專利名稱：：鋁電解槽新型斜坡溝槽型陰極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種鋁電解槽內(nèi)襯中的陰極結(jié)構(gòu)。技術(shù)背景目前通用的鋁電解槽呈一個長方體的箱形，內(nèi)部裝有900100(TC左右的熔融冰晶石電解液和鋁液。電解槽在長軸方向的一側(cè)設(shè)有立柱母線，電流經(jīng)立柱母線進入槽上的陽極母線。懸掛在陽極母線上的碳素陽極浸入到電解液中，與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鋁液，鋁液定期地被專有設(shè)備吸出槽外。在電解槽的下部，由一些內(nèi)置有鋼棒的碳素陰極將電流導(dǎo)出槽內(nèi)，電流通過設(shè)置在電解槽四周的陰極母線匯集到下一臺槽的立柱母線上。電解槽通過多個電阻的串聯(lián)方式，將電流從上游槽傳送到下游槽上。在此過程中，由于各個電阻存在的電壓降組成電解槽的全槽壓降，從而需要消耗大量的電能。典型電解槽各部分電壓組成如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>由以上的理論可知，當電解槽設(shè)計完成后，其陰極壓降、陽極壓降、槽周圍母線壓降及車間母線分攤電壓即可視為恒定。而和生產(chǎn)有關(guān)的效應(yīng)分攤電壓所占全槽電壓的比例較小，控制該部分難以大幅度降低槽平均電壓。由上表可知，電解質(zhì)電壓降占到了平均電壓的35%40%，是降低電解槽平均電壓的關(guān)鍵項目之一。目前，對于電解質(zhì)壓降的降低方法主要有兩種第一種方法改善電解質(zhì)成分，提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率。試驗室測試數(shù)據(jù)表明，當分子比增加O.1，其電導(dǎo)率約增加1.5%。相應(yīng)的電解質(zhì)壓降可降低1.5%。然而，分子比過高后又將會降低電流效率，因此，該方法只適于小幅降低電解槽的能耗，目前工業(yè)電解槽的分子比一般都在2.02.6之間。第二種方法降低極距(陽極與鋁液表面的距離)即降低電解質(zhì)熔體的電阻。對于降低極距的方法，主要取決于電解槽內(nèi)鋁液波動的情況。我們知道，當直流電通過導(dǎo)體，將在周圍環(huán)境產(chǎn)生強大的磁場。電解槽內(nèi)的鋁液正好處在立柱、陽極母線、陰極母線所產(chǎn)生的磁場內(nèi)，而它本身又是載流導(dǎo)體，因此，鋁液會受到磁場作用力的影響而運動。在電解槽內(nèi)，由于鋁液中水平電流與垂直磁場共同作用而發(fā)生"磁力效應(yīng)"，引起鋁液表面的波動，從而為降低極距帶來難度。因此，如何抑制鋁液界面的波動，是降低極距減少電解質(zhì)壓降的關(guān)鍵。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋁電解槽陰極碳塊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能將鋁液的波動抑制在一個范圍內(nèi)，可使極距有效降低，從而降低電解槽平均電壓，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的鋁液波動大、電解槽平均電壓高等不足。本實用新型采取以下技術(shù)方案在傳統(tǒng)的陰極碳塊表面進行切削加工，將陰極碳塊切削出一個個的儲鋁溝槽，電解槽內(nèi)的鋁液大量地儲存在溝槽內(nèi)，鋁液受到電磁力的影響所產(chǎn)生的波動將被溝槽限制。同時，通過加工陰極碳塊，改變傳統(tǒng)陰極的電阻①使得儲鋁溝槽至陰極鋼棒的電阻大大低于陰極表面至陰極鋼棒的電阻，從而使大量的電流由儲鋁溝槽流至陰極鋼棒，而少量的電流由陰極表面流至陰極鋼棒；②使得陰極碳塊中部電阻較小而邊部電阻較大，從而使電流由陽極盡可能垂直進入陰極，大大減少電流的水平分量。這樣一來，在陰極表面的水平電流會大大減少，從而電磁力減弱，鋁液的波動被降低。因此，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，電解槽內(nèi)的鋁液波動得到有效限制，使極距有效降低，電磁力減弱，鋁液的波動性降低，最終降低電解槽平均電壓。圖l為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中的A竭剖視圖。具體實施方式本實用新型的實施例包括陰極碳塊l、陰極鋼棒2，陰極碳塊1與陰極鋼棒2通過扎糊形成一組陰極碳塊組；在陰極碳塊1上部有儲鋁溝槽3和流出槽4，流出槽4的底面是平的，兩側(cè)邊為傾斜式的。制作時，在陰極上表面采用機加工方式加工出特有的儲鋁溝槽3和流出槽4后，陰極鋼棒通過扎糊方式與陰極碳塊形成一組陰極碳塊組。然后將多組陰極碳塊組放入電解槽內(nèi)，每組陰極碳塊組之間扎糊連接。最終電解槽陰極形成具有多條儲鋁溝槽3和中間低、兩邊高的流出槽4的這種特殊結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求1.一種鋁電解槽新型斜坡溝槽型陰極結(jié)構(gòu)，它包括陰極碳塊(1)、陰極鋼棒(2)，陰極碳塊(1)與陰極鋼棒(2)通過扎糊形成陰極碳塊組；其特征在于在陰極碳塊(1)上部有儲鋁溝槽(3)和流出槽(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁電解槽新型斜坡溝槽型陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于流出槽(4)的底面是平的，兩側(cè)邊為傾斜式的。專利摘要本實用新型公開了一種鋁電解槽陰極碳塊結(jié)構(gòu)，它包括陰極碳塊(1)、陰極鋼棒(2)，陰極碳塊(1)與陰極鋼棒(2)通過扎糊形成陰極碳塊組；其特征在于在陰極碳塊(1)上部有儲鋁溝槽(3)和流出槽(4)。流出槽(4)的底面是平的，兩側(cè)邊為傾斜式的。在傳統(tǒng)的陰極表面進行切削加工，將陰極碳塊表面切削出儲鋁溝槽，然后將多組陰極碳塊組放入電解槽內(nèi)，每組陰極碳塊組之間扎糊連接；最終電解槽陰極形成具有多條溝槽，中間低、邊部高的特殊結(jié)構(gòu)。電解槽內(nèi)的鋁液大量地儲存在溝槽內(nèi)，鋁液受到電磁力影響所產(chǎn)生的波動被溝槽限制，使極距有效降低，最終達到降低電解槽平均電壓的目的。文檔編號C25C3/00GK201354387SQ20092030014公開日2009年12月2日申請日期2009年1月9日優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日發(fā)明者傅長宏,劍盧申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院