专利名称：一种组合型铝电解槽阴极的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铝电解槽电流供给装置的技术领域，涉及一种铝电解槽 阴极新的设计方案。
背景技术：
铝电解槽阴极炭块一般是垂直于电解槽长轴线铺设在槽底上，流经电解 槽的电流经过阴极后，汇总于阴极中的钢棒而流出槽外。由于电解槽的这一 结构特点，阴极炭块中电流分布是不均匀的，越是靠近电解槽边部，阴极中 的电流密度越大，因此在铝液中便会产生较大的水平电流。这也是电解槽内 铝液流动的主要原因之一。
为了减小电解槽中铝液的水平电流，提高磁流体的稳定性，中国专利
ZL00804590.9报道了一种《用于电解铝的石墨阴极》，它采用特殊的阴极炭 块焙烧方法，使阴极的电阻率沿其长轴向呈现阶梯形分布；中国专利 ZL200720011754.2公开了《一种铝电解槽新型结构阴极》，采用在阴极钢棒 上间隔地开沟槽的方法，通过调节阴极钢棒各区段的电阻来实现阴极表面和 铝液内电流的均匀分布。然而上述方法，要么对炭块的焙烧工艺提出了极高 的要求；要么增加了阴极钢棒的加工工序，实施起来都有相当的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种组合型铝电解槽阴极，采用不同导电率的 材料组合制造阴极，以使阴极炭块各段的电阻率呈阶梯形变化，从而使阴极 炭块中的电流呈均匀分布。
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，包括阴极炭块、金属棒和阴极糊料，其特征在于
(1) 阴极炭块由三段以上电阻率不同的炭块拼接而成；
(2) 从中央向两侧各段炭块的电阻率的大小依序递增。 本实用新型的组合型铝电解槽阴极，各段炭块之间可采用端面平面粘合;
也可采用端头榫卯结构拼合。而其金属棒的材质仍可采用钢材。其制造方法
可有如下两个工艺方案
(一) 先将电阻率大小不同的阴极炭块按电阻率的大小从两端向中央排
列并粘结成一体，然后在粘结成形的炭块底部加工出沟槽来安置阴极钢棒；
(二) 先将电阻率大小不同的炭块底部开好沟槽，按照技术条件要求依 序套在阴极钢棒上，最后再将所有的炭块挤压粘接在一起，再捣固钢棒制成 组合型阴极。
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，其中心部位的电阻率最低，从中心 向外，各炭块段的电阻率依序增高，这就能有效地提高阴极中心部位的电流 密度；降低电解槽边部阴极的电流密度，从而使阴极炭块中的电流密度呈现 均匀的分布，可以有效地减小铝液的水平流动，提高磁流体的稳定性。这将 为降低槽电压降、节约能源创造有利的条件，推广后可望取得相当大的经济 效益。
图1、2是本实用新型的平面粘接组合型阴极正视图；图3本实用新型的 挤压粘接组合型阴极正视图；图4榫卯拼接组合型阴极的正视图。在上述各 图中l为低电阻率阴极炭块段；2为中电阻率阴极炭块段；3高电阻率阴极 炭块段；4阴极钢棒；5榫头；6卯槽；7特高电阻率炭块段。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明与补充。 实施例1 平面粘接组合型铝电解槽阴极
如图1所示，将一块低电阻率阴极炭块段1、两块中电阻率阴极炭块段2 端部磨平，按中-低-中的顺序粘合成一体，然后在其底部开一贯通的用于安 置阴极钢棒4的沟槽，再将阴极钢棒置于沟槽内，用导电糊料捣固压实，即 制成了本实用新型的组合型阴极。
实施例2 平面粘接组合型铝电解槽阴极
而如图2所示，同实施例1，在中电阻率阴极炭块段外，另加两块高电 阻率炭块段3，将各炭块段两端磨片后按高-中-低-中-高的顺序粘合成一体， 底部开槽，槽内安置阴极钢棒4，用导电糊料捣固压实即成。
实施例3 挤压粘接组合型铝电解槽阴极
如图3所示，在低电阻率阴极炭块段l、中电阻率阴极炭块段2、高电阻 率阴极炭块段3和特高电阻率炭块段7的底部开上沟槽，按特高-高-中-低-中-高-特高的次序套在阴极钢棒4上。用压力机从两侧向中心加压，使七块 炭块段挤压成一体，再将钢棒同炭块之间的缝隙用的导电糊料填实，即成本 实用新型的组合型阴极。
实施例4 榫卯拼接组合型铝电解槽阴极
如图4所示，在低电阻率阴极炭块段1两端开出卯槽6，再在中电阻率 阴极炭块段2的一端开出相应的榫头5，将它们按高-低-高的次序拼接为一 体。在上述拼接好的阴极炭块底部开出安置阴极钢棒4的沟槽，将钢棒置于 沟槽内，用导电糊料捣固填实，即成为本实用新型的组合阴极，
本实用新型的组合型铝电解槽阴极，其电流呈现均匀分布，有效地减小 铝液的水平流动，提高磁流体的稳定性，有利于电解槽的稳定运行。
权利要求1.一种组合型铝电解槽阴极，包括阴极炭块、金属棒和阴极糊料，其特征在于(1)阴极炭块由三段以上电阻率不同的炭块拼接而成；(2)从中央向两侧各段炭块的电阻率的大小依序递增。
2. 按权利要求1所述的组合型铝电解槽阴极，其特征在于所说的各段炭 块之间可釆用端面平面粘合；也可采用端头榫卯结构拼合。
专利摘要本实用新型提出了一种组合型铝电解槽阴极，包括阴极炭块、金属棒和阴极糊料，其特征在于(1)阴极炭块由三段以上电阻率不同的炭块拼接而成；(2)从中央向两侧各段炭块的电阻率的大小依序递增。本组合型铝电解槽阴极，可采用平面粘接方式制造；也可采用挤压粘接方式制造；还可以采用榫卯结构制造，由于其各段的电阻率大小不同，可以使阴极中的电流均匀分布，减小了槽内铝液的水平流动，提高了磁流体的稳定性，为降低槽电压降、节约能源创造有利条件，推广后可望取得相当可观的经济价值。
文档编号C25C3/00GK201162052SQ200820011400
公开日2008年12月10日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者刘敬雄, 吕定雄, 戚喜全, 王德全, 慧 董, 马绍先 申请人:东北大学设计研究院(有限公司)