專利名稱：陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)，特別是大型鋁電解槽的陰極炭塊 及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)。屬于鋁電解槽陰極鋼棒的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在鋁電解槽中，在陰極炭塊內(nèi)通過扎固陰極搗固糊或澆注磷鐵連接陰 極炭塊與陰極鋼棒，通過陰極鋼棒將電解槽的電流導出?，F(xiàn)有技術(shù)中通過 在陰極炭塊內(nèi)改變陰極鋼棒的截面及尺寸以改善鋁液內(nèi)及陰極炭塊內(nèi)的
電流分配。如貴陽鋁4美設(shè)計院專利號為200620200276.5、專利名稱為改善 鋁電解槽陰極電流密度的鋼棒結(jié)構(gòu)的專利，及專利號為200520200169.8、 發(fā)明名稱為鋁電解槽陰極鋼棒變截面尺寸結(jié)構(gòu)的專利，其實施方式為鋼棒 的中間為大截面段，鋼棒的兩端為小截面段，在大截面段與小截面段之間 設(shè)有斜坡式的變截面段。
由于上述措施都把陰極鋼棒的改變局限在陰極炭塊范圍之內(nèi)，鋼棒在 高溫下對陰極炭塊凹形槽兩壁的張力增大，受陰極炭塊高度及寬度的限 制，因此陰極鋼棒的截面改變范圍不大，4M偉最大限度地改善鋁液內(nèi)及陰 極炭塊內(nèi)的電流分配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種陰 極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，它能夠改善陰極電流分布和鋁液內(nèi) 電流，提高電解槽穩(wěn)定性，進而改善電能效率、提高電解槽陰極壽命。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的一種陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，包括電解槽陰 極炭塊、陰極搗固糊或磷鐵、導電鋼棒和防滲層；所述導電鋼棒位于陰極 炭塊及防滲層之間，陰極炭塊底部設(shè)有與導電鋼棒形狀吻合的鋼棒槽，在 鋼棒槽內(nèi)扎固陰極搗固糊或澆注磷鐵，所述導電鋼棒上設(shè)置有縫隙，所述 縫隙將導電鋼,局部分開為上、下不連通的兩個部分。所述導電鋼棒的外側(cè)為出電方向側(cè)，所述導電鋼棒的出電方向側(cè)設(shè)置 有縫隙，所述縫隙將導電鋼棒局部分開為上、下不連通的兩個部分。
所述導電鋼棒在陰極長度方向上為一根整體式鋼棒導出電流。或者， 所述導電鋼棒在陰極長度方向上以陰極中心分為兩根導電鋼棒導出電流， 兩根鋼棒頭之間有間距。
所述導電鋼棒上的縫隙從導電鋼棒中間向出電端開縫，縫隙最長到導 電鋼才奉的出電端頭。
所述縫隙為水平直線或斜線?？p隙的大小、方向在實施過程中根據(jù)鋁 電解槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)配置及電流分部情況進行選擇。
所述陰極炭塊為單塊陰極炭塊，所述單塊陰極炭塊橫斷面上布置有單 根陰極鋼棒?；蛘?，所述陰極炭塊為單塊陰極炭塊，所述單塊陰極炭塊橫 斷面上布置有多根陰極鋼棒。
所述導電鋼^f奉的截面形狀為矩形、圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形 或上述形狀的組合。導電鋼棒其截面大小在鋼棒長度方向上可以保持一 致，也可以按比例逐步變化，如增大或減小，還可以階梯形突變其截面大 小。
所述防滲層為防滲澆注材料，其作用是保護導電鋼棒免于電解質(zhì)的腐 蝕。防滲層的厚度不小于在陰極炭塊下面導電鋼棒的突出部分的高度。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明通過縫隙的大小、方向、 長短及鋼棒截面的變化可調(diào)節(jié)導電鋼棒內(nèi)上下兩部分的電流分布，進而調(diào) 節(jié)陰極炭塊及電解槽鋁液內(nèi)的電流分布，最終提高電解槽穩(wěn)定性，改善電 能效率和提高電解槽陰極壽命。
由于采用上述技術(shù)方案，可改善鋁液內(nèi)電流的水平分量，同時降低電 解槽陰極的電壓降。適用于高電流密度下的鋁電解槽生產(chǎn)。


圖l是陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是單根導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是多根導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是整段式導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是兩段式導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6-a是導電鋼棒縫隙為斜線的實施示意圖。 圖6-b是導電鋼棒縫隙為水平直線的實施示意圖。 圖6-c是在導電鋼棒中間切割一個縫隙的實施示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本 發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
如圖l所示，本發(fā)明一種陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，包 括電解槽陰極炭塊l、陰極搗固糊或磷鐵2、導電鋼棒3和防滲層4;所述 導電鋼棒位于陰極炭塊及防滲層之間，陰極炭塊底部設(shè)有與導電鋼棒形狀 吻合的鋼棒槽，在鋼棒槽內(nèi)扎固陰極搗固糊或澆注林鐵，導電鋼棒的外側(cè) 為出電方向側(cè)，所述導電鋼棒的出電方向側(cè)設(shè)置有縫隙5，所述縫隙將導 電鋼棒局部分開為上、下不連通的兩個部分。
如圖4所示r所述導電鋼棒在陰極長度方向上為一根整體式鋼棒導出
電流。或者，如圖5所示，所述導電鋼棒在陰極長度方向上以陰極中心分 為兩根導電鋼棒導出電流，兩根鋼棒頭之間有間距。
