鋁電解槽用異型陰極鋼棒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋁電解槽用異型陰極鋼棒。
【背景技術(shù)】
[0002]陰極鋼棒是陰極體系的主要組成之一，其應(yīng)用情況對(duì)電解槽的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)有直接影響。在電解槽焙燒啟動(dòng)及電解過(guò)程中，炭塊和導(dǎo)電棒之間會(huì)產(chǎn)生有差異的熱膨脹，使導(dǎo)電棒、陰極炭塊、槽側(cè)部之間的應(yīng)力發(fā)生變化，垂直的槽面和導(dǎo)電棒之間的作用力產(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致壓力集中在槽側(cè)部，張力集中在底部的炭塊上，當(dāng)張力超出材料的拉伸強(qiáng)度時(shí)，陰極炭塊就會(huì)出現(xiàn)斷裂、裂紋，導(dǎo)致鋁液侵入炭塊內(nèi)部腐蝕鋼棒造成電解槽破損、漏槽甚至出現(xiàn)系列停電事故。底塊裂紋及早期電解質(zhì)和金屬滲透可能造成底塊平面快速膨脹，隨之內(nèi)襯大范圍損壞，槽殼變形直到鋁液被導(dǎo)電棒中熔化的大量鐵污染，從而停槽。
[0003]近年來(lái)國(guó)內(nèi)各科研院所及相關(guān)高校，在電解鋁節(jié)能技術(shù)、應(yīng)用方面做了大量實(shí)驗(yàn)研宄，先后出現(xiàn)異型陰極、雙鋼棒、高導(dǎo)電鋼棒等節(jié)能技術(shù)。但是，大多數(shù)陰極鋼棒的研宄重點(diǎn)集中在材質(zhì)、性能、節(jié)能降耗效果等方面，沒(méi)有能夠有效解決以上問(wèn)題的技術(shù)。因此，研宄如何減少以及避免鋼棒熱膨脹引起的陰極裂紋甚至早期破損現(xiàn)象很有現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效分散槽內(nèi)部應(yīng)力、調(diào)整電流分布、減緩鋁液波動(dòng)，且減少破損風(fēng)險(xiǎn)、保證電解槽安全穩(wěn)定運(yùn)行的鋁電解槽用異型陰極鋼棒。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]設(shè)計(jì)一種鋁電解槽用異型陰極鋼棒，包括陰極鋼棒本體，該陰極鋼棒本體的橫截面為非矩形結(jié)構(gòu)，或者橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)樽兘孛孀兓Y(jié)構(gòu)。
[0007]其中，所述陰極鋼棒本體的橫截面為弓形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)榈冉孛孀兓Y(jié)構(gòu)或者變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，所述變截面變化結(jié)構(gòu)為連續(xù)形變截面變化結(jié)構(gòu)或者階梯形變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0009]本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果是:
[0010]1.在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒通過(guò)將陰極鋼棒本體的橫截面設(shè)計(jì)為非矩形結(jié)構(gòu)，或者橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)樽兘孛孀兓Y(jié)構(gòu)，從而增大鋼棒與炭塊的接觸面，分散鋼棒自身所受電解槽內(nèi)部應(yīng)力的作用，減少局部承受的熱沖擊，減小熱膨脹的幅度；減少陰極裂紋的產(chǎn)生、電解槽早期破損及漏槽風(fēng)險(xiǎn)，有助于電解槽的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行及提高槽壽命；以及能夠有效改善電流分布、穩(wěn)定鋁液波動(dòng)。
[0011]2.在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型所述陰極鋼棒本體的橫截面為弓形結(jié)構(gòu)時(shí)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)榈冉孛孀兓Y(jié)構(gòu)或者變截面變化結(jié)構(gòu)；其中，所述變截面變化結(jié)構(gòu)為連續(xù)形變截面變化結(jié)構(gòu)或者階梯形變截面變化結(jié)構(gòu)；實(shí)施例較多，結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，易于推廣實(shí)施。
[0012]3.本實(shí)用新型使用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用，滿足不同的用戶需求。即可根據(jù)具體電解槽槽型進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體尺寸根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要確定；而且，根據(jù)設(shè)計(jì)的新型鋼棒，陰極炭塊燕尾槽做適當(dāng)調(diào)整；其中，陰極組裝采用磷生鐵澆筑工藝或者人工扎固方式組裝；因而，操作使用方便。
[0013]4、綜上，本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方便，能夠有效分散槽內(nèi)部應(yīng)力、調(diào)整電流分布、減緩鋁液波動(dòng)，且減少破損風(fēng)險(xiǎn)、保證電解槽安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且，實(shí)施例較多，結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，因此，非常適于推廣實(shí)施。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中:
[0015]圖1為本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0016]圖2為圖1所示鋁電解槽用異型陰極鋼棒的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0018]圖4為圖3所示鋁電解槽用異型陰極鋼棒的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0019]圖5為圖3所示鋁電解槽用異型陰極鋼棒的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0020]圖6為本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒的結(jié)構(gòu)示意圖之三；
