CN103205775B - 一种水平进电的铝电解槽电极 - Google Patents

Abstract

本发明属于铝电解槽技术领域。一种水平进电的铝电解槽电极，由多个电极单元组成，且电极单元的结构均相同，电极单元包括由导电棒和导电爪组成的导电杆和与导电杆连接在一起的电极块，电极单元在电解槽中呈横向水平排列，并通过导电杆悬挂在电解槽中，电极块的导电面均互相平行，在相邻两电极单元之间有液体电解质层，电极的两端部的两电极单元分别于阳极母线和阴极母线相连接。本发明供电方式和母线结构简单，相对于传统电极，增加了电解槽内的稳定性和电解槽的使用寿命，更方便了电极单元的更换和维护。

Description

一种水平进电的铝电解槽电极

技术领域

本发明属于铝电解槽技术领域，具体涉及一种水平进电的铝电解槽电极。

背景技术

目前电解铝工业生产用电解槽其电解电流走向均为垂直方向，即电流从电解槽上部的阳极垂直进入电解槽的电解质层、铝液层和位于电解槽底部的阴极。这种电解槽电极存在以下难以解决的技术问题，一是电解槽熔池底部要流过数十万安培的强大电流，底部阴极在电化学反应的作用下，出现膨胀而破损，使用寿命很低；二是电解槽通过的强大电流，会产生强电磁场，在电解槽中，液态的铝处于电解槽底部，垂直电流经过铝液层后才能进入阴极，电解槽的进出电母线结构复杂，产生不同方向的磁场，其中水平电流产生的磁场会与铝液的垂直电流产生的磁场相互作用，使得铝液层波动，降低铝电解生产效率；三是电解槽阴极中下部开有供连接导体的孔，此孔是电解槽液体渗漏最薄弱的环节；四是电极垂直放置，产生的气泡会弥散开，因此相邻电极的极距不可能太低，否则造成电极腐蚀和铝损失。

此外，使用垂直进电电极的电解槽，受电磁场的影响大，电流效率最高只能达到95％左右，槽电压保持4V左右才能使电解槽工作稳定，从而使电解槽的电能效率仅有50％左右；此外，垂直出电电解槽阳极导电面积大，单位面积产量低。

中国专利申请号200810049240.5提供一种水平电流铝电解槽，通过将阴极和阳极水平放置，使得电流不流经铝液层和熔池底，能够大幅度的增加铝产量和熔池的寿命，减少了母线的配置。但是，其还存在诸多的不足之处，相对于本发明的设计，还存在着磁场危害大，节能效果不显著，并不是每个电极上都能出铝，母线配置多，且更换不方便，母线压降大等诸多问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的诸多问题，提供一种析出铝效率高、供电方式简单、电磁危害小、母线配置简单的水平进电的铝电解槽电极。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种水平进电的铝电解槽电极，由多个电极单元组成，所述的电极单元结构均相同，电极单元包括导电杆和与导电杆连接在一起的电极块，电极单元呈横向水平排列并通过导电杆悬挂在电解槽中，相邻两电极单元之间有液体电解质层，所述电极的两端部的两个电极单元分别与阳极母线和阴极母线相连接。

所述的电极块呈长方体，电极块上侧设有带沉孔的凸台，电极块采用碳素材料制成，电极块的前后两面为导电面，电极块的左右两侧面和底面涂覆有耐高温绝缘层。

所述的电极块的导电面与垂直方向成夹角β为3°~45°，使电极块呈倾斜放置，使电解过程中产生的气泡不会弥散开，造成电极腐蚀和铝损失。

所述的导电杆包括导电棒和由爪齿和爪梁组成的导电爪，导电爪的爪齿嵌入电极块中，导电爪的爪梁与导电棒固定连接。

所述的导电棒由上半部的铝棒和下半部的钢棒组成，所述的导电爪由耐热钢制成。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

1、供电方式简单，电磁危害小。在电解槽中横向水平排列多个电极单元，通过将电极两端部的两电极单元分别连接阳极母线和阴极母线，中间电极单元浸入电解质中，实现以电压的形式供电，电流不需要过大，磁场的危害可以尽可能的减小。

