專利名稱：一種鋁電解槽用陰極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鋁電解槽用陰極，涉及一種鋁電解惰性 可潤(rùn)濕性陰極，特別涉及新型鋁電解槽用惰性可潤(rùn)濕性陰極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今傳統(tǒng)鋁電解槽均采用碳陽(yáng)極和碳陰極，在電極生產(chǎn)和原鋁生產(chǎn)過(guò)程中排出大量C02、PAH和PFC，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害，研究制約著鋁工業(yè)的發(fā)展，不符合工業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。高效綠色鋁電解技術(shù)是革命性地升級(jí)傳統(tǒng)鋁電解技術(shù)的重大關(guān)鍵技術(shù)，以惰性電極完全取代碳電極，則無(wú)碳耗、無(wú)陽(yáng)極效應(yīng)，無(wú)碳陽(yáng)極生產(chǎn)工序，可以實(shí)現(xiàn)電解鋁生產(chǎn)過(guò)程溫室氣體零排放。通過(guò)變革電解槽結(jié)構(gòu)，用垂直式電極代替原有水平式電極，可提高單位鋁電解槽占地面積產(chǎn)能、降低極距，顯著降低電解鋁投資和生產(chǎn)成本，其技術(shù)將對(duì)世界鋁工業(yè)產(chǎn)生根本性的影響，徹底摘除原鋁生產(chǎn)“高能耗、高污染”的帽子。在高效綠色鋁電解技術(shù)中，惰性可潤(rùn)濕性陰極的設(shè)計(jì)要求至關(guān)重要，除材料本身要具有惰性可潤(rùn)濕性能外，做為新型電解槽的用陰極，更需要根據(jù)新電解條件下熔體內(nèi)流場(chǎng)、熱場(chǎng)的新的分布情況，設(shè)計(jì)合理的陰極外觀形狀，保證陰極材料在使用中可以更加有效的減少熔鹽的沖刷、腐蝕，提高陰極的使用壽命，同時(shí)增加陰極的有效導(dǎo)電面積，提高電流效率，實(shí)現(xiàn)良好的惰性可潤(rùn)濕陰極的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效減少電解槽熔鹽和鋁液對(duì)陰極的沖刷、腐蝕，增加陰極使用壽命，同時(shí)增加陰極導(dǎo)電面積，提高電流效率，降低陰極材料重量和制造成本的鋁電解槽用陰極。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案。一種鋁電解槽用陰極，其陰極為TiB2復(fù)合陰極，其特征在于其結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體形狀，長(zhǎng)為IO-IOOOmm,寬為10-50mm,高為30-500mm,上端有凸臺(tái)型陰極導(dǎo)桿保護(hù)管安裝臺(tái)，安裝臺(tái)臺(tái)厚2-4mm,距陰極頂端面20_25mm,底部棱角處倒圓角，圓角半徑15_30mm。陰極導(dǎo)桿連接孔可為1-10個(gè)。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述的陰極為長(zhǎng)方體形狀，各面為平整平面。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述的在陰極導(dǎo)電面沿縱向和橫向垂直開方形溝槽，方形槽深為l-5mm,槽寬3-5mm,槽間間隔為5_15_。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述陰極側(cè)面中縫開槽，槽形如“n”字，陰極兩側(cè)兩個(gè)大面完整，中縫槽寬度為5-20_，高度為從陰極導(dǎo)桿螺紋孔向下20mm處起至陰極底面,形成左右通縫,可以1-3條縫。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述陰極導(dǎo)電面開弧形溝槽，弧形溝槽的位置從陰極導(dǎo)桿螺紋孔向下IOmm處(以電極豎直放置為參照)處起始至陰極底端，圓弧半徑為20-50mm,弧形溝槽方向?yàn)檠厮椒较颉１緦?shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述陰極側(cè)面開圓形通孔，圓形孔直徑為05-30，個(gè)數(shù)為2-100個(gè)，孔心間距10-50mm。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，適合于高效綠色鋁電解技術(shù)，所用陰極材料為TiB2復(fù)合陰極材料，根據(jù)電解槽熔體及氣體流動(dòng)方式，設(shè)計(jì)出的異性陰極結(jié)構(gòu)，從而改變?nèi)垠w以及鋁液在陰極表面的流動(dòng)方式，最終達(dá)到提高惰性可潤(rùn)濕性陰極的使用壽命，提高電流效率。

圖I為導(dǎo)電面為完整平面的陰極圖；圖2為圖I側(cè)視圖；圖3為圖IA-A剖切圖；圖4為導(dǎo)電面沿縱向和橫向垂直開方形溝槽陰極圖；圖5為圖4側(cè)視圖；圖6為圖4A-A剖切圖；圖I為中縫開槽陰極圖；圖8為圖7側(cè)視圖；圖9為圖7A-A剖切圖；圖10為導(dǎo)電面開圓弧槽陰極圖；圖11為圖10側(cè)視圖;圖12為圖IOA-A剖切圖。圖13為側(cè)面開圓形通孔陰極圖；圖14為圖13側(cè)視圖；圖15為圖13A-A剖切圖圖例中(I)為陰極導(dǎo)桿連接孔，(2)為陰極底部倒圓角，(3)為陰極導(dǎo)桿保護(hù)管安裝臺(tái)。
具體實(shí)施方式