[0021]圖7為圖6所示鋁電解槽用異型陰極鋼棒的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8為本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒的結(jié)構(gòu)示意圖之四；
[0023]圖9為圖8所示鋁電解槽用異型陰極鋼棒的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中序號(hào):1、陰極鋼棒本體。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例一:
[0026]參見(jiàn)圖1-2，圖中，本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒，包括陰極鋼棒本體1，該陰極鋼棒本體的橫截面為弓形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)榈冉孛孀兓Y(jié)構(gòu)或者變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0027]使用時(shí)，根據(jù)具體電解槽槽型進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體尺寸根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要確定。而且，根據(jù)設(shè)計(jì)的新型鋼棒，陰極炭塊燕尾槽做適當(dāng)調(diào)整。其中，陰極組裝采用磷生鐵澆筑工藝即可。
[0028]實(shí)施例二:
[0029]參見(jiàn)圖3-4，圖中，本實(shí)施例與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)相似，其結(jié)構(gòu)上相同部分在此不再重述，其區(qū)別在于:本實(shí)施例所述陰極鋼棒本體I整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)檫B續(xù)形變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0030]實(shí)施例三:
[0031]參見(jiàn)圖3、5，圖中，本實(shí)施例與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)相似，其結(jié)構(gòu)上相同部分在此不再重述，其區(qū)別在于:本實(shí)施例所述陰極鋼棒本體I整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)殡A梯形變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0032]實(shí)施例四:
[0033]參見(jiàn)圖6-7，圖中，本實(shí)施例與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)相似，其結(jié)構(gòu)上相同部分在此不再重述，其區(qū)別在于:本實(shí)施例所述陰極鋼棒本體I的橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)檫B續(xù)形變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0034]使用時(shí)，本實(shí)施例陰極組裝可采用磷生鐵澆筑或人工扎固方式組裝。
[0035]實(shí)施例五:
[0036]參見(jiàn)圖8-9，圖中，本實(shí)施例與實(shí)施例四結(jié)構(gòu)相似，其結(jié)構(gòu)上相同部分在此不再重述，其區(qū)別在于:本實(shí)施例所述陰極鋼棒本體I整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)殡A梯形變截面變化結(jié)構(gòu)。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁電解槽用異型陰極鋼棒，包括陰極鋼棒本體，其特征是:該陰極鋼棒本體的橫截面為非矩形結(jié)構(gòu)，或者橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)樽兘孛孀兓Y(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽用異型陰極鋼棒，其特征是:所述陰極鋼棒本體的橫截面為弓形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)榈冉孛孀兓Y(jié)構(gòu)或者變截面變化結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁電解槽用異型陰極鋼棒，其特征是:所述變截面變化結(jié)構(gòu)為連續(xù)形變截面變化結(jié)構(gòu)或者階梯形變截面變化結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋁電解槽用異型陰極鋼棒。包括陰極鋼棒本體，該陰極鋼棒本體的橫截面為非矩形結(jié)構(gòu)，或者橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體沿長(zhǎng)度方向?yàn)樽兘孛孀兓Y(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型鋁電解槽用異型陰極鋼棒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方便，能夠有效分散槽內(nèi)部應(yīng)力、調(diào)整電流分布、減緩鋁液波動(dòng)，且減少破損風(fēng)險(xiǎn)、保證電解槽安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且，實(shí)施例較多，結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，因此，非常適于推廣實(shí)施。
【IPC分類】C25C3-08
【公開(kāi)號(hào)】CN204608176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520270968
【發(fā)明人】王旭東, 曹國(guó)法, 朱振國(guó), 李應(yīng)武, 魏欠欠
【申請(qǐng)人】鄭州經(jīng)緯科技實(shí)業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日