2、节约用电效果显著，设备产出率高。相邻两电极单元之间的极距可以调节控制在很小的范围，同时降低了槽电压，在设备运行过程中，每个电极单元上均析出铝，大大提高了设备的产出率。

3、节约母线，经济性好。将电极端部的两电极单元之间的电极单元直接浸入电解质中，节省了连接母线，同时降低了母线压降。

4、相对于传统的电极进电方式，增加了电解槽内的稳定性和电解槽的使用寿命，更方便了电极单元的更换和维护，结构简单，操作方便，具有良好的效益和效果。

附图说明

图1为本发明铝电解槽电机的结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为电极单元的结构示意图。

图4为图3的右视结构示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，图中1为电解槽、2为导电棒、3为电极块、4为导电爪、5为电极固定杆、6为阳极母线、7为阴极母线、8为铝棒、9为钢棒、10为爪齿、11为爪梁、12为通孔、13为凸台、14为绝缘层、15为导电面、16为液体电解质层。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1～图4，本发明一种水平进电的铝电解槽电极，由多个电极单元组成，且电极单元的结构均相同，电极单元包括由导电棒2和导电爪4组成的导电杆和与导电杆连接在一起的电极块3，电极单元在电解槽1中呈横向水平排列，并通过电极固定杆5夹紧导电杆4使其悬挂在电解槽1中，电极块3的导电面15均互相平行，在相邻两电极单元之间有液体电解质层16，电极的两端部的两电极单元分别于阳极母线6和阴极母线7相连接。

所述的电极块3呈长方体，在电极块3的上侧设有带沉孔的凸台13，用于与导电杆固定镶嵌，电极块3的前后两面为导电面15，电极块的左右两侧面涂覆有耐高温绝缘层14，电极块采用碳素材料制成，电极块3的导电面15与垂直方向呈夹角β为3°～45°。

所述的导电棒2由上半部的铝棒8和下半部的钢棒9组成，在导电棒2的上端设有用于固定母线的通孔12，所述的导电爪4包括有爪齿10和爪梁11，导电爪4由耐热钢制成。

本发明的工作原理是：一种水平进电的铝电解槽电极，通过将多个电极单元依次水平横向排列，将电极两端的两电极单元分别与阳极母线6和阴极母线7连接，两端的两电极单元之间的电极单元浸入液体电解质层16中，以电压的形式进行供电，使电流呈水平进电形式，随着电极运行时间的增长，电极单元的消耗，可通过调节电极固定杆5，调整相邻两电极单元的间距。本发明不仅能够减小电流强度，降低磁场的危害，而且能够降低槽电压，每个电极单元上均能析出铝，大大提高了设备的产出率，同时能够节省连接母线，降低母线压降。

Claims (5)

1.一种水平进电的铝电解槽电极，包括多个电极单元，其特征在于，所述的电极单元结构均相同，电极单元包括导电杆和与导电杆连接在一起的电极块，电极单元呈横向水平排列并通过导电杆悬挂在电解槽中，相邻两电极单元之间有液体电解质层，所述电极的两端部的两个电极单元分别与阳极母线和阴极母线相连接。

2.根据权利要求1所述的水平进电的铝电解槽电极，其特征在于，所述的电极块呈长方体，电极块上侧设有带盲孔的凸台，电极块采用碳素材料制成，电极块的左右两面为导电面，电极块的前后两侧面和底面涂覆有耐高温绝缘层。

3.根据权利要求2所述的水平进电的铝电解槽电极，其特征在于，所述的电极块的导电面与垂直方向成夹角为3°~45°。

4.根据权利要求1所述的水平进电的铝电解槽电极，其特征在于，所述的导电杆包括导电棒和由爪齿和爪梁组成的导电爪，导电棒上端设有用于固定母线的通孔，导电爪的爪齿嵌入电极块上部的盲孔中，导电爪的爪梁与导电棒固定连接。

5.根据权利要求4所述的水平进电的铝电解槽电极，其特征在于，所述的导电棒由上半部的铝棒和下半部的钢棒组成，所述的导电爪由耐热钢制成。