CN116397276A - 一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，包括阴极炭块，所述阴极炭块表面加工有沿纵向设置的沟槽，沟槽内设置有阴极导电棒，相邻阴极导电棒之间设置有糊料。一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组的组装方法，包括以下步骤：在导电棒阴极组装配时，将其中一个阴极导电棒沿着阴极炭块的沟槽一端推入阴极炭块，同样的方式将另一个阴极导电棒沿着阴极炭块沟槽的另一端推入阴极炭块，四个阴极导电棒安装完成后，在每一个沟槽的两个阴极导电棒之间添加糊料并捣固，完成了阴极炭块和阴极导电棒间的装配。本发明阴极导电棒与阴极炭块直接装配，阴极组的压降仅有阴极导电棒和阴极炭块间的压降，能够有效降低铝电解槽生产耗电量，有效降低电解槽运行成本。

Description

一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组及其组装方法

技术领域

本发明涉及电解铝技术装备技术领域，特别涉及了一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组及其组装方法。

技术背景

电解铝的生产过程需要消耗大量电力能源，据统计，每生产一吨金属铝约消耗电力13200～14500kW·h。其电耗主要包括3方面：阳极系统压降、电解过程压降和阴极组压降，要实现电解铝工业节能降耗，对以上三方面的新型技术及装备的开发必不可少。而阴极组作为电解铝生产的重要部件，因更换周期长，其导电性能及综合质量的好坏对电解铝生产能耗大小具有极为重要的影响。阴极组压降由阴极炭块压降、阴极导电棒压降、接触压降三部分组成。其中阴极导电棒压降约占阴极系统压降的三分之一，最高达120mV或者更高，且随着电解槽使用年限的增长，传统的阴极钢棒渗碳量逐步增加，阴极钢棒压降呈不断增长的趋势，压降的增加代表着电耗的升高。

在社会和企业对节能降耗理念日益重视的今天，对新型阴极导电棒的设计开发，提高阴极导电棒综合导电性能，可以有效降低电解槽阴极组压降，从而降低吨铝电耗，提升电解铝企业综合竞争力。铝电解行业传统的阴极组，其组装方式大概有两种，糊料捣固和磷生铁浇铸。无论采用哪种组装方式，电压降都很大。糊料捣固组装的阴极组，钢棒与捣固糊料之间，捣固糊料和阴极炭块之间都有压降。随着生产经验的不断积累，开始采用磷生铁浇铸的方式组装阴极，浇铸后的磷生铁冷却后收缩，磷生铁与阴极炭块间产生缝隙。磷生铁浇铸组装的阴极组，钢棒与磷生铁之间，磷生铁与阴极炭块之间都有压降，这些压降导致铝电解槽生产耗电量增大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组及其组装方法，该阴极组由阴极导电棒与阴极炭块直接装配，阴极组的压降仅有阴极导电棒和阴极炭块间的压降，能够有效降低铝电解槽生产耗电量，节约组装过程中能耗，可有效降低电解槽运行成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，包括阴极炭块，所述阴极炭块表面加工有沿纵向设置的沟槽，沟槽内设置有阴极导电棒，相邻阴极导电棒之间设置有糊料。

所述阴极导电棒包括保护罩，所述保护罩内设置有棒体安装长孔，棒体安装长孔内安装有导电棒，保护罩两端分别设置有封板，将导电棒封装与保护罩内，以防止铜棒被侵蚀，有效延长了导电棒的使用寿命。

所述阴极导电棒安装于阴极炭块上后，阴极导电棒的表面与阴极炭块的表面平齐。

所述阴极导电棒和沟槽的截面形状相同，且沟槽的截面尺寸大于阴极导电棒的截面尺寸。

所述阴极导电棒和沟槽的截面形状为梯形截面或优弧半圆截面。

所述导电棒为圆柱铜棒，其导电率高，电阻小。

所述保护罩为钢制保护罩。

一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组的组装方法，包括以下步骤：

在导电棒阴极组装配时，将其中一个阴极导电棒沿着阴极炭块的沟槽一端推入阴极炭块，同样的方式将另一个阴极导电棒沿着阴极炭块沟槽的另一端推入阴极炭块，四个阴极导电棒安装完成后，在每一个沟槽的两个阴极导电棒之间添加糊料并捣固，完成了阴极炭块和阴极导电棒间的装配。

