专利名称：铝电解槽用新型阴极钢棒的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝电解领域。
现有铝电解槽中的阴极钢棒，是一条细长的方钢，水平通到槽外与阴极母线相连接。
随着铝电解槽向大容量发展，槽中铝液受电磁力影响，出现了铝液环流、隆起和波动加剧的趋势，其结果导致电流效率明显下降，电耗增高，槽体易破损。近年来，人们为了寻求电磁力合适的值和分布，在改善铝液中磁场的值和分布方面做了很多工作，如将电解槽纵向排列改为横向排列，改进进电方式等。这样虽然也可取得较好的结果，但是使母线配置复杂了。而母线配置的复杂化增加了母线用量，也给操作带来了不便。
本发明的目的，是通过改变阴极钢棒的结构，来调整铝电解槽中铝液内的电流分布，从而对任何类型或该类型中任何一种铝电解槽，在采用简单母线配置的情况下，得到铝液中电磁力合适的值和分布，达到降低铝液中的环流、波动和隆起，提高电流效率，降低电耗和延长槽体寿命的目的。
附图
给出了本发明的阴极钢棒的结构。图中，1为阳极碳块;2为炉邦;3为侧部碳块;4为铝液;5为扎糊;6为阴极碳块;7为上钢棒;8为外连接钢棒;9为内连接钢棒;10为下钢棒;11为耐火层;12为保温层;13为槽壳。OO′线在预焙槽中为阳极碳块长方向上的对称轴线，在自焙槽中为1/2阳极宽度的对称轴线(即在自焙槽中，OO′轴线距槽几何中心线的距离为1/4阳极的宽度)。L在预焙槽中为预焙阳极碳块的长度，在自焙槽中为1/2阳极的宽度。本发明的阴极钢棒由上钢棒、下钢棒、内连接钢棒和外连接钢棒构成。上下钢棒和内外连接钢棒通过焊接或其他方法结合为一整体，并且内连接钢棒位于下钢棒的内端部，下钢棒水平通到槽外与阴极母线连接。上下钢棒的材型可采用方钢，内外连接钢棒的材型可采用钢板、方钢或其它形状的导体。附图中，L1和L2分别为上钢棒内端部和外端部到OO′轴线的距离;L3和L4分别为内外连接钢棒中心到OO′轴线的距离;L5和L6分别为内外连接钢棒的长度;H为下钢棒的高度;H1为上钢棒的高度;H2为连接钢棒的高度。
采用本发明的阴极钢棒，按下列等式分别选取L1、L2、L3、L4、L5、L6的值，即可实现发明目的。
L1＝a1L……(1) L2＝a2L……(2)L3＝a3L……(3) L4＝a4L……(4)L5＝a5L……(5) L6＝a6L……(6)上列等式中的系数，其中a1和a2的取值范围为0.3～0.7;a3和a4的取值范围为0.1～0.5;a5和a6的取值范围为0.2～2。对于具体的阴极钢棒，a1至a6的值的确定，需根据具体电解槽的磁场分布情况和对电磁力分布的要求，借助计算机和做模拟试验来确定。
下钢棒的高度H的取值范围为60～250毫米，上钢棒的高度H1的取值范围为0～120毫米;连接钢棒的高度H2的取值范围为0～100毫米。H、H1、H2最好在取值范围内尽量向下限取值。只要选取的H、H1、H2的值合适，阴极钢棒的用材量基本不会增加。这样，槽底压降虽会略有增加，但这些都可从电解槽母线用量的减少，电流效率和槽体寿命的提高等方面得到充分的补尝。
本发明的阴极钢棒通过选取合适的a1至a6的值，就可适用于各种类型的铝电解槽。在采用本发明阴极钢棒的情况下，铝液中水平电流最大仅达垂直电流的0.5倍左右，并且水平电流较大的区域可移向槽中心。由于该区域的磁场强度和梯度较小，就使得电磁力的梯度和强度降低，磁场力的分布趋于合理。这样就可以在不改变原槽的磁场和其他参数的情况下得到合理的电磁力的分布。
权利要求
1.一种铝电解槽用新型阴极钢棒，其特征在于由上钢棒、下钢棒、内连接钢棒和外连接钢棒构成。上钢棒与下钢棒相互平行由内外连接钢棒通过焊接或其他方法结合为一整体，并且内连接钢棒位于下钢棒的内端部。下钢棒水平通到槽外与阴极母线连接。
2.如权利要求1所述的铝电解槽用新型阴极钢棒，其特征在于阴极钢棒的结构参数，上钢棒内外端部、内外连接钢棒中心到OO′轴线的距离L1、L2、L3、L4及内外连接钢棒的长度L5、L6由下列等式求出L1＝a1L……(1) L2＝a2L……(2)L3＝a3L……(3) L4＝a4L……(4)L5＝a5L……(5) L6＝a6L……(6)系数a1和a2取值范围为0.3～0.7，a3和a4取值范围为0.1～0.5，a5和a6取值范围为0.2～2。a1至a6的确定值可根据具体电解槽的磁场分布情况和对电磁力分布的要求，借助计算机和做模拟试验来确定。下钢棒高度H取值范围60～250毫米;上钢棒高度H1取值范围0～120毫米;连接钢棒高度H2取值范围0～100毫米。H、H1、H2最好在取值范围内尽量自下限取值。
全文摘要
一种新型的铝电解槽阴极钢棒，根据电解槽的磁场分布情况确定阴极钢棒的结构参数，以获得合理的电磁力分布，从而达到降低铝液中环流、波动和隆起，提高电流效率，降低电耗，延长槽体寿命的目的。
文档编号C25C3/08GK1032682SQ8810677
公开日1989年5月3日 申请日期1988年9月13日 优先权日1988年9月13日
发明者张祖明 申请人:郑州轻金属研究所