一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋁電解槽陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的鋁電解槽中，電流經(jīng)陽(yáng)極向下進(jìn)入槽內(nèi)，通過(guò)熔融電解質(zhì)和鋁液，到達(dá)陰極炭塊，再經(jīng)過(guò)炭塊和由陰極糊或磷生鐵連接而水平嵌入陰極炭塊內(nèi)的匯流鋼棒從電解槽兩側(cè)出來(lái)，通過(guò)陰極母線進(jìn)入下一臺(tái)槽。在此結(jié)構(gòu)下，由于電流總是會(huì)流經(jīng)電阻最小的路徑，使接近鋼棒出電側(cè)的三分之一負(fù)載了大部分的電流，導(dǎo)致鋁液層中產(chǎn)生大量的水平電流，鋁液層和陰極炭塊電流分布不均，越靠近出電端電流密度越高。而鋁液中較大的水平電流會(huì)在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁力，增加電解槽的不穩(wěn)定性，降低電流效率，增加電耗；陰極炭塊中的電流分布不均勻會(huì)導(dǎo)致炭塊易被腐蝕，降低槽壽命。目前隨著電解槽的大型化，電解槽寬度的增加，會(huì)導(dǎo)致更多的水平電流存在和陰極電流分布不均勻。雖然大型槽的磁場(chǎng)在不斷地被優(yōu)化，但水平電流的大量增加仍會(huì)制約大型槽的發(fā)展和鋁工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，該鋼棒結(jié)構(gòu)能夠降低鋁液及陰極中的水平電流，使陰極電流均勻分布，提高電解槽穩(wěn)定性，使電解槽可在低電壓下高效穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)降低爐底壓降，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)具體實(shí)現(xiàn):
[0005]一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，主要包括陰極炭塊及嵌入在陰極炭塊內(nèi)的導(dǎo)電鋼棒，所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度為1800-2200mm，寬度為90_120mm，高度為180_200mm，在導(dǎo)電鋼棒的出電側(cè)粘貼或刷涂有均流層。
[0006]進(jìn)一步的，所述均流層由絕緣材料制成。
[0007]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度優(yōu)選為2100mm，寬度優(yōu)選為120mm，高度優(yōu)選為198mm0
[0008]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度優(yōu)選為1800mm，寬度優(yōu)選為90mm，高度優(yōu)選為200mmo
[0009]進(jìn)一步的，所述均流層位于導(dǎo)電鋼棒出電端的380mm處的兩側(cè)面及上表面。
[0010]進(jìn)一步的，所述均流層為三角形或矩形。
[0011]本實(shí)用新型一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)電鋼棒的尺寸限制在:長(zhǎng)度為1800-2200mm,寬度為90_120mm，高度為180_200mm，同時(shí)在導(dǎo)電鋼棒的出電側(cè)粘貼或刷涂有均流層，在降低及均勻鋁液和陰極中水平電流的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)水平電流降低幅度的調(diào)整，同時(shí)可以降低爐底壓降，使電解槽可在低電壓下高效穩(wěn)定運(yùn)行，可大幅度降低鋁電解槽能耗，具有顯著的節(jié)能效果，并且均勻陰極電流分布，可有效延長(zhǎng)鋁電解槽壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是圖1、圖2的俯視圖。
[0016]圖中:1-陰極炭塊；2-導(dǎo)電鋼棒；3-均流層。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
[0018]如圖1、圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，主要包括陰極炭塊I及嵌入在陰極炭塊I內(nèi)的導(dǎo)電鋼棒2，導(dǎo)電鋼棒2的長(zhǎng)度為2100mm，寬度120mm，高度為198mm，在導(dǎo)電鋼棒2的出電側(cè)刷涂有均流層3，均流層3位于導(dǎo)電鋼棒2出電端的380_處的兩側(cè)面及上表面，兩側(cè)面的均流層為底乘以高為550mmX 198mm的三角形，均流層由絕緣材料制成，可以為抗高溫絕緣涂漆，具體材質(zhì)是剛玉粉，均流層3也可以采用粘接的方式粘接在導(dǎo)電鋼棒2上，此時(shí)粘接的材料為抗高溫陶瓷材料。
[0019]鋁電解槽陰極電流密度=I (電流強(qiáng)度)/S (所有陰極鋼棒的橫截面積)，單位是A/cm2。理論上為了降低爐底壓降，截面積越大越好，目前現(xiàn)有技術(shù)中鋁電解槽陰極電流密度最優(yōu)設(shè)計(jì)范圍是:15~20A/cm2。
[0020]400kA鋁電解槽有有104根導(dǎo)電鋼棒，本實(shí)施例是將原有400kA鋁電解槽進(jìn)行改進(jìn)，原有的400kA銷電解槽導(dǎo)電鋼棒的尺寸為2100mmX96mmX 180mm，計(jì)算出來(lái)陰極鋼棒電流密度=400000A/9.6*18*104=22.25 A/cm2,顯然不是最佳值。
[0021]而本實(shí)施例將其導(dǎo)電鋼棒的尺寸調(diào)整為2100_X120_X198mm，計(jì)算出的陰極鋼棒電流密度=400000A/12*19.8*104=16.18 A/cm2，符合目前設(shè)計(jì)的最佳值范圍，有效的降低了爐底壓降，而在導(dǎo)電鋼棒2的出電側(cè)刷涂均流層2，從而改變陰極電阻，迫使陰極電流按照人為的預(yù)定流過(guò)，以減少電解槽內(nèi)水平電流的產(chǎn)生量，均勻陰極電流。本實(shí)施例相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有更優(yōu)的效果。
[0022]實(shí)施例2
[0023]如圖2、圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例是對(duì)現(xiàn)有的200kA鋁電解槽導(dǎo)電鋼棒的進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的導(dǎo)電鋼棒2的長(zhǎng)度為1800mm，寬度90mm，高度為200mm，在導(dǎo)電鋼棒2的出電側(cè)粘接有均流層3，均流層3位于導(dǎo)電鋼棒2出電端的380mm處的兩側(cè)面及上表面，兩側(cè)面的均流層為長(zhǎng)乘以寬200X500mm的矩形，均流層由絕緣材料制成，具體為抗高溫陶瓷材料。
