專利名稱：降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件，屬于電解槽中陰極碳?jí)K與陰極鋼棒之間的連接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解技術(shù)的飛速發(fā)展，大型鋁電解槽與特大型鋁電解槽在鋁電解工程中被普遍采用。鋁電解槽的容量越大，電解槽的穩(wěn)定性越關(guān)鍵。以往的設(shè)計(jì)中，只重視電解槽磁場(chǎng)和熱場(chǎng)的設(shè)計(jì)，而忽略了電解槽水平電流的設(shè)計(jì)，隨著鋁電解槽的容量增大會(huì)導(dǎo)致大型鋁電解的穩(wěn)定性變差，不利于電解槽的正常生產(chǎn)。目前鋁電解槽陰極碳?jí)K的組裝結(jié)構(gòu)形式通常是這樣的，陰極碳?jí)K上開(kāi)有槽口，陰極鋼棒插在槽口內(nèi)，在槽口與陰極鋼棒之間的間隙內(nèi)填充有導(dǎo)電材料，扎固連接或澆鑄連接以保證電流的傳導(dǎo)。但這種均勻的連接方式使電解槽在陽(yáng)極縱向方向看，靠近電解槽中心線端的電阻比靠近大面加工面端的電阻要大得多，而電解槽在這部分的電流走向?yàn)椤瓣?yáng)極一電解液層一鋁液層一陰極炭塊一粘接料一陰極鋼棒”，由于在陽(yáng)極縱向方向各段到陰極鋼棒出口的電阻不一致，因此這種陰極與鋼棒的連接結(jié)構(gòu)將會(huì)使電解槽內(nèi)鋁液層中產(chǎn)生較大的水平電流。眾所周知，電解槽內(nèi)水平電流分量受到磁場(chǎng)垂直分量的作用而發(fā)生“磁力效應(yīng)”，勢(shì)必會(huì)使鋁液產(chǎn)生較大的隆起與波動(dòng)，從而使電解槽的穩(wěn)定性變差，最終不利于電解槽正常生產(chǎn)，特別在大型或特大型電解槽上，由于陰極加長(zhǎng)，陰極炭塊采用電阻較小的材質(zhì)，這種現(xiàn)象更為突出。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件， 以減少鋁液的隆起與波動(dòng)，從而使電解槽能夠穩(wěn)定生產(chǎn)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的技術(shù)方案本實(shí)用新型的降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件，包括陰極碳?jí)K和陰極鋼棒，陰極碳?jí)K上設(shè)有槽口，陰極鋼棒位于槽口中，槽口的截面大于陰極鋼棒的截面，在陰極鋼棒與槽口的間隙中填充有粘接料，所述粘接料包括導(dǎo)電粘接料和絕緣粘接料；導(dǎo)電粘接料位于中部槽口的間隙內(nèi)，絕緣粘接料位于兩端部槽口的間隙內(nèi)。前述的陰極碳?jí)K組件中，所述絕緣粘接料與陰極碳?jí)K的接觸面積越靠近端部越大。前述的陰極碳?jí)K組件中，所述導(dǎo)電粘接料與陰極碳?jí)K的接觸面積越靠近端部越 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型增加電流分布較密位置的電阻，從而強(qiáng)行使電流向分布稀疏的位置靠攏，從而使電流分布盡可能均勻，有利于降低陰極碳?jí)K的水平電流，最終使電磁力減弱，降低鋁液的隆起波動(dòng)，穩(wěn)定了生產(chǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的陰極碳?jí)K組件。附圖中的標(biāo)記為1-陰極碳?jí)K，2-陰極鋼棒，3-槽口，4-導(dǎo)電粘接料，5-絕緣粘接料。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。本實(shí)用新型的實(shí)施例本實(shí)用新型是按以下降低電解槽鋁液層水平電流的方法構(gòu)成的，本實(shí)用新型所采用的方法是通過(guò)改變陰極碳?jí)K與陰極鋼棒之間的縱向連接電阻，來(lái)平衡陰極碳?jí)K與陰極鋼棒之間的縱向分布電流，使陰極碳?jí)K與陰極鋼棒縱向各連接點(diǎn)的分布電流盡可能趨于均勻，以降低鋁液層的水平電流。所述改變陰極碳?jí)K與陰極鋼棒之間的縱向連接電阻，是沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向采用不同導(dǎo)電性能的粘接料進(jìn)行粘接實(shí)現(xiàn)的。所述沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向采用不同導(dǎo)電性能的粘接料進(jìn)行粘接，是在沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向電流分布比較密集的位置采用絕緣性能較好的粘接料進(jìn)行粘接；在沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向電流分布比較稀疏的位置采用導(dǎo)電較好的粘接料進(jìn)行粘接。 所述絕緣性能較好的粘接料是高強(qiáng)澆注料或陶瓷纖維棉。