專利名稱：電解槽陽極配置結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋁電解槽陽極配置結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
我國鋁電解工業(yè)自20世紀80年代后，國內(nèi)在引進消化、試驗研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)電解鋁廠不同建設(shè)規(guī)模的經(jīng)濟合理性，相應(yīng)開發(fā)應(yīng)用了 75 165kA、180 240kA、280 320kA、350kA 400kA等多種預(yù)焙陽極鋁電解槽生產(chǎn)技術(shù)。近年來，國際大型鋁業(yè)公司已完成了 300kA向350kA電流的強化過程并開始接近400kA，同時開始研究開發(fā)400 500kA大型預(yù)焙槽技術(shù)。20世紀90年代以前，世界先進電解鋁生產(chǎn)技術(shù)主要集中在西方發(fā)達國家，如法鋁、挪威海德魯公司、加鋁、美鋁等大型企業(yè)集團，主要槽型為AP18、AP30和HAL230、HAL275等。特別是法鋁公司的AP30技術(shù)，在較多的新建鋁廠中被廣泛應(yīng)用。近年來，法鋁公司不斷對AP30技術(shù)進行升級，使其實際運行電流到達到380kA，電流效率94. 8%，陽極效應(yīng)系數(shù)0. 047，噸鋁直流電耗13320kW/h，工廠產(chǎn)能提高了 25%以上。1989年法鋁建設(shè)3臺大型試驗槽，啟動時電流強度約為380kA，1995年達到400kA，至2000年達到500kA，2001年發(fā)表了試驗成果，聲稱可以用這種AP50技術(shù)，建設(shè)單系列鋁廠，使其產(chǎn)能達到500kt/a。海德魯公司于2004年開始開發(fā)450kA電解槽，2008年5月在Ardal Referencecenter建成啟動了 6臺試驗槽，啟動初期運行電流為420kA。電解槽采用40組單陽極結(jié)構(gòu)，陽極尺寸約為1750X700mm，陽極電流密度0. 85、. 92A/cm2。2006年12月俄羅斯鋁業(yè)公司2臺400kA試驗槽投產(chǎn)。俄羅斯鋁公司確定在Taishet電解鋁廠使用RA 400電解槽建設(shè)產(chǎn)能75萬噸/年系列，計劃09年出鋁，2011年完成。縱觀全球，目前國際鋁電解技術(shù)發(fā)展趨勢是鋁電解槽向大容量、高電流密度、高技術(shù)的方向發(fā)展，其目的是降低噸鋁投資、提高勞動生產(chǎn)率、給鋁廠帶來最大的經(jīng)濟效益。為了獲得最佳的投資效益和最高與最快的回報率，通常的做法是基于增加運行電流和提高電解槽的單位面積產(chǎn)鋁量。增加運行電流牽連到陽極的電流密度的提高，從而帶來尺寸的變化。目前國內(nèi)外普遍使用的陽極尺寸長度在145(Tl700mm，寬度在66(T850mm之間。陽極電流密度在0.7 lA/cm2。當陽極電流密度提高到一定階段時，對于陽極制造的質(zhì)量要求就變得非?？量潭y于達到。因此，根據(jù)實際陽極的生產(chǎn)情況，目前大多數(shù)電解槽的陽極電流密度在0.7、.9A/cm2之間，最高的達到ΙΑ/cm2。當陽極不能承受高的電流時，就需要去改變陽極的尺寸來適應(yīng)。而陽極尺寸的變化存在于陽極本身的兩個方向上，即增加長度或增加寬度。但是，陽極的長度不是無限制可以增加的，當陽極過長時，其陽極內(nèi)的水平電流開始增長，而水平電流是導(dǎo)致電解槽熔體變形的一個主要因素，從而破壞電解槽的穩(wěn)定生產(chǎn)。相反，增加陽極寬度對于陽極內(nèi)部電流的均勻性有著較為明顯的作用。這是因為電流的路徑趨于一致造成的。傳統(tǒng)的陽極擺放上槽后其寬度與電解槽的長度方向一致，因此，增加陽極寬度又會導(dǎo)致電解槽增長，從而使得長寬比變大。提高電解槽單位面積產(chǎn)鋁主導(dǎo)的思想是提高電流效率，而要想提高電解槽的電流效率離不開電解槽穩(wěn)定的運行，因此，電解槽的穩(wěn)定性在此起到了至關(guān)重要的作用。研究表明，在一定范圍內(nèi)，邊界條件保持不變的情況下，電解槽長度與寬度的比例越小，其最大擾動增長率越小，意味著電解槽越穩(wěn)定。要做到這一點最簡單的方法就是增加陽極的長度，從而增加電解槽的寬度。但是正如前所述，陽極長度的增加又會帶來其內(nèi)部的水平電流，從而又使得穩(wěn)定性變差，這一矛盾目前一直制約著電解槽的設(shè)計。