專利名稱：一種鋁電解槽的陰極配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的陰極配置方法，具體來說是一種高低陰極的配置方 法，屬于鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解槽設(shè)計(jì)和操作技術(shù)水平的提高，國際國內(nèi)新設(shè)計(jì)和建設(shè)的鋁電解槽日 益向大型化的方向發(fā)展。系列電流不可避免的會增加到550kA 700kA甚至以上。近年 來，我國的鋁電解技術(shù)也得到了長足的進(jìn)展，在電解槽容量上已能達(dá)到甚至超過國際先進(jìn) 水平。但在節(jié)能降耗方面與世界先進(jìn)水平卻仍存在著較大的差距。目前，國內(nèi)各鋁廠的直 流電耗徘徊在13200 ？ 3500kffh/T. Al左右，甚至有的接近14000kWh/T. Al，有相當(dāng)大的潛力 可挖掘。特別是在目前國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)環(huán)境極為嚴(yán)峻的情況下，對節(jié)能的要求就更加的急迫。近來有許多專利開始采用在陰極表面增加突臺或阻流塊的方式以達(dá)到改善流速、 降低鋁液電解質(zhì)界面、減小極距、節(jié)能降耗的目的。但這些方式大多需要增加高昂的一次投 資。也有部分專利采用高低陰極布置方式，但這些布置方式僅簡單的將高低陰極排列在一 起，未對陰極形狀進(jìn)行處理，從計(jì)算機(jī)分析結(jié)果及實(shí)際生產(chǎn)情況來看，節(jié)能效果并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要有解決的技術(shù)問題是提供一種鋁電解槽的陰極配置方法，它采用陰極高 低交錯配置，同時在高陰極頂面兩端倒角或用極間糊扎出斜角的方式，能大大的節(jié)省投資 成本，并提高節(jié)能效果，使鋁電解槽獲得良好的穩(wěn)定性，以達(dá)到節(jié)能、降耗的效果，從而克服 現(xiàn)有技術(shù)的不足。為了解決上述問題，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的 陰極炭塊和陰極碳棒，陰極炭塊由高度不相同的高陰極塊和低陰極塊交錯排列而成；高陰極塊和低陰極塊的底部高度相同，不同厚度的陰極炭塊中陰極鋼棒的出線位 置相同；高陰極塊頂面應(yīng)倒角或用陰極炭間糊在高陰極塊頂部兩側(cè)扎出倒角，倒角是斜 角、圓角或其他形狀的倒角，以提高阻流效果，倒角的深度不大于高、低陰極間的高差。高陰極塊和低陰極塊的高度差為50 200mm。高陰極塊頂部長度中間位置沿短邊方向開溝，溝深不大于高低陰極間的高差，溝 寬100 500mm以便于鋁液流動。高陰極塊和低陰極塊通過扎糊連接。制作高陰極塊和低陰極塊的材料為無煙煤炭塊、半石墨質(zhì)炭塊或半石墨化或石墨 化炭塊。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明對現(xiàn)有的陰極炭塊并不做大的加工，僅將陰極炭塊按高 度不相同交錯配列而成，并且僅對高陰極炭塊進(jìn)行局部倒角和挖溝。這樣的設(shè)置目的是為 了克服現(xiàn)有陰極炭塊產(chǎn)生的渦旋，降低鋁液電解質(zhì)界面的高度。通過計(jì)算分析、及現(xiàn)場試驗(yàn)，在高陰極上倒角(或用極間糊扎出倒角)的阻流效果，遠(yuǎn)好于不倒角的情況。制作高、 低陰極塊的材料為無煙煤炭塊、半石墨質(zhì)炭塊或半石墨化或石墨化炭塊，上述制作材料均 為制作現(xiàn)有陰極炭塊的材料，并不需其它特殊材料，因此本發(fā)明不會另增加太多資金。同時 本發(fā)明還具有對電解槽改動少、節(jié)能效果好等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、推廣價值和實(shí)用 價值。