所述導(dǎo)電較好的粘接料是鋼棒糊或磷生鐵。所述改變陰極碳?jí)K與陰極鋼棒之間的縱向連接電阻，是沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向改變導(dǎo)電面積實(shí)現(xiàn)的。所述沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向改變導(dǎo)電面積，是在沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向電流分布比較密集的位置減小導(dǎo)電面積；在沿陰極碳?jí)K與陰極鋼棒的縱向電流分布比較稀疏的位置增加導(dǎo)電面積。按照上述方法構(gòu)成的本實(shí)用新型的一種降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示，該陰極碳?jí)K組件包括陰極碳?jí)K1和陰極鋼棒2，陰極碳?jí)K上設(shè)有槽口 3，陰極鋼棒2位于槽口 3中，槽口 3的截面大于陰極鋼棒2的截面，在陰極鋼棒2與槽口 3的間隙中填充有粘接料；所述粘接料包括導(dǎo)電粘接料4和絕緣粘接料5 ； 導(dǎo)電粘接料4位于中部槽口 3的間隙內(nèi)，絕緣粘接料5位于兩端部槽口 3的間隙內(nèi)。所述絕緣粘接料5與陰極碳?jí)K1的接觸面積越靠近端部越大。所述導(dǎo)電粘接料4與陰極碳?jí)K1 的接觸面積越靠近端部越小。本實(shí)用新型是對(duì)傳統(tǒng)的陰極碳?jí)K組件形式進(jìn)行了改進(jìn)，在電流分布比較密集的位置采用絕緣性能較好的材料進(jìn)行粘接，電流分布比較稀疏的位置采用傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料進(jìn)行粘接，其目的在于增加端部的電阻，從而強(qiáng)行使電流向中間靠攏，從而使電流分布盡可能均勻，有利的降低了陰極碳?jí)K的水平電流(計(jì)算得出改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)形式的水平電流降低了約 60%)，最終使電磁力減弱，鋁液的隆起波動(dòng)被降低，穩(wěn)定了生產(chǎn)。本實(shí)用新型可以用在不同容量的電解槽上作為降低鋁電解槽陰極碳?jí)K水平電流的陰極碳?jí)K組件形式，本實(shí)用新型中陰極碳?jí)K1、陰極鋼棒2、導(dǎo)電粘接料4、絕緣粘接料5的結(jié)構(gòu)形式、外形尺寸及材料屬性均可根據(jù)實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，采用導(dǎo)電粘接料4配合絕緣粘接料5使用來(lái)達(dá)到均勻分配電阻的目的，構(gòu)成的陰極碳?jí)K組件形式均屬于本專利權(quán)限范圍。
權(quán)利要求1.一種降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件，包括陰極碳?jí)K(1)和陰極鋼棒 (2)，陰極碳?jí)K上設(shè)有槽口(3)，陰極鋼棒(2)位于槽口(3)中，槽口(3)的截面大于陰極鋼棒 (2)的截面，在陰極鋼棒(2)與槽口(3)的間隙中填充有粘接料，其特征在于所述粘接料包括導(dǎo)電粘接料(4 )和絕緣粘接料(5 )；導(dǎo)電粘接料(4 )位于中部槽口( 3 )的間隙內(nèi)，絕緣粘接料(5 )位于兩端部槽口( 3 )的間隙內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件，其特征在于所述絕緣粘接料(5)與陰極碳?jí)K(1)的接觸面積越靠近端部越大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件，其特征在于所述導(dǎo)電粘接料(4)與陰極碳?jí)K(1)的接觸面積越靠近端部越小。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種降低電解槽鋁液層水平電流的陰極碳?jí)K組件，包括陰極碳?jí)K和陰極鋼棒，陰極碳?jí)K上設(shè)有槽口，陰極鋼棒位于槽口中，槽口的截面大于陰極鋼棒的截面，在陰極鋼棒與槽口的間隙中填充有粘接料，所述粘接料包括導(dǎo)電粘接料和絕緣粘接料；導(dǎo)電粘接料位于中部槽口的間隙內(nèi)，絕緣粘接料位于兩端部槽口的間隙內(nèi)。本實(shí)用新型增加電流分布較密位置的電阻，從而強(qiáng)行使電流向分布稀疏的位置靠攏，從而使電流分布盡可能均勻，有利于降低陰極碳?jí)K的水平電流，最終使電磁力減弱，降低鋁液的隆起波動(dòng)，穩(wěn)定了生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C25C3/08GK201981264SQ20102068203
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者郭海龍, 陳穎 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司