專利名稱：高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋁電解槽，具體涉及鋁電解槽的陰極導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景目前，鋁電解行業(yè)陰極導(dǎo)電鋼棒結(jié)構(gòu)如圖1所示，一般采用常規(guī)的45#鋼材料制作，這種傳統(tǒng)的陰極鋼棒存在的問題是水平電流大導(dǎo)致電解槽垂直磁場高，進(jìn)而引起鋁液波動(dòng)較大，槽電壓高，能耗也高；同時(shí)，由于鋼棒的電阻率大，自身壓降也大，必然導(dǎo)致爐底壓降高，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。近年來，人們采用各種方式來提高電解槽陰極的導(dǎo)電率2008年第 11期的《稀有金屬快報(bào)》公開的“鋁電解槽用硼化鈦惰性陰極的研究進(jìn)展”綜合比較了 3種提高導(dǎo)電率的陰極結(jié)構(gòu)=(I)TiB涂層陰極，O) TiB復(fù)合陰極，(3) TiB陶瓷陰極，得出的結(jié)論是TiB涂層陰極比較簡單可行，但文章同時(shí)指出TiB的價(jià)格非常貴，最終造成電解鋁的生產(chǎn)成本太高，難以大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用；公開號(hào)為C擬931501Y的中國專利公開了“一種鋁電解槽陰極異型導(dǎo)電鋼棒”，通過改變導(dǎo)電鋼棒的結(jié)構(gòu)來提高導(dǎo)電率的，但這種鋼棒需要在普通鋼棒基礎(chǔ)上至少增加4道工序進(jìn)行加工，增加了加工成本和加工難度
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對以上不足而提供一種高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，該陰極導(dǎo)電棒在導(dǎo)電棒合適位置包裹絕緣材料，減少了陰極水平電流強(qiáng)度，改善了電解槽磁場分布，穩(wěn)定了電解槽鋁液水平，進(jìn)而減少了噸鋁電耗；并采用高導(dǎo)電率材料制作導(dǎo)電棒，提高了陰極導(dǎo)電性能，減少了陰極鋼棒壓降。為解決上述問題，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，包括有棒體，棒體上設(shè)有絕緣層，實(shí)現(xiàn)電解槽從陰極鋁液到陰極鋼棒導(dǎo)電基本以垂直電流方式進(jìn)行，大幅度減少從鋁液以水平方式進(jìn)入陰極導(dǎo)電棒的導(dǎo)電量。絕緣層的長度為20毫米 1000毫米。絕緣層在電解槽陽極垂直投影到導(dǎo)電棒的邊緣外側(cè)。棒體為高導(dǎo)電性材料制作。導(dǎo)電棒從陰極炭塊穿出，減少垂直磁場，進(jìn)而減緩了電解槽中鋁液的波動(dòng)，提高鋁電解槽工作的穩(wěn)定性。棒體的電阻率在0.08 0. 13 μ Ω ·πι之間。導(dǎo)電率較傳統(tǒng)鋼棒提高40%以上，陰極導(dǎo)電棒的壓降大幅度降低。本實(shí)用新型能夠達(dá)到的有益效果是1、本實(shí)用新型的導(dǎo)電棒由傳統(tǒng)45#鋼材改變?yōu)樘胤N高導(dǎo)電性的導(dǎo)電棒，經(jīng)測試45# 電阻率為0.200 μ Ω ·πι，而本實(shí)用新型的導(dǎo)鋼棒電阻率下降至0.08 0. 13 μ Ω ·πι，導(dǎo)電率提高40%以上，陰極導(dǎo)電棒的壓降大幅度降低。2、本實(shí)用新型導(dǎo)電棒從陽極投影外邊緣處增加絕緣包裹體，消除了陰極炭塊和鋁液中的水平電流，減緩電解槽中鋁液的波動(dòng)，提高鋁電解槽工作的穩(wěn)定性。[0013]3、本實(shí)用新型可根據(jù)電解槽磁場分布情況確定陰極導(dǎo)棒的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以獲得合理的電磁力分布，從而達(dá)到降低鋁液中環(huán)流、波動(dòng)和隆起，提高電流效率，降低電耗，延長槽體壽命的目的。4、本實(shí)用新型減少了電解槽垂直磁場，降低了鋁液波動(dòng)和流動(dòng)，為降低電解槽極距提供了空間，有利于低電壓、高效率的生產(chǎn)，大大降低了噸鋁電耗。

圖1為現(xiàn)有陰極導(dǎo)電棒的陰極應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型陰極導(dǎo)電棒的陰極應(yīng)用結(jié)構(gòu)剖面圖。圖3為本實(shí)用新型陰極導(dǎo)電棒的電解槽應(yīng)用結(jié)構(gòu)主視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述如圖2、圖3所示，該高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒主體結(jié)構(gòu)為高導(dǎo)電率材料(如純度較高的金屬)制作的棒體1，棒體1的電阻率在0.08 0. 13 μ Ω ·πι之間，這樣的結(jié)構(gòu)就無須改動(dòng)電解槽陰極炭塊2結(jié)構(gòu)，根據(jù)電解槽尺寸和陽極4在導(dǎo)電棒的垂直投影位置，在棒體1上超出陽極4在導(dǎo)電棒的垂直投影位置外側(cè)包裹絕緣層3，絕緣層3的長度為20毫米 1000毫米，根據(jù)需要合理選擇。高導(dǎo)電率棒體1及絕緣層3的應(yīng)用，減少了陰極炭塊 2及鋁液水平方向進(jìn)入導(dǎo)電棒的電流，改善了電解槽磁場分布和磁流速狀態(tài)，使得電解槽運(yùn)行平穩(wěn)，有效實(shí)現(xiàn)了低電壓、高效率生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，包括有棒體，其特征在于棒體上設(shè)有絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，其特征在于絕緣層的長度為 20毫米 1000毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，其特征在于絕緣層設(shè)置在電解槽陽極垂直投影的邊緣外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，其特征在于棒體為高導(dǎo)電率材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，其特征在于棒體的電阻率在 0. 08 μ Ω · m 0· 13μ Ω · m 之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種高導(dǎo)電率電解槽陰極導(dǎo)電棒，包括有棒體，棒體為高導(dǎo)電率材料制作，棒體上設(shè)有絕緣層。本實(shí)用新型采用高導(dǎo)電率材料制作導(dǎo)電棒，提高了陰極導(dǎo)電性能，減少了陰極鋼棒壓降；且在陰極導(dǎo)電棒在導(dǎo)電棒合適位置包裹絕緣材料，減少了陰極水平電流強(qiáng)度，改善了電解槽磁場分布，穩(wěn)定了電解槽鋁液水平，進(jìn)而減少了噸鋁電耗。
文檔編號(hào)C25C3/16GK202081182SQ20112011839
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者曹國法, 曹志偉, 王旭東, 袁志強(qiáng) 申請人:鄭州經(jīng)緯科技實(shí)業(yè)有限公司