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；；圖2為圖1的Y向視圖；圖3為圖1的X向視圖；圖4為本發(fā)明的高陰極塊1采用圓弧形倒角時的示意圖；圖5為本發(fā)明的采用碳間糊扎固形成斜倒角方式的示意圖；圖6為本發(fā)明的高陰極塊頂部兩側(cè)倒角加碳間糊扎固方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 如圖1所示，陰極炭塊包括高陰極塊1和低陰極塊2，陰極炭塊設(shè)置在鋁 電解槽的底部，在陰極炭塊底部設(shè)有陰極鋼棒3，鋁電解槽陰極由厚度不同的高陰極塊1和 低陰極塊2交錯排列而成，高陰極塊1和低陰極塊2通過扎糊4粘接。高陰極塊1和低陰 極塊2的底部位于同一標(biāo)高，不同厚度的陰極炭塊中陰極鋼棒3的出線位置位于同一標(biāo)高， (如圖1)；這樣交錯排列后鋁電解槽陰極側(cè)視圖就如圖2和圖3所示。這里制作高陰極塊 1和低陰極塊2的材料可為無煙煤炭塊、半石墨質(zhì)炭塊或半石墨化或石墨化炭塊，上述制作 材料均為制作現(xiàn)有陰極炭塊的材料，并不需其它特殊材料，因此不會增加太多成本?？紤]阻 流效果及制造難度，高陰極塊1和低陰極塊2的高度差要求為50 150mm ；高陰極塊長度 方向的中間位置橫向開有100 500mm寬的矩形溝5，溝深不大于高低陰極間的高差，開這 一溝的目的是為了生產(chǎn)時鋁液的正常流動。為了達(dá)到很好的破壞鋁液流場，增加鋁電解槽 的穩(wěn)定性的目的，以便節(jié)省電能的目的，要求在高陰極塊的頂部兩側(cè)倒角，這一倒角可以是 圓角(如圖3)。這里需要說明的是，上述各圖僅示出了在高陰極高出低陰極的兩側(cè)形成倒 角的部分形式和方法，本發(fā)明并不僅限于這幾種形成倒角的方式。實(shí)施例1 如圖1所示，陰極炭塊包括高陰極塊1和低陰極塊2，陰極炭塊設(shè)置在鋁 電解槽的底部，在陰極炭塊底部設(shè)有陰極鋼棒3，鋁電解槽陰極由厚度不同的高陰極塊1和 低陰極塊2交錯排列而成，高陰極塊1和低陰極塊2通過扎糊4粘接。高陰極塊1和低陰 極塊2的底部位于同一標(biāo)高，不同厚度的陰極炭塊中陰極鋼棒3的出線位置位于同一標(biāo)高， (如圖1)；這樣交錯排列后鋁電解槽陰極側(cè)視圖就如圖2和圖3所示。這里制作高陰極塊 1和低陰極塊2的材料可為無煙煤炭塊、半石墨質(zhì)炭塊或半石墨化或石墨化炭塊，上述制作 材料均為制作現(xiàn)有陰極炭塊的材料，并不需其它特殊材料，因此不會增加太多成本。考慮阻 流效果及制造難度，高陰極塊1和低陰極塊2的高度差要求為50 150mm ；高陰極塊長度 方向的中間位置橫向開有100 500mm寬的矩形溝5，夠深不大于高低陰極間的高差，開這 一溝的目的是為了生產(chǎn)時鋁液的正常流動。為了達(dá)到很好的破壞鋁液流場，增加鋁電解槽 的穩(wěn)定性的目的，以便節(jié)省電能的目的，要求在高陰極塊的頂部兩側(cè)倒角，這一倒角可以是斜角(如圖2)這里需要說明的是，上述各圖僅示出了在高陰極高出低陰極的兩側(cè)形成倒角 的部分形式和方法，本發(fā)明并不僅限于這幾種形成倒角的方式。實(shí)施例3 如圖1所示，陰極炭塊包括高陰極塊1和低陰極塊2，陰極炭塊設(shè)置在鋁 電解槽的底部，在陰極炭塊底部設(shè)有陰極鋼棒3，鋁電解槽陰極由厚度不同的高陰極塊1和 低陰極塊2交錯排列而成，高陰極塊1和低陰極塊2通過扎糊4粘接。高陰極塊1和低陰 極塊2的底部位于同一標(biāo)高，不同厚度的陰極炭塊中陰極鋼棒3的出線位置位于同一標(biāo)高， (如圖1)；這樣交錯排列后鋁電解槽陰極側(cè)視圖就如圖2和圖3所示。這里制作高陰極塊 1和低陰極塊2的材料可為無煙煤炭塊、半石墨質(zhì)炭塊或半石墨化或石墨化炭塊，上述制作 材料均為制作現(xiàn)有陰極炭塊的材料，并不需其它特殊材料，因此不會增加太多成本?？