专利名称：改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构，属于铝电解槽用的阴极钢棒技术领域。
背景技术：
在铝电解槽中，炭素阴极底块作为导电内衬，要用阴极钢棒将电流导出。现有技术中，钢棒都采用截面不变的长方体或者圆柱体等形状，由于电解时电流垂直槽断面进入，从槽断面的宽方向导出，造成槽内中部和边部的电阻差异，导致阴极底块电流密度分布在边部出现峰值。电流密度分布不均不仅会降低铝电解的电能效率，而且从长期的电解槽解剖充分表明，电流密度高的位置阴极电化学腐蚀严重，严重影响阴极的使用寿命，这就缩短电解槽的大修周期，增加运营和维护成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可改善阴极电流分布、提高电解槽稳定性、改善电能效率和延长电解槽阴极底块的使用寿命的改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构，以克服现有技术的不足。
本实用新型是这样实现的它包括铝电解槽的阴极底块(1)和钢棒(2)，阴极底块(1)内设有与钢棒(2)形状吻合的钢棒槽(3)，钢棒(2)插入钢棒槽(3)内，钢棒(2)的中间为大截面段(4)，钢棒(2)的两端为小截面段(5)，在大截面段(4)与小截面段(5)之间设有斜坡式的变截面段(6)；它包括左右对称的二部分阴极底块(1)和钢棒(2)，其中一部分的钢棒(2)的一端为大截面段(4)，另一端为小截面段(5)，在大截面段(4)与小截面段(5)之间设有斜坡式的变截面段(6)，钢棒(2)插入阴极底块(1)的钢棒槽(3)中，二部分钢棒(2)截面大的一侧对接，中间设有用于固定的炭糊(7)；钢棒(2)的大截面段(4)、小截面段(5)与变截面段(6)的长度比为1∶1∶1，钢棒(2)的下部在同一直线上，大截面段(4)与小截面段(5)的面积比为1.3∶1。
由于采用了上述方案，本实用新型通过对铝电解槽阴极电流密度分布的分析和研究，针对电流密度不均匀的部位，采用变截面阴极钢棒的方法和结构，使电解槽边部和中部的电阻趋于一致，削弱电流密度峰值，改善铝电解槽阴极的电流密度分布，减少边部水平电流分量。因此本实用新型具有提高电解槽稳定性、改善电能效率和延长电解槽阴极底块的使用寿命的优点。适用于铝电解槽生产当中。
附图1为本实用新型的结构示意图；附图2为有两个钢棒槽的阴极底块的结构示意图；附图3为有一个钢棒槽的阴极底块的结构示意图；附图4为有圆形钢棒槽的阴极底块的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的实施例制作时，钢棒(2)的截面可制作成矩形或者圆形，将钢棒(2)的中间一段上方加厚，制作成大截面段(4)，将钢棒(2)的两端制作成为截面小的小截面段(5)，在大截面段(4)与小截面段(5)之间制作出斜坡式的变截面段(6)，钢棒(2)的大截面段(4)、小截面段(5)与变截面段(6)的长度比为1∶1∶1，钢棒(2)的下部在同一直线上，而且大截面段(4)与小截面段(5)的面积比为1.3∶1，使得钢棒(2)的表面平缓过渡，在阴极底块(1)内加工出与钢棒(2)形状吻合的钢棒槽(3)，钢棒槽(3)可加工成矩形双槽、单槽或圆形槽，结构如图2所示；将钢棒(2)插入钢棒槽(3)内即可。由于电解槽内的电流从阴极底块(1)流入钢棒(2)，从钢棒(2)两端流出，并不经过钢棒(2)中间，因此为了制作更加方便，可将阴极底块(1)和钢棒(2)分为左右对称的二部分，制作时将钢棒(2)的一端制作成大截面段(4)，另一端制作成小截面段(5)，在大截面段(4)与小截面段(5)之间制作出斜坡式的变截面段(6)，此时大截面段(4)、小截面段(5)与变截面段(6)的长度比为1∶2∶2，在阴极底块(1)内加工出与钢棒(2)形状吻合的钢棒槽(3)，这样就容易将钢棒(2)插入阴极底块(1)的钢棒槽(3)中，然后将二部分阴极底块(1)固定在一起，将钢棒(2)截面大的一侧对接，中间用炭糊(7)扎糊在一起。由于将钢棒(2)制作成中间截面大、两端截面小，并且两部分之间有斜坡式的形状，使得电解槽中部和边部阴极的电阻趋向一致，改善阴极底块(1)的电流分布，使得电流密度趋于一致，削弱了电流密度的峰值，减小阴极底块(1)的电化学腐蚀，达到了提高电解槽稳定性、改善电能效率和延长电解槽阴极底块(1)的使用寿命的目的。
权利要求1.一种改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构，它包括铝电解槽的阴极底块(1)和钢棒(2)，阴极底块(1)内设有与钢棒(2)形状吻合的钢棒槽(3)，钢棒(2)插入钢棒槽(3)内，其特征在于钢棒(2)的中间为大截面段(4)，钢棒(2)的两端为小截面段(5)，在大截面段(4)与小截面段(5)之间设有斜坡式的变截面段(6)。
2.根据权利要求1所述的改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构，其特征在于它包括左右对称的二部分阴极底块(1)和钢棒(2)，其中一部分的钢棒(2)的一端为大截面段(4)，另一端为小截面段(5)，在大截面段(4)与小截面段(5)之间设有斜坡式的变截面段(6)，钢棒(2)插入阴极底块(1)的钢棒槽(3)中，二部分钢棒(2)截面大的一侧对接，中间设有用于固定的炭糊(7)。
3.根据权利要求1所述的改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构，其特征在于钢棒(2)的大截面段(4)、小截面段(5)与变截面段(6)的长度比为1∶1∶1，钢棒(2)的下部在同一直线上，大截面段(4)与小截面段(5)的面积比为1.3∶1。
专利摘要本实用新型公开了一种改善铝电解槽阴极电流密度的钢棒结构，它包括铝电解槽的阴极底块和钢棒，阴极底块内设有与钢棒形状吻合的钢棒槽，钢棒插入钢棒槽内，钢棒的中间为大截面段，钢棒的两端为小截面段，在大截面段与小截面段之间设有斜坡式的变截面段。本实用新型针对电流密度不均匀的部位，采用变截面阴极钢棒的结构，使电解槽边部和中部的电阻趋于一致，削弱电流密度峰值，改善铝电解槽阴极的电流密度分布，减少边部水平电流分量。因此本实用新型具有提高电解槽稳定性、改善电能效率和延长电解槽阴极底块的使用寿命的优点。
文档编号C25C3/16GK2892888SQ20062020027
公开日2007年4月25日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者包崇爱, 黄 俊, 杨溢, 姚世焕 申请人:贵阳铝镁设计研究院