一種降低電解槽內水平電流的陰極結構的製作方法

2023-08-04 15:23:36 3

一種降低電解槽內水平電流的陰極結構的製作方法
【專利摘要】一種降低電解槽內水平電流的陰極結構，以解現階段，鋁電解槽內水平電流過大，動態穩定性較差的問題。所述陰極結構包括炭塊、陰極鋼棒和澆鑄在陰極鋼棒外部的連接材料，所述連接材料為搗固糊或磷生鐵，每段陰極鋼棒的內側部分均採用磷生鐵澆鑄，陰極鋼棒其餘部分採用搗固糊澆鑄。本發明用於鋁電解槽的電解。
【專利說明】一種降低電解槽內水平電流的陰極結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種陰極結構，具體涉及一種電解槽內的陰極結構。

【背景技術】
[0002]現階段，在鋁電解槽電解工藝中，電解槽內由於垂直磁場的存在，致使電解槽的穩定性較差，為增強鋁電解槽的穩定性，方法之一是降低鋁液層的水平電流Jy。根據垂直方向電磁力的計算公式:Fz= Jx.By-Jy.Bx,計算公式中的Bx較大,平均值在60_90Gs,最大值為180-230GS ;計算公式中的By較小，平均值在5_10Gs，最大值為35_60Gs ;計算公式中的Jx因為電解槽的對稱結構也較小，因此Fz的主要影響因素是水平磁場強度Bx和水平電流Jy,降低Jy就可以降低Fz，降低Fz就可減少鋁液界面的變形幅度，也就可以降低電解槽的工作極距，從而達到節能的目的。另外，因為水平電流Jy與鋁電解槽鋁液層的垂直磁場Bz密切關聯，降低Jy的同時，還可降低Bz，降低Bz即可增強電解槽MHD的動態穩定性。
[0003]在電解鋁的過程中，所使用電解槽的陰極由炭塊、陰極鋼棒和連接的搗固糊或者磷生鐵組成。三者的電壓降分別為:炭塊壓降50-80mV，陰極鋼棒壓降110-130mV，連接的搗固糊的壓降為90-110mV，或者連接的磷生鐵的壓降為30-50mV，由於從陽極到陰極鋼棒頭的電流路徑不相同，就會在鋁液層中產生水平電流Jy，通過改變陰極組合的電阻分布模式，比如增加陰極鋼棒外側部分的電阻，或者降低陰極鋼棒內側部分的電阻即可達到降低水平電流的目的，此處所述陰極鋼棒外側部分和內側部分分別是指陰極鋼棒與炭塊通過連接材料相連接處靠近電解槽內側的部分和靠近電解槽外側的部分，這也是能量守恆的一種體現。


【發明內容】

[0004]本發明的目的在於:提供一種降低電解槽內水平電流的陰極結構，以解現階段，鋁電解槽內水平電流過大，動態穩定性較差的問題。
[0005]本發明的方案如下:一種降低電解槽內水平電流的陰極結構，所述陰極結構包括炭塊、陰極鋼棒和澆鑄在陰極鋼棒外部與炭塊之間的連接材料，所述連接材料為搗固糊或磷生鐵，陰極鋼棒外圍偏向電解槽5內側的部分採用磷生鐵作為連接材料，其餘部分採用搗固糊作為連接材料。
[0006]每段陰極鋼棒上澆鑄搗固糊的長度與澆鑄磷生鐵的長度相同。
[0007]本發明與現有技術相比，主要優點是相對於現有的陰極鋼棒外圍均採用搗固糊或均採用磷生鐵進行澆鑄，相對於前者，相當於降低了陰極鋼棒內側部分的電阻，而相對於後者，則相當於增加了陰極鋼棒外側部分的電阻，因此，本發明可有效地降低水平電流，尤其是在每段陰極鋼棒上澆鑄搗固糊的長度與澆鑄磷生鐵的長度相同時，可降低電解槽鋁液層50-80%的水平電流，進而有效地增強了電解槽的動態穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的截面示意圖。

【具體實施方式】
[0009]參照圖1所示，一種降低電解槽內水平電流的陰極結構，所述陰極結構包括炭塊
1、陰極鋼棒2和澆鑄在陰極鋼棒2外部與炭塊I之間的連接材料，所述連接材料為搗固糊4或磷生鐵3，陰極鋼棒2外圍偏向電解槽5內側的部分採用磷生鐵3作為連接材料，其餘部分採用搗固糊4作為連接材料。每段陰極鋼棒2上澆鑄搗固糊4的長度與澆鑄磷生鐵3的長度相同。
[0010]由於增加陰極鋼棒2外側部分的電阻，或者降低陰極鋼棒2內側部分的電阻(此處所述陰極鋼棒2外側部分和內側部分分別是指陰極鋼棒2與炭塊I通過連接材料相連接處靠近電解槽5內側的部分和靠近電解槽5外側的部分)，即可達到降低水平電流的目的。相對於現有的陰極鋼棒2外圍均採用搗固糊或均採用磷生鐵進行澆鑄，相對於前者，降低了陰極鋼棒2內側連接材料的電阻，相當於降低了陰極鋼棒2內側的電阻，而相對於後者，則增加了陰極鋼棒2外側連接材料的電阻，相當於增加了外側陰極鋼棒2的電阻，因此，可有效實現降低電解槽5內的水平電流。
【權利要求】
1.一種降低電解槽內水平電流的陰極結構，所述陰極結構包括炭塊、陰極鋼棒和澆鑄在陰極鋼棒外部與炭塊之間的連接材料，所述連接材料為搗固糊或磷生鐵，其特徵在於:陰極鋼棒(2)外圍偏向電解槽5內側的部分採用磷生鐵(3)作為連接材料，其餘部分採用搗固糊(4)作為連接材料。
2.根據權利要求1所述一種降低電解槽內水平電流的陰極結構，其特徵在於:每段陰極鋼棒(2)上燒鑄搗固糊(4)的長度與燒鑄磷生鐵(3)的長度相同。
【文檔編號】C25C3/08GK104451772SQ201310440972
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】陳才榮, 劉正, 楊葉偉 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院有限公司