底部热不平衡问题和水平电流增大问题，能够更好的匹配电解槽热平衡；
[0013]3）本技术通过改变阴极钢棒形状，在靠近阴极钢棒出电端增加绝缘物，增大靠近出电的端电阻，将电流往中间赶，可以实现水平电流的大幅度降低；
附图说明
[0014]图1为本技术结构示意图；
[0015]图2为本技术俯视图；
[0016]图中标注：1、阴极炭块，2、阴极钢棒，3、钢棒糊，4、绝缘物一，5、绝缘物二，6、绝缘物三。
具体实施方式
[0017]以下将结合说明书附图对本技术进一步解释说明，以便于本领域专业技术人员更好地理解。
[0018]实施例1
[0019]如图1
‑
2所示，一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构，包括阴极炭块1、阴极钢棒2、钢棒糊3、绝缘物一4、绝缘物二5和绝缘物三6，所述阴极钢棒2包括阴极钢棒A和阴极钢棒B，阴极炭块1内沿长度方向开设有钢棒槽，阴极钢棒A和阴极钢棒B分别间隔预定距离相对设置在钢棒槽内，末端伸出阴极炭块1，阴极钢棒A和阴极钢棒B的纵截面呈变截面且二者大小不同，所述阴极钢棒A和阴极钢棒B纵截面前段呈矩形，中段呈梯形，末段伸出阴极炭块1的部分呈矩形，其中，阴极钢棒A和阴极钢棒B前段与阴极炭块1之间设置钢棒糊3，阴极钢棒A和阴极钢棒B中段靠阴极炭块1端头部分与阴极炭块1之间设置绝缘物一4，所述阴极钢棒A和阴极钢棒B中段两侧靠近钢棒出电端分别设有绝缘物二5和绝缘物6；绝缘物一4、绝缘物二5和绝缘物三6为空气、炭氮化硅粉、防渗料或浇筑料。
[0020]所述阴极钢棒A前段长度为LA1，中段长度为LA2，前段高度为LA3，末段高度为LA4，阴极钢棒B前段长度为LB1，中段长度为LB2，前段高度为LB3，末段高度为LB4，其中LB1:LB2为1:3
‑
1:0.5，LB1比LA1长0
‑
10cm，LB3为Ycm，LB3比LB4高1
‑
5cm，LB4比LA4高0
‑
2cm。绝缘物二5的布置长度为LA5，绝缘物三6的布置长度为LB5，LB5长度为0
‑
10cm，LB5比LA5长2
‑
5cm。
[0021]具体地，所述阴极炭块1石墨含量40%，焙烧温度1050，电阻率26μΩm；高导电钢棒糊，阴极组装块电阻率＜60μΩm；绝缘物一4为空气；绝缘物二5和绝缘物三6为炭氮化硅粉。阴极钢棒B LB1 =90cm，LB2= 90cm，LB3= 23cm，LB4 =21cm，阴极钢棒A LA1=80cm，LA2=100cm，LA3=23cm，LA4=20cm，LB5为8cm，LA5为6cm。阴极组装完成后，在7500A/m2阳极电流密
度下的电解槽上阴极压降为240mV，铝液中水平电流1000A/m2以下。采用该阴极组装结构，可以在电解槽上实现电压3.85V。
[0022]本技术通过改变阴极钢棒形状，在靠近阴极钢棒出电端增加绝缘物，增大靠近出电的端电阻，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构，包括阴极炭块（1）、阴极钢棒（2）和钢棒糊（3），其特征在于，所述阴极钢棒（2）包括阴极钢棒A和阴极钢棒B，阴极炭块（1）内沿长度方向开设有钢棒槽，阴极钢棒A和阴极钢棒B分别间隔预定距离相对设置在钢棒槽内，末端伸出阴极炭块（1），阴极钢棒A和阴极钢棒B的纵截面呈变截面且二者大小不同，阴极钢棒A和阴极钢棒B前段与阴极炭块（1）之间设置钢棒糊（3），阴极钢棒A和阴极钢棒B中段靠阴极炭块（1）端头部分与阴极炭块（1）之间设置绝缘物一（4）。2.根据权利要求1所述的一种平衡铝电解槽铝液流速的阴极组装结构，其特征在于，所述阴极钢棒A和阴极钢棒B纵截面前段呈矩形，中段呈梯形，末段伸出阴极炭块（1）的部分呈矩形，阴极钢棒A前段长度为LA1，中段长度为LA2，前段高度为LA3，末段高度为LA4，阴极钢棒B前段长度为LB1，中段长度为LB2，前段高度为LB3，末段高度为LB4，LB1:LB2为1:3
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪波，田庆红，程然，陈颖，刘星桂，李伟国，邓波，
申请(专利权)人：贵州创新轻金属工艺装备工程技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：