CN203855662U - 减小铝液水平电流的阴极结构 - Google Patents

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胡国静
刘宇
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Abstract

本实用新型提供了一种减小铝液水平电流的阴极结构，包括阴极炭块及嵌设固定于所述阴极炭块底部的阴极钢棒，所述阴极钢棒包括收容于所述阴极炭块内的主体部，所述主体部的左右两端分别朝所述主体部的中心方向凹陷形成收容部，所述收容部将所述主体部的左右两端分隔成左上端部、左下端部及右上端部、右下端部，所述左下端部与阴极炭块之间、所述右下端部与阴极炭块之间及所述收容部内均设有绝缘糊料，所述主体部的除左下端部、右下端部及收容部之外的其它部分与所述阴极炭块之间均设有导电糊料，所述导电糊料将所述阴极钢棒与所述阴极炭块固定相连。与相关技术相比，本实用新型有益效果在于，有效减小水平电流，电解槽磁流体稳定性较好，能耗较低。

Description

减小铝液水平电流的阴极结构
【技术领域】
本实用新型涉及铝电解槽技术领域，尤其涉及一种减小铝液水平电流的阴极结构。
【背景技术】
传统铝电解工艺自问世以来，一直都是生产金属铝的唯一的经济可行的方法。在工艺过程中，强直流电依次经过铝导杆、阳极、电解质、铝液、阴极结构和母线***。
相关技术的阴极结构包括阴极炭块、阴极钢棒及扎固糊，阴极钢棒包括嵌设于阴极炭块底部的主体部及自主体部两端分别延伸出阴极炭块外的两出电端，扎固糊置于阴极钢棒与阴极炭块之间用以固定阴极炭块与阴极钢棒。因为铝液的电阻小于阴极炭块的电阻，电流经过铝液时会在铝液中发生较大偏转，导致铝液中水平电流较大，而铝液中的水平电流会与磁场相互作用形成垂直方向的电磁力，导致铝液大幅度的上下波动，降低有效极距及电解槽磁流体的稳定性，同时，有效极距降低，铝液与阳极的间距减小，会造成阳极产生的CO2与铝液中铝的化学反应，造成铝的损失，从而要维持电解槽的正常稳定生产，必须保持相对合适的有效极距，因而在铝液波动幅度较大时，须提高电解槽的工作电压以维持合适的有效极距，而工作电压的提高又会带来大量能量的无用消耗，导致能耗较高，因此，相关技术的阴极结构存在水平电流较大，磁流体稳定性较差，能耗较高的不足。
因此，实有必要提供一种新的减小铝液水平电流的阴极结构来克服上述技术问题。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水平电流较小，磁流体稳定性较好，能耗较低的减小铝液水平电流的阴极结构。
本实用新型一种减小铝液水平电流的阴极结构，包括阴极炭块及嵌设固定于所述阴极炭块底部的阴极钢棒，所述阴极钢棒包括收容于所述阴极炭块内的主体部，所述主体部的左右两端分别朝所述主体部的中心方向凹陷形成收容部，所述收容部将所述主体部的左右两端分隔成左上端部、左下端部及右上端部、右下端部，所述阴极钢棒还包括由所述左下端部、右下端部分别朝远离所述阴极炭块的方向延伸的出电端；所述左下端部与阴极炭块之间、所述右下端部与阴极炭块之间及所述收容部内均设有绝缘糊料，所述主体部的除左下端部、右下端部及收容部之外的其它部分与所述阴极炭块之间均设有导电糊料，所述导电糊料将所述阴极钢棒与所述阴极炭块固定相连。
优选的，所述收容部的长度为所述主体部长度1/7～1/4。
优选的，所述收容部的高度为5mm～15mm。
优选的，所述收容部为方形。
优选的，所述收容部为三角形且所述左上端部与所述左下端部的夹角、所述右上端部与所述右下端部的夹角均为15°～30°。
优选的，所述绝缘糊料为SiC环氧树脂混合绝缘糊。
优选的，所述导电糊料为碳素导电糊。
与相关技术相比，本实用新型的有益效果在于，有效减小水平电流，电解槽磁流体稳定性较好，能耗较低。
【附图说明】
图1为本实用新型阴极钢棒立体示意图；
图2为本实用新型局部放大示意图；
图3为本实用新型阴极结构部分示意图；
图4为本实用新型阴极结构示意图；
图5为本实用新型又一实施例阴极结构部分示意图；
图6为本实用新型又一实施例阴极结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1-图4所示，本实用新型一种减小铝液水平电流的阴极结构包括阴极炭块1及嵌设固定于阴极炭块1内的阴极钢棒2。阴极钢棒2包括收容于阴极炭块1内的主体部21，该主体部21的左右两端分别朝所述主体部21的中心方向凹陷形成收容部212、212’，该收容部212、212’分别将主体部21左右两端分隔成左上端部211、左下端部213及右上端部211’、右下端部213’。阴极钢棒2还包括自左下端部213及右下端部213’分别朝远离阴极炭块1方向延伸的两出电端22。该收容部212、212’、左上端部211、左下端部213及右上端部211’、右下端部213’的长度均相等。左下端部213阴极炭块1之间、右下端部213’与阴极炭块1之间、收容部212、212’内均设有绝缘糊料4，主体部21的除前述左下端部213、右下端部213’、收容部212、212’之外的其它部分与所述阴极炭块1之间均设有导电糊料3，通过该导电糊料3将阴极钢棒2固定于阴极炭块1底部。