所述導電鋼棒上的縫隙從導電鋼棒中間向出電端開縫，縫隙最長到導 電鋼棒的出電端頭。
如圖6-a和圖6-b所示，所述縫隙為水平直線或^h線。也可以如圖6-c 所示，在導電鋼棒中間切割一個縫隙，導電鋼棒出電端仍保持一個整體方 式?？p隙的大小、方向在實施過程中根據(jù)鋁電解槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)配置及電流分 部情況進行選擇。
如圖2所示，所述陰極炭塊為單塊陰極炭塊，所述單塊陰極炭塊橫斷 面上布置有單根陰極鋼棒?；蛘撸鐖D3所示，所述陰極炭塊為單塊陰極 炭塊，所述單塊陰極炭塊橫斷面上布置有多根陰極鋼棒。
所述導電,才奉的截面形狀為矩形、圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形 或上述形狀的組合。導電鋼棒其截面大小在鋼棒長度方向上可以保持一致，也可以按比例逐步變化，如增大或減小，還可以階梯形突變其截面大 小。
所述防滲層為防滲澆注材料，其作用是保護導電鋼棒免于電解質(zhì)的腐 蝕。防滲層的厚度不小于在陰極炭塊下面導電鋼棒的突出部分的高度。
本發(fā)明通過縫隙的大小、方向、長短及鋼棒截面的變化可調(diào)節(jié)導電鋼 棒內(nèi)上下兩部分的電流分布，進而調(diào)節(jié)陰極炭塊及電解槽鋁液內(nèi)的電流分 布，最終提高電解槽穩(wěn)定性，改善電能效率和提高電解槽陰極壽命。由于 采用上述技術(shù)方案，可改善鋁液內(nèi)電流的水平分量，同時降低電解槽陰極 的電壓降。適用于高電流密度下的鋁電解槽生產(chǎn)。
以上所述,為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，包括電解槽陰極炭塊、陰極搗固糊或磷鐵、導電鋼棒和防滲層；其特征在于所述導電鋼棒位于陰極炭塊及防滲層之間，陰極炭塊底部設(shè)有與導電鋼棒形狀吻合的鋼棒槽，在鋼棒槽內(nèi)扎固陰極搗固糊或澆注磷鐵；所述導電鋼棒上設(shè)置有縫隙，所述縫隙將導電鋼棒局部分開為上、下不連通的兩個部分。
2、 如權(quán)利要求1所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述導電鋼棒的外側(cè)為出電方向側(cè)，所述導電鋼棒的出電方向 側(cè)設(shè)置有縫隙，所述縫隙將導電鋼棒局部分開為上、下不連通的兩個部分。
3、 如權(quán)利要求2所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述導電鋼棒在陰極長度方向上為 一才艮整體式鋼棒。
4、 如權(quán)利要求2所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述導電鋼棒在陰極長度方向上以陰極中心分為兩根導電鋼 棒，兩根鋼棒頭之間有間距。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述導電鋼棒上的縫隙從導電鋼棒中間向出電端開縫，縫隙 最長到導電鋼棒的出電端頭。
6、 如權(quán)利要求5所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述縫隙為水平直線或斜線。
7、 如權(quán)利要求6所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述陰極炭塊為單塊陰極炭塊，所述單塊陰極炭塊橫斷面上布 置有單根陰極鋼棒。
8、 如權(quán)利要求6所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述陰極炭塊為單塊陰極炭塊，所述單塊陰極炭塊橫斷面上布 置有多根陰極鋼棒。
9、 如權(quán)利要求7所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述導電鋼棒的截面形狀為矩形、圓形、半圓形、橢圓形、半 橢圓形或上述形狀的組合。
10、 如權(quán)利要求8所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述導電鋼棒的截面形狀為矩形、圓形、半圓形、橢圓形、半 橢圓形或上述形狀的組合。
11、 如權(quán)利要求10所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述導電鋼棒的截面大小在鋼棒長度方向上保持一致或按比 例逐步變化或呈階梯形突變。
12、 如權(quán)利要求1所述的陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述防滲層為防滲澆注材料，防滲層的厚度不小于在陰極炭塊 下面導電鋼棒的突出部分的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陰極炭塊及防滲層導電鋼棒的陰極結(jié)構(gòu)，包括電解槽陰極炭塊、陰極搗固糊或磷鐵、導電鋼棒和防滲層；所述導電鋼棒位于陰極炭塊及防滲層之間，陰極炭塊底部設(shè)有與導電鋼棒形狀吻合的鋼棒槽，在鋼棒槽內(nèi)扎固陰極搗固糊或澆注磷鐵，所述導電鋼棒上設(shè)置有縫隙，所述縫隙將導電鋼棒局部分開為上、下不連通的兩個部分。本發(fā)明通過縫隙的大小、方向、長短及鋼棒截面的變化可調(diào)節(jié)導電鋼棒內(nèi)上下兩部分的電流分布，進而調(diào)節(jié)陰極炭塊及電解槽鋁液內(nèi)的電流分布。本發(fā)明能夠改善陰極電流分布和鋁液內(nèi)電流，提高電解槽穩(wěn)定性，進而改善電能效率、提高電解槽陰極壽命。
文檔編號C25C3/08GK101440505SQ20081023936
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者堅 劉, 銘 劉, 劉風琴, 周東方, 孫康建, 溢 楊, 楊曉東, 耿培久, 鄒智勇, 俊 黃 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司;中鋁國際工程有限責任公司