一种端面出电铝电解槽的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解槽，具体涉及一种使铝电解槽在该电解槽与下游槽相邻的一端出电的阴极结构。
【背景技术】
[0002]现有铝电解槽的电流流向如下:电流经上台槽槽周母线流向本槽立柱母线后，经立柱母线流经大母线和平衡母线，后经大母线流经阳极，然后流经电解质和铝液，再流至阴极，最后由阴极流经槽周母线至下台槽。
[0003]而在阴极炭块构造如下:每组阴极由以下三部分组成:一块阴极炭块、阴极钢棒两根或四根、连接阴极炭块和阴极钢棒用的糊料。电流流经阴极炭块后，经糊料流经阴极钢棒，每组阴极的阴极钢棒在电解槽的侧面连接槽周母线。
[0004]这种阴极组装方式有以下几个方面的不足:
(I)、槽周母线需求量过大，投资成本非常高。由于每组阴极的电流均经阴极钢棒流经电解槽的两侧，再流向下台槽，使得电解槽的两侧需配置大量的槽周母线。据统计，一台400kA级的电解槽槽周母线耗量在30吨以上，而一个年产能30万吨的系列约288台槽，则系列槽周母线量将在12000吨以上，按15000元/吨铝的价格考虑，则该部分投资将在1.8亿元以上。
[0005](2)、由于电解槽周围配置大量的槽周母线，使得槽间距较大，增加了占地面积。
[0006](3)、从理论上来讲，电解槽的不稳定是由铝液中的水平电流和垂直磁场作用产生的电磁力引起的，由于从电解槽的侧面出电，使得电解槽的水平电流非常大，不利于电解槽的稳定。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于:提供一种端面出电铝电解槽，以解决现有铝电解槽由于都是从侧面出电，需配置大量的槽周母线将电解槽的侧面出电端经过电解槽的出电端与下游槽的进电端连通，极大地提高了投资成本，也使得槽间距较大，增加占地面积，同时，侧面出电使得水平电流非常大，不利于电解槽稳定的问题。
[0008]本发明的方案如下:一种端面出电铝电解槽，包括阴极炭块和阴极棒，阴极炭块上开设有棒槽，棒槽内沿其长度方向设置有阴极棒，阴极炭快设置在电解槽的槽壳内，棒槽贯通电解槽出电端处的槽壳。
[0009]棒槽的开槽方向与电解槽的侧面相平行。
[0010]阴极棒与棒槽之间填充有糊料。
[0011]阴极棒为钢棒或铜棒。
[0012]所述每个棒槽内沿其长度方向至少依次设置有两段阴极棒。
[0013]每个电解槽上开设有I至4个棒槽。
[0014]本发明与现有技术相比，主要优点是使棒槽贯通电解槽出电端处的槽壳，使得电解槽直接从端面出电，无需在电解槽的侧面配置大量的槽周母线，只需在出电端配置少量母线将阴极棒与下游槽相连即可，大大降低了投资成本；也使得槽间距得以减小，以420kA电解槽为例，目前420kA电解槽槽间距一般为6600mm，而采用本发明的结构后，槽间距可以由6600mm降低至5500mm，而每个电解厂房配置有上百台电解槽，从而使得电解厂房总长度可以减短至少近百米；同时，端面出电的结构配置使得电解槽水平电流较小，使电解更加稳定。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的横向(与电解槽端面相平行方向)剖视图；
图2为铝电解槽纵向(与电解槽侧面相平行方向)局部剖视图。
【具体实施方式】
[0016]参照图1和图2，所述一种端面出电铝电解槽，包括阴极炭块I和阴极棒2，阴极炭块I上开设有棒槽11，棒槽11内沿其长度方向设置有阴极棒2，阴极炭快I设置在电解槽的槽壳4内，棒槽11贯通电解槽出电端处的槽壳4，使得电解槽可以直接从出电端出电，无需从侧面出电并配置大量槽侧母线。棒槽11的开槽方向与该棒槽11所在电解槽的侧面相平行，在阴极棒2与棒槽11之间填充有糊料3，糊料3主要起固定和导电作用，阴极棒I可以是钢棒或铜棒，推荐在小槽型时用钢棒，在大槽型时用铜棒。阴极棒的数量和截面尺寸视电流密度而定，另外还要考虑吊运和安装制作方便。为了防止阴极棒在受热时膨胀，而引起阴极炭块破裂，在每个棒槽11内沿其长度方向至少依次设置有两段阴极棒2 (两段式阴极棒)，防止仅采用整体的一根阴极棒2受热后膨胀断裂。每个电解槽上开设有I至4个棒槽11，开槽数量取决于阴极棒的材质和电流密度，使得电解效果最佳。
[0017]收效实例:一个年产能30万吨的系列槽周母线耗量将在12000吨以上，按15000元/吨铝的价格考虑，则该部分投资将在1.8亿元以上，而按照本发明所述阴极结构配置电解槽，30万吨的系列槽周母线耗量仅需8000吨左右，母线按同样价格计算，可节约投资0.6亿元。目前420kA电解槽槽间距一般为6600mm，而采用本项专利技术以后，槽间距可以由6600mm降低至5500mm,电解厂房总长度可以减短150m ；
同时，现有电解槽从侧面出电，因此电解槽的水平电流非常大，不利于电解槽的稳定。采用该项技术以后，由于电流从电解槽的出电端直接出电，无需从电解槽侧面出电并通过大流槽侧母线与下游槽连通，因此可以大幅度降低电解槽短轴方向的水平电流(短轴方向是指电解槽的宽度方向，短轴方向的水平电流主要是由侧面出电产生)，采用侧面出电和该项技术(端面出电)后，短轴方向水平电流分别为2721A/m2和300 A/m2,因此电解槽的稳定性将大幅度提闻。
【主权项】
1.一种端面出电铝电解槽，包括阴极炭块(I)和阴极棒(2)，阴极炭块(I)上开设有棒槽(11)，棒槽(11)内沿其长度方向设置有阴极棒(2)，阴极炭快(I)设置在电解槽的槽壳(4)内，其特征在于:棒槽(11)贯通电解槽出电端处的槽壳(4)。
2.根据权利要求1所述一种端面出电铝电解槽，其特征在于:棒槽(11)的开槽方向与电解槽的侧面相平行。
3.根据权利要求1所述一种端面出电铝电解槽，其特征在于:阴极棒(2)与棒槽(11)之间填充有糊料(3)。
4.根据权利要求3所述一种端面出电铝电解槽，其特征在于:阴极棒(2)为钢棒或铜棒。
5.根据权利要求1所述一种端面出电铝电解槽，其特征在于:所述每个棒槽(11)内沿其长度方向至少依次设置有两段阴极棒(2 )。
6.根据权利要求1所述一种端面出电铝电解槽，其特征在于:每个电解槽上开设有I至4个棒槽(11)。
【专利摘要】一种端面出电铝电解槽，以解决现有铝电解槽由于都是从侧面出电，需配置大量的槽周母线，极大地提高了投资成本，也使得槽间距较大，增加占地面积，同时，侧面出电使得水平电流非常大，不利于电解槽稳定的问题包括阴极炭块和阴极棒，阴极炭块上开设有棒槽，棒槽内沿其长度方向设置有阴极棒，棒槽贯通电解槽出电端处的槽壳。本发明用于金属铝的工业生产。
【IPC分类】C25C3-08
【公开号】CN104775134
【申请号】CN201410017475
【发明人】刘正
【申请人】贵阳铝镁设计研究院有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月15日