本发明的有益效果：

1)本发明采用直接装配的方式组装阴极组，能够有效降低阴极组电压降和水平电流，可有效降低电解槽运行成本。

2)本发明采用铜附以钢罩作为导电棒，可大幅度降低导电棒的截面积，减小阴极炭块开槽宽度，降低了局部应力，提高了炭块的使用寿命。

3)本发明采用直接装配的方式组装阴极组，阴极组装中不需要中频炉和阴极组预热器，将大幅度降低基建成本和阴极组装生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例1用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组结构示意图；

图2是本发明实施例1阴极导电棒主视图；

图3是本发明实施例1图2的A-A向剖面图；

图4是本发明实施例1阴极导电棒局部剖视图；

图5是本发明实施例2用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组结构主视图；

图6是本发明实施例2用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组结构侧视图；

图7是本发明实施例2用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组结构轴侧图；

图8是本发明实施例2阴极导电棒主视图；

图9是本发明实施例2图8的B-B向剖面图；

图10是本发明实施例2保护罩及封板结构示意图；

1-阴极炭块，2-阴极导电棒，3-糊料，4-保护罩，5-导电棒，6-封板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1至图4所示，一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，包括阴极炭块1，所述阴极炭块1底表面加工有沿纵向设置的沟槽，所述阴极导电棒2和沟槽的截面形状相同为优弧半圆截面，且沟槽的截面尺寸大于阴极导电棒2的截面尺寸，本实施例中沟槽数量为两条，每一个沟槽内设置有两个阴极导电棒2，两个阴极导电棒2之间设置有糊料3；所述阴极导电棒2安装于阴极炭块1上后，阴极导电棒2的表面与阴极炭块1的表面平齐。本实施例中阴极导电棒2具体为：所述阴极导电棒2包括保护罩4，所述保护罩3为钢制保护罩，所述保护罩4内设置有棒体安装长孔，棒体安装长孔内安装有导电棒5，所述导电棒5为圆柱铜棒，其导电率高，电阻小，保护罩4两端分别设置有封板6，将导电棒5封装与保护罩4内，以防止导电棒5被侵蚀，有效延长了导电棒5的使用寿命。

一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组的装配过程为：

在导电棒阴极组装配时，将其中一个阴极导电棒2沿着阴极炭块1的沟槽一端推入阴极炭块1，同样的方式将另一个阴极导电棒2沿着阴极炭块1沟槽的另一端推入阴极炭块1，四个阴极导电棒2安装完成后，在每一个沟槽的两个阴极导电棒2之间添加糊料3并捣固，完成了阴极炭块1和阴极导电棒2间的装配。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：如图5至图10所示，所述沟槽和阴极导电棒2的截面形状为梯形，且在保护罩4内设置有直径一大一小两根导电棒5，小直径的导电棒5在靠近保护罩4的窄面设置，大直径的导电棒5在靠近保护罩4的宽面设置。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：包括阴极炭块，所述阴极炭块表面加工有沿纵向设置的沟槽，沟槽内设置有阴极导电棒，相邻阴极导电棒之间设置有糊料。

2.根据权利要求1所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：所述阴极导电棒包括保护罩，所述保护罩内设置有棒体安装长孔，棒体安装长孔内安装有导电棒，保护罩两端分别设置有封板，将导电棒封装与保护罩内，以防止铜棒被侵蚀，有效延长了导电棒的使用寿命。

3.根据权利要求2所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：所述导电棒为圆柱铜棒，其导电率高，电阻小。

4.根据权利要求2所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：所述保护罩为钢制保护罩。

5.根据权利要求1所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：所述阴极导电棒安装于阴极炭块上后，阴极导电棒的表面与阴极炭块的表面平齐。

6.根据权利要求1所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：所述阴极导电棒和沟槽的截面形状相同，且沟槽的截面尺寸大于阴极导电棒的截面尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组，其特征在于：所述阴极导电棒和沟槽的截面形状为梯形截面或优弧半圆截面。

8.根据权利要求1所述的一种用于铝电解槽的装配式铜导电棒阴极组的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

在导电棒阴极组装配时，将其中一个阴极导电棒沿着阴极炭块的沟槽一端推入阴极炭块，同样的方式将另一个阴极导电棒沿着阴极炭块沟槽的另一端推入阴极炭块，四个阴极导电棒安装完成后，在每一个沟槽的两个阴极导电棒之间添加糊料并捣固，完成了阴极炭块和阴极导电棒间的装配。

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