[0024]原有的200kA鋁電解槽導(dǎo)電鋼棒的尺寸為1800mmX65mmX 180mm，將其改進(jìn)為1800mmX 90mmX 200mm,并粘接均流層，使得鋁電解槽陰極電流密度符合最佳值要求，有效的降低了爐底壓降，減少電解槽內(nèi)水平電流的產(chǎn)生量，本實(shí)施例相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有更優(yōu)的效果。
[0025]實(shí)施例3
[0026]本實(shí)施例與實(shí)施例2的實(shí)施方式基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例是對(duì)現(xiàn)有的300kA鋁電解槽導(dǎo)電鋼棒的進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的導(dǎo)電鋼棒2的長(zhǎng)度為2000_，寬度110_，高度為180mm，本實(shí)施例相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有效的降低了爐底壓降，減少電解槽內(nèi)水平電流的產(chǎn)生量，具有更優(yōu)的效果。
[0027]實(shí)施例4
[0028]本實(shí)施例與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例是對(duì)現(xiàn)有的500kA鋁電解槽導(dǎo)電鋼棒的進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的導(dǎo)電鋼棒2的長(zhǎng)度為2100_，寬度120_，高度為200mm，本實(shí)施例相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有效的降低了爐底壓降，減少電解槽內(nèi)水平電流的產(chǎn)生量，具有更優(yōu)的效果。
[0029]實(shí)施例5
[0030]本實(shí)施例與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同，不同之處在于:本實(shí)施例是對(duì)現(xiàn)有的600kA鋁電解槽導(dǎo)電鋼棒的進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的導(dǎo)電鋼棒2的長(zhǎng)度為2200_，寬度120_，高度為200mm，本實(shí)施例相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有效的降低了爐底壓降，減少電解槽內(nèi)水平電流的產(chǎn)生量，具有更優(yōu)的效果。
[0031]本實(shí)用新型針對(duì)不同型號(hào)的鋁電解槽對(duì)其導(dǎo)電鋼棒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，具體為將導(dǎo)電鋼棒加高和/或加寬，同時(shí)在導(dǎo)電鋼棒出電側(cè)相應(yīng)位置粘接或刷涂均流層，使得本實(shí)用新型在降低及均勻鋁液和陰極中水平電流的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)水平電流降低幅度的調(diào)整，可以降低爐底壓降，使電解槽可在低電壓下高效穩(wěn)定運(yùn)行，可大幅度降低鋁電解槽能耗，具有顯著的節(jié)能效果，并且均勻陰極電流分布，可有效延長(zhǎng)鋁電解槽壽命。
[0032]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，主要包括陰極炭塊及嵌入在陰極炭塊內(nèi)的導(dǎo)電鋼棒，其特征在于:所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度為1800-2200mm，寬度為90_120mm，高度為180-200mm，在導(dǎo)電鋼棒的出電側(cè)粘貼或刷涂有均流層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述均流層由絕緣材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度優(yōu)選為2100mm，寬度優(yōu)選為120mm，高度優(yōu)選為198mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度優(yōu)選為1800mm，寬度優(yōu)選為90mm，高度優(yōu)選為200mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述均流層位于導(dǎo)電鋼棒出電端的380mm處的兩側(cè)面及上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述均流層為三角形或矩形。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種均流節(jié)能的陰極鋼棒結(jié)構(gòu)，主要包括陰極炭塊及嵌入在陰極炭塊內(nèi)的導(dǎo)電鋼棒，所述導(dǎo)電鋼棒的長(zhǎng)度為1800-2200mm，寬度為90-120mm，高度為180-200mm，在導(dǎo)電鋼棒的出電側(cè)粘貼或刷涂有均流層，所述均流層由絕緣材料制成，所述均流層為三角形或矩形。本實(shí)用新型對(duì)導(dǎo)電鋼棒的尺寸進(jìn)行限制，同時(shí)在導(dǎo)電鋼棒的出電側(cè)粘貼或刷涂有均流層，降低及均勻鋁液和陰極中水平電流的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)水平電流降低幅度的調(diào)整，同時(shí)可以降低爐底壓降，使電解槽可在低電壓下高效穩(wěn)定運(yùn)行，可大幅度降低鋁電解槽能耗，具有顯著的節(jié)能效果，并且均勻陰極電流分布，可有效延長(zhǎng)鋁電解槽壽命。
【IPC分類】C25C3-08
【公開(kāi)號(hào)】CN204570057
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520246280
【發(fā)明人】曾超林
【申請(qǐng)人】新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)八師天山鋁業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日