[发明专利]铝电解槽阴极组与阴极母线的配置结构

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解槽，尤其涉及一种铝电解槽阴极组与阴极母线的配置结构。

背景技术

随着现代铝电解槽朝着大型化、节能化的方向不断发展和进步，保持良好电平衡，优化磁场环境，提高磁流体稳定性是当前电解槽技术领域的重要课题。每台电解槽作为串联电路的一个单元，导出电解槽铝液内电流的阴极组以及导出电流至下游槽的阴极母线直接影响电平衡，进而影响磁场环境和稳定性。所谓的铝电解槽电平衡设计就是要解决阴极组、阴极母线中的电流均匀分配的问题。

现有电平衡设计方法中，由于下游侧阴极母线导电路径短，必然采用高电流密度、曲折绕行的阴极母线设计，以达到与上游侧阴极母线导电路径长、低电流密度的阴极母线电阻达到匹配。这种做法带来的危害是上下游侧阴极母线在电-热耦合方面的表现差异大，造成设计偏差，甚至影响到电解槽稳定性行为，阻碍节能降耗潜力的发挥。

发明内容

为了解决上述技术问题本发明提供一种铝电解槽阴极组与阴极母线的配置结构，目的是简化下游侧阴极母线配置，降低母线电流密度，从而改善下游侧阴极母线电热平衡状况，促使系列电流在母线与阴极组内的均匀分配，同时带来槽间距节省、电解槽高效稳定运行的效益。

为达上述目的本发明铝电解槽阴极组与阴极母线的配置结构，包括阴极炭块、阴极钢棒，阴极炭块带有沟槽，阴极钢棒通过磷铁浇注或碳糊扎固镶嵌于沟槽中，阴极钢棒连接着调解电阻调节电阻，再连接爆炸焊块、软带、阴极母线以及立柱母线。

阴极钢棒在下游侧的部分连接调解电阻或者上下游两侧的部分都连接调解电阻且下游侧电阻值大于上游侧电阻值。

   调节电阻的导电性能比固体铝差。

调节电阻与阴极钢棒同材料作为一个整体出现，或与阴极钢棒连接作为一个连接体出现。

阴极母线在下游侧没有0.5~1.0A/mm²电流密度绕行增加的自身电阻。

所述的调节电阻位于阴极钢棒的内部或者端部。

调节电阻伸出槽壳之外或者隐藏槽壳之内。

调节电阻分摊1~100mV压降。

在单块阴极炭块横断面上布置单根阴极钢棒或多根阴极钢棒。

阴极钢棒在阴极长度方向上为一根整体式钢棒，或以阴极中心分为两根导电钢棒导出电流，两根阴极钢棒头之间有一定间距。

本发明的优点效果：本发明简化下游侧阴极母线配置，降低母线电流密度，从而改善下游侧阴极母线电热平衡状况，促使系列电流在母线与阴极组内的均匀分配，同时带来槽间距节省、电解槽高效稳定运行的效益。

附图说明

图1是阴极组与调解电阻的结构示意图，调解电阻位于下游侧阴极钢棒的端部，阴极钢棒为一根整体式钢棒。

图2是阴极组与调解电阻的结构示意图，调解电阻位于下游侧阴极钢棒的端部，阴极钢棒为两段式钢棒。

图3是阴极组与调解电阻的结构示意图，调解电阻位于下游侧阴极钢棒的内部，阴极钢棒为一根整体式钢棒。

图4是阴极组与调解电阻的结构示意图，调解电阻位于两侧阴极钢棒2的内部，阴极钢棒为一根整体式钢棒。

图5是阴极组与调解电阻的结构示意图，调解电阻位于下游侧阴极钢棒的内部且处于槽壳之内，阴极钢棒为一根整体式钢棒。

图6是阴极组与调解电阻的结构示意图，调解电阻位于下游侧阴极钢棒的内部且处于槽壳之外，阴极钢棒为一根整体式钢棒。

图7是阴极组与阴极母线的结构示意图，调解电阻位于下游侧阴极钢棒的内部且处于槽壳之外，上下游侧阴极母线截面大小接近，下游侧阴极母线就近绕行。

图中：1、阴极炭块；2、阴极钢棒；3、调解电阻；4、爆炸焊块；5、软带；6、阴极母线；7、立柱母线；8、槽壳。

具体实施方式

下面对本发明的实施例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。

实施例中1

如图1所示铝电解槽阴极组与阴极母线的配置结构，包括阴极炭块1、阴极钢棒2，阴极炭块1带有沟槽，阴极钢棒2通过磷铁浇注或碳糊扎固镶嵌于沟槽中，阴极钢棒2连接着调解电阻3，再连接爆炸焊块4、软带5、阴极母线6以及立柱母线7。

阴极钢棒2在下游侧的部分连接调解电阻，调节电阻3的导电性能比固体铝差，调节电阻3与阴极钢棒连接作为一个连接体出现，阴极母线6在下游侧没有0.5~1.0A/mm²电流密度绕行增加的自身电阻，调节电阻3位于阴极钢棒2的内部，调节电阻3分摊1~100mV压降，在单块阴极炭块1横断面上布置单根阴极钢棒2。