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋁電解槽陽極配置結(jié)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的陽極電流密度大、造成電解槽生產(chǎn)不穩(wěn)定等不足。為了解決所述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案陽極放置在電解槽內(nèi)，陽極通過鋼爪和導(dǎo)桿相連，陽極的長度方向與電解槽長度方向一致，陽極的寬度方向與電解槽的寬度方向一致；陽極采用雙陽極結(jié)構(gòu)，兩個陽極連接一個導(dǎo)桿；在兩個陽極之間設(shè)
置有縫隙。本實用新型具有以下特點在傳統(tǒng)的陽極尺寸上不增加長度，只增加寬度，這樣由于電流路徑趨于一致可以保證陽極內(nèi)部電流更為均勻。陽極采用雙陽極結(jié)構(gòu)，通過鋼爪和導(dǎo)桿相連，當陽極放置在電解槽上時，陽極的長度方向與電解槽長度方向一致，寬度方向與電解槽寬度一致。這樣一來，由于兩組陽極的寬度之和大于陽極的長度，因此可以大大增加電解槽的寬度，從而減小了電解槽的長寬比，提高了運行的穩(wěn)定性。而且，由于在雙陽極結(jié)構(gòu)組裝時兩組陽極間自然留有縫隙，又起到了陽極開槽的作用，降低了氣泡電阻，節(jié)約了電解槽能耗。本實用新型既解決了電解槽長寬比較大帶來的穩(wěn)定性變差，又解決了陽極過長帶來的陽極內(nèi)部水平電流增加的問題。

圖1為傳統(tǒng)電解槽陽極配置示意圖；圖2為本實用新型電解槽陽極配置示意圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例陽極1放置在電解槽1內(nèi)，陽極4通過鋼爪3和導(dǎo)桿2相連，陽極4的長度方向與電解槽1長度方向一致，陽極4的寬度方向與電解槽1的寬度方向一致；陽極采用雙陽極結(jié)構(gòu)，兩個陽極4連接一個導(dǎo)桿2 ；在兩個陽極4之間設(shè)置有縫隙5。縫隙5的寬度為l(T40mm。某鋁廠一系列采用235KA大型預(yù)焙陽極電解槽，設(shè)計陽極長度為1180mm，寬度775mm，采用32組單陽極傳統(tǒng)放置模式，電解槽長度為13840mm，寬度為3160mm，長寬比為4. 38，陽極電流密度為0. 803A/cm2。長期運行看來，電解槽運行的穩(wěn)定性較差，槽內(nèi)熔體流速較快。在二系列設(shè)計時，為了兼顧一系列的陽極，陽極尺寸和陽極組數(shù)保持不變，采用雙陽極橫置結(jié)構(gòu)模式，電解槽的長度變?yōu)?0560mm，寬度變?yōu)?930mm，電解槽長寬比減小為2. 687，運行電流保持不變。通過本實用新型的實施，既解決了電解槽由于長寬比較大帶來的穩(wěn)定性變差，又保持了本身陽極電流的均勻性，同時兩個系列共用了同一種陽極，節(jié)省了建設(shè)投資，節(jié)約生產(chǎn)運行成本。
權(quán)利要求1.一種鋁電解槽陽極配置結(jié)構(gòu)，陽極(4)放置在電解槽(1)內(nèi)，其特征在于陽極(4)通過鋼爪(3)和導(dǎo)桿(2)相連，陽極(4)的長度方向與電解槽(1)長度方向一致，陽極(4)的寬度方向與電解槽(1)的寬度方向一致；陽極采用雙陽極結(jié)構(gòu)，兩個陽極(4)連接一個導(dǎo)桿(2)；在兩個陽極(4)之間設(shè)置有縫隙(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽陽極配置結(jié)構(gòu)，其特征在于縫隙(5)的寬度為l(T40mm。
專利摘要本實用新型公開了一種鋁電解槽陽極配置結(jié)構(gòu)，陽極(4)放置在電解槽(1)內(nèi)，陽極(4)通過鋼爪(3)和導(dǎo)桿(2)相連，陽極(4)的長度方向與電解槽(1)長度方向一致，陽極(4)的寬度方向與電解槽(1)的寬度方向一致；陽極采用雙陽極結(jié)構(gòu)，兩個陽極(4)連接一個導(dǎo)桿(2)；在兩個陽極(4)之間設(shè)置有縫隙(5)。本實用新型既解決了電解槽由于長寬比較大帶來的穩(wěn)定性變差，又保持了本身陽極電流的均勻性，節(jié)省了建設(shè)投資，節(jié)約生產(chǎn)運行成本。
文檔編號C25C3/12GK202175725SQ201120290178
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者劉堅, 程然, 顏非亞 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司