本发明涉及霍尔-埃鲁电解法生产原铝的铝电� �槽， 具体地说， 本 发明涉及一种均化铝电解槽铝液中电流分布的 方法。

背景技术

金属铝在工业上采用熔盐电解法进行生产， 即电解溶解在熔融的 冰晶石为主要成分的电解质中的氧化铝， 目前主要采用的方法为霍尔- 埃鲁 （ Hall-Heroult ) 电解法。

生产电解铝的直接设备为电解槽， 电解槽主要有两大部分组成， 一部分为阳极， 通常由碳素材料制成， 另一部分为阴极， 由炭块与内 衬材料砌筑而成。

铝电解槽被串联在整个电解系列中， 电流从阳极进入电解槽， 通 过熔融的电解质， 穿过液态铝液， 进入阴极炭块， 电流通过装配在阴 极炭块中的阴极钢棒收集， 通过阴极母线导入下一台电解槽。

现有的铝电解槽阴极结构为： 在阴极炭块的底部装有阴极钢棒， 阴极钢棒与炭块之间全部采用扎糊或浇铸的方 式连接， 每个阴极炭块 装有一根或两根阴极钢棒， 阴极钢棒与阴极炭块同向水平放置， 阴极 钢棒的一端伸出电解槽的侧壁与阴极母线相连 接。 在这种结构的电解 槽中， 阴极导电结构存在一个非常大的缺点： 由于阴极钢棒与阴极炭 块同向水平放置， 导致铝液中产生非常大的水平电流， 该水平电流与 铝液中垂直磁场共同作用产生电磁力， 这种电磁力驱动液态铝液在电 解槽中流动和波动， 如果电解槽中的水平电流过大且分布不均， 将会 导致铝液与电解质界面波动过大， 使电解槽在生产中产生严重的不稳 定性， 降低电流效率。 另外， 铝液中水平电流沿阴极炭块的长度方向 分布不均匀， 使得阴极炭块的端部处电流密度最大， 从而显著加快了 此处阴极炭块的腐蚀， 降低了电解槽的寿命。

为了提高电解槽的稳定性， 通常的做法是在电解槽的设计中严格 控制铝液中的垂直磁场分布， 这不仅增加了阴极母线设计的难度， 而 且导致阴极配置复杂， 母线用量大， 成本增加。

发明内容 为了解决上述技术问题， 均化铝液中的电流分布， 提高电解槽的 稳定性， 本发明提出了一种均化铝电解槽铝液中电流分 布的方法， 其 目的是降低铝液中的水平电流， 使铝液中的电流分布更加均勾， 从而 大幅提高电解槽的稳定性， 使电解槽能够在较低极距下高效平稳地运 行， 显著降低吨铝能耗， 同时阴极电流密度更趋均勾， 降低阴极磨损 的速率， 延长阴极寿命。

为了实现上述目的， 本发明是通过下述技术方案实现的： 一种均化铝电解槽铝液中电流分布的方法， 在阴极炭块下部扎固 或浇铸至少一根阴极钢棒， 阴极钢棒沿长度方向被分隔缝在不同位置 分割成几部分， 每条分隔缝之上的阴极钢棒除分隔缝之间的部 分全部 采用导电体与阴极炭块连接， 其余部分的阴极钢棒全部采用绝缘体与 阴极炭块绝缘， 分隔缝内采用分隔缝绝缘材料填充， 使分隔缝上下两 部分阴极钢棒绝缘， 阴极钢棒的一端从电解槽的侧部穿出。

所述的导电体为碳糊或铸铁。

所述的阴极钢棒部分扎固或浇铸在阴极炭块中 。

所述的每根阴极钢棒中的分隔缝的数量为 1至 20条。

所述的阴极钢棒的截面形状是方形、 圆形、 半圆形、 梯形或三角 形。

所述的每组阴极炭块下部安装 1至 50根阴极钢棒。

本发明的优点和效果如下： 本发明具有很强的实用性， 在不改变 阴极出电方式 （即侧部出电） 的条件下， 显著降低了铝液中的水平电 流， 均化了铝液中的电流分布， 大幅度提高了电解槽的稳定性， 延长 了阴极寿命， 电解槽可以在低极距条件下高效平稳运行， 有效地减少 了吨铝能耗， 具有显著的节能效果。

附图说明

图 1是本发明阴极结构的结构示意图。

图 2是本发明阴极炭块与阴极钢棒组合结构的示� �图。

图 3是图 2阴极炭块与阴极钢棒组合结构的俯视结构图� �

图 4是图 3的 A-A剖视结构示意图。

图 5是阴极钢棒部分扎固或浇铸在阴极炭块中的� �构示意图 图中， 1、 阴极炭块； 2、 阴极钢棒； 3、 分隔缝； 4、 分隔缝绝缘 材料； 5、 绝缘体； 6、 导电体。 具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明， 但本发明的保护范围不受 实施例所限。

如图所示， 示出了本发明的一种均化铝电解槽铝液中电流 分布的 方法， 在阴极炭块 1下部扎固或浇铸至少一根阴极钢棒 2 , 阴极钢棒 2 沿长度方向被两条分隔缝 3 分割成上、 中、 下三部分， 两条分隔缝 3 之间部分的阴极钢棒 2与炭块 1之间釆用绝缘体 5连接， 下面一条分 隔缝 3之下部分的阴极钢棒 2与阴极炭块 1采用绝缘体 5连接， 其余 部分的阴极钢棒 2与阴极炭块 1之间全部采用导电体 6连接，分隔缝 3 内采用分隔缝绝缘材料 4填充， 使分隔缝 3上下部分的阴极钢棒 2绝 缘， 阴极钢棒 2的一端从电解槽的侧部穿出； 导电体 6为碳糊或铸铁， 阴极钢棒 2全部或部分扎固或浇铸在阴极炭块 1 中， 阴极钢棒 2的截 面形状是方形、 圆形、 半圓形、 梯形或三角形， 每组阴极炭块 1 下部 可以安装 1至 50根阴极钢棒。

上述的每根阴极钢棒 2中的分隔缝 3的数量可以为 1至 20条。 本发明在不改变阴极出电方式的条件下， 通过改变阴极钢棒的结 构、 阴极钢棒与阴极炭块的连接方式等， 调节阴极炭块及阴极钢棒的 组合电阻， 均化了铝液中的电流分布， 显著降低了铝液中的水平电流， 提高了电解槽的稳定性， 使电解槽能够在低极距条件下高效稳定地生 产， 有效地减少了吨铝能耗， 节能效果明显。

本实施例仅列出了一种采用两条分隔缝均化铝 电解槽铝液中电流 分布的方法， 本专利的具体实施方式中也仅针对附图对本方 法的实现 措施进行了描述， 但本专利保护范围不受本专利中实施例所限。