一种均流节能的阴极钢棒结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铝电解槽阴极钢棒结构，尤其涉及一种均流节能的阴极钢棒结构。
【背景技术】
[0002]在传统的铝电解槽中，电流经阳极向下进入槽内，通过熔融电解质和铝液，到达阴极炭块，再经过炭块和由阴极糊或磷生铁连接而水平嵌入阴极炭块内的汇流钢棒从电解槽两侧出来，通过阴极母线进入下一台槽。在此结构下，由于电流总是会流经电阻最小的路径，使接近钢棒出电侧的三分之一负载了大部分的电流，导致铝液层中产生大量的水平电流，铝液层和阴极炭块电流分布不均，越靠近出电端电流密度越高。而铝液中较大的水平电流会在磁场的作用下产生电磁力，增加电解槽的不稳定性，降低电流效率，增加电耗；阴极炭块中的电流分布不均匀会导致炭块易被腐蚀，降低槽寿命。目前随着电解槽的大型化，电解槽宽度的增加，会导致更多的水平电流存在和阴极电流分布不均匀。虽然大型槽的磁场在不断地被优化，但水平电流的大量增加仍会制约大型槽的发展和铝工业技术的进步。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种均流节能的阴极钢棒结构，该钢棒结构能够降低铝液及阴极中的水平电流，使阴极电流均匀分布，提高电解槽稳定性，使电解槽可在低电压下高效稳定运行；同时降低炉底压降，实现节能降耗。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现:
[0005]一种均流节能的阴极钢棒结构，主要包括阴极炭块及嵌入在阴极炭块内的导电钢棒，所述导电钢棒的长度为1800-2200mm，宽度为90_120mm，高度为180_200mm，在导电钢棒的出电侧粘贴或刷涂有均流层。
[0006]进一步的，所述均流层由绝缘材料制成。
[0007]进一步的，所述导电钢棒的长度优选为2100mm，宽度优选为120mm，高度优选为198mm0
[0008]进一步的，所述导电钢棒的长度优选为1800mm，宽度优选为90mm，高度优选为200mmo
[0009]进一步的，所述均流层位于导电钢棒出电端的380mm处的两侧面及上表面。
[0010]进一步的，所述均流层为三角形或矩形。
[0011]本实用新型一种均流节能的阴极钢棒结构，将导电钢棒的尺寸限制在:长度为1800-2200mm,宽度为90_120mm，高度为180_200mm，同时在导电钢棒的出电侧粘贴或刷涂有均流层，在降低及均匀铝液和阴极中水平电流的同时，还可以实现水平电流降低幅度的调整，同时可以降低炉底压降，使电解槽可在低电压下高效稳定运行，可大幅度降低铝电解槽能耗，具有显著的节能效果，并且均匀阴极电流分布，可有效延长铝电解槽寿命。
【附图说明】
[0012]下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0013]图1是本实用新型一种均流节能的阴极钢棒结构实施例1的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型一种均流节能的阴极钢棒结构实施例2的结构示意图；
[0015]图3是图1、图2的俯视图。
[0016]图中:1-阴极炭块；2-导电钢棒；3-均流层。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]如图1、图3所示，本实用新型实施例所述的一种均流节能的阴极钢棒结构，一种均流节能的阴极钢棒结构，主要包括阴极炭块I及嵌入在阴极炭块I内的导电钢棒2，导电钢棒2的长度为2100mm，宽度120mm，高度为198mm，在导电钢棒2的出电侧刷涂有均流层3，均流层3位于导电钢棒2出电端的380_处的两侧面及上表面，两侧面的均流层为底乘以高为550mmX 198mm的三角形，均流层由绝缘材料制成，可以为抗高温绝缘涂漆，具体材质是刚玉粉，均流层3也可以采用粘接的方式粘接在导电钢棒2上，此时粘接的材料为抗高温陶瓷材料。
[0019]铝电解槽阴极电流密度=I (电流强度)/S (所有阴极钢棒的横截面积)，单位是A/cm2。理论上为了降低炉底压降，截面积越大越好，目前现有技术中铝电解槽阴极电流密度最优设计范围是:15~20A/cm2。
[0020]400kA铝电解槽有有104根导电钢棒，本实施例是将原有400kA铝电解槽进行改进，原有的400kA销电解槽导电钢棒的尺寸为2100mmX96mmX 180mm，计算出来阴极钢棒电流密度=400000A/9.6*18*104=22.25 A/cm2,显然不是最佳值。
[0021]而本实施例将其导电钢棒的尺寸调整为2100_X120_X198mm，计算出的阴极钢棒电流密度=400000A/12*19.8*104=16.18 A/cm2，符合目前设计的最佳值范围，有效的降低了炉底压降，而在导电钢棒2的出电侧刷涂均流层2，从而改变阴极电阻，迫使阴极电流按照人为的预定流过，以减少电解槽内水平电流的产生量，均匀阴极电流。本实施例相对于现有技术具有更优的效果。
