[实用新型]铝电解槽用异型阴极钢棒

说明书

技术领域

本实用新型属于铝电解技术领域，特别是涉及一种铝电解槽用异型阴极钢棒。

背景技术

阴极钢棒是阴极体系的主要组成之一，其应用情况对电解槽的各项运行指标有直接影响。在电解槽焙烧启动及电解过程中，炭块和导电棒之间会产生有差异的热膨胀，使导电棒、阴极炭块、槽侧部之间的应力发生变化，垂直的槽面和导电棒之间的作用力产生的热应力导致压力集中在槽侧部，张力集中在底部的炭块上，当张力超出材料的拉伸强度时，阴极炭块就会出现断裂、裂纹，导致铝液侵入炭块内部腐蚀钢棒造成电解槽破损、漏槽甚至出现系列停电事故。底块裂纹及早期电解质和金属渗透可能造成底块平面快速膨胀，随之内衬大范围损坏，槽壳变形直到铝液被导电棒中熔化的大量铁污染，从而停槽。

近年来国内各科研院所及相关高校，在电解铝节能技术、应用方面做了大量实验研究，先后出现异型阴极、双钢棒、高导电钢棒等节能技术。但是，大多数阴极钢棒的研究重点集中在材质、性能、节能降耗效果等方面，没有能够有效解决以上问题的技术。因此，研究如何减少以及避免钢棒热膨胀引起的阴极裂纹甚至早期破损现象很有现实意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种结构简单，能够有效分散槽内部应力、调整电流分布、减缓铝液波动，且减少破损风险、保证电解槽安全稳定运行的铝电解槽用异型阴极钢棒。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

设计一种铝电解槽用异型阴极钢棒，包括阴极钢棒本体，该阴极钢棒本体的横截面为非矩形结构，或者横截面为矩形结构，其整体沿长度方向为变截面变化结构。

其中，所述阴极钢棒本体的横截面为弓形结构，其整体沿长度方向为等截面变化结构或者变截面变化结构。

其中，所述变截面变化结构为连续形变截面变化结构或者阶梯形变截面变化结构。

本实用新型技术方案的有益效果是：

1.在结构上，本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒通过将阴极钢棒本体的横截面设计为非矩形结构，或者横截面为矩形结构，其整体沿长度方向为变截面变化结构，从而增大钢棒与炭块的接触面，分散钢棒自身所受电解槽内部应力的作用，减少局部承受的热冲击，减小热膨胀的幅度；减少阴极裂纹的产生、电解槽早期破损及漏槽风险，有助于电解槽的长期稳定运行及提高槽寿命；以及能够有效改善电流分布、稳定铝液波动。

2.在结构上，本实用新型所述阴极钢棒本体的横截面为弓形结构时，其整体沿长度方向为等截面变化结构或者变截面变化结构；其中，所述变截面变化结构为连续形变截面变化结构或者阶梯形变截面变化结构；实施例较多，结构形式灵活多样，易于推广实施。

3.本实用新型使用时，可根据实际情况灵活应用，满足不同的用户需求。即可根据具体电解槽槽型进行设计，具体尺寸根据生产实际需要确定；而且，根据设计的新型钢棒，阴极炭块燕尾槽做适当调整；其中，阴极组装采用磷生铁浇筑工艺或者人工扎固方式组装；因而，操作使用方便。

4、综上，本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒结构简单，操作使用方便，能够有效分散槽内部应力、调整电流分布、减缓铝液波动，且减少破损风险、保证电解槽安全稳定运行，而且，实施例较多，结构形式灵活多样，因此，非常适于推广实施。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒的结构示意图之一；

图2为图1所示铝电解槽用异型阴极钢棒的侧视结构示意图；

图3为本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒的结构示意图之二；

图4为图3所示铝电解槽用异型阴极钢棒的侧视结构示意图之一；

图5为图3所示铝电解槽用异型阴极钢棒的侧视结构示意图之二；

图6为本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒的结构示意图之三；

图7为图6所示铝电解槽用异型阴极钢棒的侧视结构示意图；

图8为本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒的结构示意图之四；

图9为图8所示铝电解槽用异型阴极钢棒的侧视结构示意图；

图中序号：1、阴极钢棒本体。

具体实施方式                            

实施例一：

参见图1-2，图中，本实用新型铝电解槽用异型阴极钢棒，包括阴极钢棒本体1，该阴极钢棒本体的横截面为弓形结构，其整体沿长度方向为等截面变化结构或者变截面变化结构。