[发明专利]电解槽以及具有不规则表面造型的阴极

权利要求书

1.一种电解槽，尤其是用于铝生产的电解槽，包括阴极（12），位于所述阴极（12）的顶面上的液态铝层（14），位于所述液态铝层的上面的熔体层（16），以及位于所述熔体层（16）的上方的阳极（18），其中，所述阴极（12）的顶面具有由两个或更多凸起（30）形成的表面造型，所述阴极（12）的表面造型按以下方式进行布局与设置：所述阴极（12）顶面表面上的二十个点中至少有两个点设置有凸起（30），这些点位于所述液态铝层（14）与熔体层（16）之间的边界面（15）的一些区域的垂直下方，存在于所述边界面（15）中的参考波动形成潜势分布在所述区域中出现具有二十个最高值的波峰（34），其中，将参考波动形成潜势定义为在不具有带有表面造型的阴极（12）而是具有无表面造型的参考阴极的电解槽（10）工作期间出现在所述液态铝层（14）与熔体层（16）之间的边界面（15）中一个点处的波动形成潜势，所述参考阴极的其他结构与带有表面造型的阴极（12）相同。

2.一种电解槽，尤其是用于铝生产的电解槽，包括阴极（12），位于所述阴极（12）的顶面上的液态铝层（14），位于所述液态铝层的上面的熔体层（16），以及位于所述熔体层（16）的上方的阳极（18），其中，所述阴极（12）的顶面具有由两个或更多凸起（30）形成的表面造型，所述阴极（12）的表面造型按以下方式进行布局与设置：所述阴极（12）顶面表面上的二十个点中至少有两个点设置有凸起（30），这些点位于所述液态铝层（14）与熔体层（16）之间的边界面（15）的一些区域的垂直下方，存在于所述边界面（15）中的参考波动形成潜势分布在所述区域中出现具有二十个最高值的波峰（34），其中，将参考波动形成潜势定义为在不具有带有表面造型的阴极（12）而是具有无表面造型的参考阴极的电解槽（10）工作期间出现在所述液态铝层（14）与熔体层（16）之间的边界面（15）中一个点处的波动形成潜势，所述参考阴极的其他结构与带有表面造型的阴极（12）相同，其中，所述参考阴极在电解槽（10）内在高度上设置为，使得所述液态铝层（14）和熔体层（16）在所述参考电极与阳极（18）之间的体积与电解槽（10）具有带有表面造型的阴极（12）时的体积相同。

3.根据权利要求1或2所述的电解槽，其特征在于所述阴极（12）顶面表面上的Y个点中至少有X个点设置有凸起（30），这些点位于所述液态铝层（14）与熔体层（16）之间的边界面（15）的一些区域的垂直下方，存在于所述边界面（15）中的参考波动形成潜势分布在所述区域中出现具有Y个最高值的波峰（34），

其中，X＝4且Y＝20，优选地，X＝6且Y＝20，特别优选地，X＝10且Y＝20，最优选地，X＝14且Y＝20，并且/或者

其中，X＝2且Y＝10，优选地，X＝3且Y＝10，特别优选地，X＝5且Y＝10，最优选地，X＝7且Y＝10，并且/或者

其中，X＝1且Y＝5，优选地，X＝2且Y＝5，特别优选地，X＝3且Y＝5，最优选地，X＝4且Y＝5。

4.根据权利要求1或3中至少一项权利要求所述的电解槽，其特征在于在所述阴极（12）顶面表面上的点处设置有凸起（30），所述点位于液态铝层（14）与熔体层（16）之间的边界面（15）的一些区域的垂直下方，存在于边界面（15）中的参考波动形成潜势分布在所述区域中出现波峰（34），至少一个所述凸起在位于液态铝层（14）和熔体层（16）之间边界面（15）中的点的垂直下方的点处具有其最大高度，参考波动形成潜势分布的波峰（34）在该点处具有最大值。

5.根据权利要求4所述的电解槽，其特征在于在所述阴极（12）顶部表面上的点处设置有凸起（30），所述点设置在所述液态铝层（14）和熔体层（16）之间边界面（15）的一些区域的垂直下方，存在于所述边界面（15）中的参考波动形成潜势分布在这些区域中出现波峰（34），所有所述凸起在位于所述液态铝层（14）和熔体层（16）之间边界面（15）中的点的垂直下方的点处具有最大高度，所述参考波动形成潜势分布的各波峰（34）在这些点处具有最大值。

6.根据前述权利要求中至少一项权利要求所述的电解槽，其特征在于俯视地看的至少一个所述凸起（30）的几何外轮廓与俯视地看的参考波动形成潜势分布的各波峰（34）的几何外轮廓至少基本相似。