[0022]实施例2
[0023]如图2、图3所示，本实施例与实施例1的实施方式基本相同，不同之处在于:本实施例是对现有的200kA铝电解槽导电钢棒的进行改进，改进后的导电钢棒2的长度为1800mm，宽度90mm，高度为200mm，在导电钢棒2的出电侧粘接有均流层3，均流层3位于导电钢棒2出电端的380mm处的两侧面及上表面，两侧面的均流层为长乘以宽200X500mm的矩形，均流层由绝缘材料制成，具体为抗高温陶瓷材料。
[0024]原有的200kA铝电解槽导电钢棒的尺寸为1800mmX65mmX 180mm，将其改进为1800mmX 90mmX 200mm,并粘接均流层，使得铝电解槽阴极电流密度符合最佳值要求，有效的降低了炉底压降，减少电解槽内水平电流的产生量，本实施例相对于现有技术具有更优的效果。
[0025]实施例3
[0026]本实施例与实施例2的实施方式基本相同，不同之处在于:本实施例是对现有的300kA铝电解槽导电钢棒的进行改进，改进后的导电钢棒2的长度为2000_，宽度110_，高度为180mm，本实施例相对于现有技术有效的降低了炉底压降，减少电解槽内水平电流的产生量，具有更优的效果。
[0027]实施例4
[0028]本实施例与实施例1的实施方式基本相同，不同之处在于:本实施例是对现有的500kA铝电解槽导电钢棒的进行改进，改进后的导电钢棒2的长度为2100_，宽度120_，高度为200mm，本实施例相对于现有技术有效的降低了炉底压降，减少电解槽内水平电流的产生量，具有更优的效果。
[0029]实施例5
[0030]本实施例与实施例1的实施方式基本相同，不同之处在于:本实施例是对现有的600kA铝电解槽导电钢棒的进行改进，改进后的导电钢棒2的长度为2200_，宽度120_，高度为200mm，本实施例相对于现有技术有效的降低了炉底压降，减少电解槽内水平电流的产生量，具有更优的效果。
[0031]本实用新型针对不同型号的铝电解槽对其导电钢棒的结构进行改进，具体为将导电钢棒加高和/或加宽，同时在导电钢棒出电侧相应位置粘接或刷涂均流层，使得本实用新型在降低及均匀铝液和阴极中水平电流的同时，还可以实现水平电流降低幅度的调整，可以降低炉底压降，使电解槽可在低电压下高效稳定运行，可大幅度降低铝电解槽能耗，具有显著的节能效果，并且均匀阴极电流分布，可有效延长铝电解槽寿命。
[0032]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种均流节能的阴极钢棒结构，主要包括阴极炭块及嵌入在阴极炭块内的导电钢棒，其特征在于:所述导电钢棒的长度为1800-2200mm，宽度为90_120mm，高度为180-200mm，在导电钢棒的出电侧粘贴或刷涂有均流层。
2.根据权利要求1所述的一种均流节能的阴极钢棒结构，其特征在于:所述均流层由绝缘材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种均流节能的阴极钢棒结构，其特征在于:所述导电钢棒的长度优选为2100mm，宽度优选为120mm，高度优选为198mm。
4.根据权利要求1所述的一种均流节能的阴极钢棒结构，其特征在于:所述导电钢棒的长度优选为1800mm，宽度优选为90mm，高度优选为200mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种均流节能的阴极钢棒结构，其特征在于:所述均流层位于导电钢棒出电端的380mm处的两侧面及上表面。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种均流节能的阴极钢棒结构，其特征在于:所述均流层为三角形或矩形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种均流节能的阴极钢棒结构，主要包括阴极炭块及嵌入在阴极炭块内的导电钢棒，所述导电钢棒的长度为1800-2200mm，宽度为90-120mm，高度为180-200mm，在导电钢棒的出电侧粘贴或刷涂有均流层，所述均流层由绝缘材料制成，所述均流层为三角形或矩形。本实用新型对导电钢棒的尺寸进行限制，同时在导电钢棒的出电侧粘贴或刷涂有均流层，降低及均匀铝液和阴极中水平电流的同时，还可以实现水平电流降低幅度的调整，同时可以降低炉底压降，使电解槽可在低电压下高效稳定运行，可大幅度降低铝电解槽能耗，具有显著的节能效果，并且均匀阴极电流分布，可有效延长铝电解槽寿命。
【IPC分类】C25C3-08
【公开号】CN204570057
【申请号】CN201520246280
【发明人】曾超林
【申请人】新疆生产建设兵团农八师天山铝业有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月22日