一種鋁電解槽用陰極，其陰極為TiB2復(fù)合陰極，其特征在于其結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體形狀，長(zhǎng)為lO-lOOOmm，寬為10_50mm，高為30_500mm，上端有凸臺(tái)型陰極導(dǎo)桿保護(hù)管安裝臺(tái)(3)，安裝臺(tái)(3)臺(tái)厚2-4mm,距陰極頂端面20_25mm,底部棱角處倒圓角(2),圓角半徑15_30mm。陰極導(dǎo)桿連接孔(I)可為圓孔或者方形孔，而且連接孔可以為1-10個(gè)。根據(jù)圖f圖3所示本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述的陰極為長(zhǎng)方體形狀，各面為平整平面。根據(jù)圖圖6所示本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于在所述的陰極導(dǎo)電面沿縱向和橫向垂直開方形溝槽，方形槽深為槽寬3-5mm,槽間間隔為5_15_。根據(jù)圖圖9所示本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述陰極側(cè)面中縫開槽，槽形如“ n ”字，陰極兩側(cè)兩個(gè)大面完整，中縫槽寬度為5-20mm，高度為從陰極導(dǎo)桿螺紋孔(I)向下20mm處起至陰極底面，形成左右通縫，可以1_3條縫。根據(jù)圖10 圖12所示本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述陰極導(dǎo)電面開弧形溝槽，弧形溝槽的位置從陰極導(dǎo)桿螺紋孔(I)向下IOmm處(以電極豎直放置為參照)處起始至陰極底端，圓弧半徑為20-50mm，弧形溝槽方向?yàn)檠厮椒较?。根?jù)圖13 圖15所示本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于在所述陰極側(cè)面開圓形通孔，圓形孔直徑為Φ5-30，個(gè)數(shù)為2-100個(gè)，孔心間距10-50mm。本實(shí)用新型的一種鋁電解 槽用陰極，采用硬質(zhì)合金鉆頭加工圓孔，采用車、銑、線切割等機(jī)械加工手段開槽和倒角加工。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，可采用擠壓成型一燒結(jié)方式形成圓孔、方孔、溝槽、倒角。本實(shí)用新型的一種鋁電解槽用陰極，也可采用模壓成型一機(jī)械加工一燒結(jié)方式形成圓孔、方孔、溝槽、倒角。
權(quán)利要求1.一種鋁電解槽用陰極，其陰極為TiB2復(fù)合陰極，其特征在于其結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體形狀，長(zhǎng)為IO-IOOOmm,寬為10-50mm,高為30-500mm,上端有凸臺(tái)型陰極導(dǎo)桿保護(hù)管安裝臺(tái)，安裝臺(tái)臺(tái)厚2-4mm,距陰極頂端面20_25mm,底部棱角處倒圓角，圓角半徑15_30mm,陰極導(dǎo)桿連接孔可為1-10個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于所述的陰極為長(zhǎng)方體形狀,各面為平整平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于在所述的陰極導(dǎo)電面沿縱向和橫向垂直開方形溝槽，方形槽深為槽寬3-5mm,槽間間隔為5_15_。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于在所述的陰極側(cè)面中縫開槽，槽形如“ n ”字，陰極兩側(cè)兩個(gè)大面完整，中縫槽寬度為5-20mm，高度為從陰極導(dǎo)桿連接孔向下20mm處起至陰極底面,形成左右通縫,可以1-3條縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于在所述的陰極導(dǎo)電面開弧形溝槽，弧形溝槽的位置從陰極導(dǎo)桿連接孔向下，以電極豎直放置為參照10_處起至陰極底端，圓弧半徑為20-50mm,弧形溝槽方向?yàn)檠厮椒较颉?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽用陰極，其特征在于在所述的陰極側(cè)面開圓形通孔，圓形孔直徑為05-30，個(gè)數(shù)為2-100個(gè)，孔心間距10-50mm。
專利摘要一種鋁電解槽用陰極，涉及一種鋁電解惰性可潤(rùn)濕性陰極，特別涉及新型鋁電解槽用惰性可潤(rùn)濕性陰極結(jié)構(gòu)。其特征在于其結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體形狀，上端有凸臺(tái)型陰極導(dǎo)桿保護(hù)管安裝臺(tái)，安裝臺(tái)臺(tái)厚2-4mm，距陰極頂端面20-25mm，底部棱角處倒圓角，圓角半徑15-30mm。本實(shí)用新型發(fā)明提供一種異型的惰性可潤(rùn)濕陰極外觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)電解槽熔體及氣體流動(dòng)方式，設(shè)計(jì)不同形狀的異性陰極結(jié)構(gòu)，從而改變?nèi)垠w以及鋁液在陰極表面的流動(dòng)方式，最終達(dá)到提高惰性可潤(rùn)濕性陰極的使用壽命，提高電流效率。本實(shí)用新型所提供的陰極材料主要適合于高效綠色鋁電解技術(shù)，所用陰極材料為TiB2復(fù)合陰極材料。
文檔編號(hào)C25C3/08GK202359210SQ20112047273
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者喬佳, 張剛, 張艷芳, 楊建紅 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司