紤]阻 流效果及制造難度，高陰極塊1和低陰極塊2的高度差要求為50 150mm ；高陰極塊長度方向的中間位置橫向開有100 500mm寬的矩 形溝5，夠深不大于高低陰極間的高差，開這一溝的目的是為了生產(chǎn)時鋁液的正常流動。為 了達(dá)到很好的破壞鋁液流場，增加鋁電解槽的穩(wěn)定性的目的，以便節(jié)省電能的目的，要求在 高陰極塊的頂部兩側(cè)倒角，這一倒角可以是碳間糊扎成的角(如圖4)或陰極倒角+碳間糊 扎制結(jié)合的方式(如圖5)。這里需要說明的是，上述各圖僅示出了在高陰極高出低陰極的 兩側(cè)形成倒角的部分形式和方法，本發(fā)明并不僅限于這幾種形成倒角的方式。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽的陰極配置方法，它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極炭塊和陰極鋼棒 (3)，其特征在于鋁電解槽陰極由高陰極塊(1)和低陰極塊( 交錯配置而成。
2.根據(jù)要求1所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于高陰極塊(1)和低陰極 塊O)的底面設(shè)置在同一水平高度上，陰極鋼棒(3)的出線位置相同。
3.根據(jù)要求1所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于高陰極塊(1)和低陰極 塊O)的高度差為50 200mm。
4.根據(jù)要求1所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于高陰極塊(1)頂面應(yīng)倒 角或用陰極炭間糊在高陰極塊(1)頂部兩側(cè)扎出倒角或上述二者的結(jié)合。
5.根據(jù)要求4所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于倒角是斜角、圓角或其他 形狀的倒角。
6.根據(jù)要求1所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于高陰極塊(1)頂部長度 中間位置沿短邊方向開溝(5)。
7.根據(jù)要求6所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于溝(5)深不大于高低陰 極塊間的高差，溝(5)寬100 500mm。
8.根據(jù)要求1所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于高陰極塊(1)和低陰極 塊⑵通過扎糊⑷連接。
9.根據(jù)要求1所述的鋁電解槽的陰極配置方法，其特征在于制作高陰極塊(1)和低 陰極塊O)的材料為無煙煤炭塊、半石墨質(zhì)炭塊或半石墨化或石墨化炭塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽的節(jié)能型高低陰極配置方法，它包括設(shè)置在鋁電解槽底部的陰極炭塊和陰極碳棒(3)，陰極炭塊由厚度均不相同的高陰極塊(1)和低陰極塊(2)交錯排列而成。高陰極塊(1)高出低陰極塊(2)的部分兩側(cè)須加工出斜角或弧形角度，以便能獲得好的阻流效果。本發(fā)明能較好的提高鋁電解槽內(nèi)鋁液-電解質(zhì)界面的穩(wěn)定性，使正常生產(chǎn)時極距可有效的降低，獲得較低的電解槽工作電壓，從而達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
文檔編號C25C3/08GK102115895SQ200910312839
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者楊溢, 陳才榮 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院