通过前述阴极结构的设计，阴极钢棒2左右两端的左下端部213与阴极炭块之间、右下端部213’与阴极炭块之间、收容部212、212’均设有绝缘糊料4，从而增加了阴极钢棒2左右两端的电阻，相对而言，阴极钢棒2中部的电阻较低，进而引导铝液中的电流向阴极碳块1中部集聚，最终实现铝液中水平电流的减小，电解槽磁流体的稳定性提高，电解槽能耗的降低。
本实施例中，收容部212、212’的长度为阴极钢棒2的主体部21的长度的1/7～1/4，高度为5mm～15mm，外形为方形，该左上端部211、右上端部211’的高度为20mm～50mm，该左下端部213、右下端部213’的高度为150mm～250mm，该绝缘糊料4为SiC环氧树脂混合绝缘糊，该导电糊料3为碳素导电糊。由此，可以更为有效地引导铝液中的电流向阴极碳块1中部集聚，进一步减小铝液中水平电流，提高电解槽磁流体的稳定性，降低电解槽的能耗。
如图5、图6所示，本实用新型的另一实施例与前述实施例的区别在于，阴极钢棒5左右两端的收容部51、52呈三角形且左上端部53与左下端部部54的夹角a、右上端部55与右下端部56的夹角a为15°～30°，该收容部51、52的最大高度为5mm～15mm，该角度的范围设置是根据收容部51、52的长度及阴极炭块6对左上端部53、右上端部55的压力而得出，在这个夹角a范围之外的左上端部53、右上端部55易受应力的影响而断裂，阴极钢棒5的左右两端呈梯形的绝缘糊料4设计，能有效的引导铝液中的电流朝阴极碳块6中部集聚，最终实现铝液中水平电流的减小，电解槽磁流体稳定性的提高，电解槽能耗的降低。
值得注意的是，本实用新型并未对收容部的形状进行限定，在不脱离本实用新型创造构思的前提下还可以变化为与前述方形、三角形类似的形状。
与相关技术相比，本实用新型的有益效果在于，有效减小水平电流，电解槽磁流体稳定性较好，能耗较低。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种减小铝液水平电流的阴极结构，包括阴极炭块及嵌设固定于所述阴极炭块底部的阴极钢棒，其特征在于：所述阴极钢棒包括收容于所述阴极炭块内的主体部，由所述主体部的左右两端分别朝所述主体部的中心方向凹陷形成的收容部，所述收容部将所述主体部的左右两端分隔成左上端部、左下端部及右上端部、右下端部；所述阴极钢棒还包括由所述左下端部、右下端部分别朝远离所述阴极炭块的方向延伸的出电端；所述左下端部与阴极炭块之间、所述右下端部与阴极炭块之间及所述收容部内均设有绝缘糊料，所述主体部的除左下端部、右下端部及收容部之外的其它部分与所述阴极炭块之间均设有导电糊料，所述导电糊料将所述阴极钢棒与所述阴极炭块固定相连。
2.根据权利要求1所述的减小铝液水平电流的阴极结构，其特征在于：所述收容部的长度为所述主体部长度1/7～1/4。
3.根据权利要求2所述的减小铝液水平电流的阴极结构，其特征在于：所述收容部的高度为5mm～15mm。
4.根据权利要求3所述的减小铝液水平电流的阴极结构，其特征在于：所述收容部为方形。
5.根据权利要求3所述的减小铝液水平电流的阴极结构，其特征在于：所述收容部为三角形且所述左上端部与所述左下端部的夹角、所述右上端部与所述右下端部的夹角均为15°～30°。
6.根据权利要求4或5所述的减小铝液水平电流的阴极结构，其特征在于：所述绝缘糊料为SiC环氧树脂混合绝缘糊。
7.根据权利要求6所述的减小铝液水平电流的阴极结构，其特征在于：所述导电糊料为碳素导电糊。
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CN107190280A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 中冶天工集团有限公司 黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法
CN110526714A (zh) * 2019-09-29 2019-12-03 中钢集团耐火材料有限公司 一种铝电解槽阴极用碳化硅捣打糊及其制备方法

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