新型阴极结构高效节能电解槽

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1、新型阴极结构高效节能电解槽铝电解的若干技术问题铝电解槽新结构新技术研讨阴极碳块纵向方向单凸起，一个间断。凸起高度9～15cm，宽17～35cm一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构阴极碳块纵向方向一个间断。凸起高度9～15cm，宽度17～35cm一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构第二种凸起与阴极碳块的纵向方向一致，三个间断。凸起高度9～15cm，宽度17～35cm一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构第三种：横向凸起与纵向凸起交叉排列一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构第四种：

2、在同一个阴极碳块上有一排横向凸起的阴极结构铝电解槽排与排之间的凸起相互交错第四种：在同一个阴极碳块上有两排横向凸起的阴极结构铝电解槽排与排之间的凸起相互交错一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构新型阴极结构高效节能电解槽阴极结构的设计原则。要使阴极铝液具有最小的铝液波动，为此：1）阴极碳块上的凸起结构，应使铝液能在竖立的凸起之间有流动性，且铝液的流速平稳，速度较小。2）凸起上表面的铝液层的高度不能太高，也不能太小。如太小容易使凸起展露于电解质熔体中，引起凸起的电化学腐蚀；太高，使减波的效果降低。比较适宜的应在高

3、出凸起上表面5cm左右。一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构各种阴极结构的比较：每种阴极结构都有减波和减少铝液流速的功能，但：第一种阴极结构：在阴极碳块的纵向方向和阴极周边有较大的铝液流速；第二种、第三种和第四种阴极结构无论是x方向还是y方向，铝液流速大大被减小，减波功能效果更好。展望：后两种新型阴极结构电解槽的阴极结构可能是未来的应用和发展方向。一、关于新型阴极结构电解槽的阴极结构目前，全国有一半的电解铝厂，使用和开始使用新型阴极结构高效节能的铝电解技术。所有已使用新型阴极结构电解槽技术的电解槽都取得了明显节

4、电效果，大多数电解铝厂的新型阴极结构电解槽的节电效果为电耗降低800～1000kW•h/t-Al，有的达到和1000kW•h/t-Al以上。其节电效果的差别与电解槽的工艺技术条件、操作方法和电解槽的设计有关。华东铝业200kA系列新型阴极结构电解槽于2009年6月份陆续启动和投产至今已经有一年了，其指标为：平均直流电耗为12043kW•h/t-Al，平均原铝可比交流电耗为12545kW•h/t-Al。平均铝锭综合交流电耗为12790kW•h/t-Al。2009年，国内铝厂平均铝锭综合交流电耗为14171kW•h/t-A

5、l，华东铝业系列新型阴极结构电解槽的平均铝锭综合交流电耗为12790kW•h/t-Al，比全国水平低1381kW•h/t-Al。二、新型阴极结构电解槽的应用情况三、关于新型阴极电解槽热平衡问题，以及槽内衬保温结构设计的原则新型阴极结构电解槽在槽电压降低以后，要按照如下的技术原则，实现给定电解工艺技术条件下的热平衡：在保证良好的工艺技术条件下，适当地降低电解槽内的铝液水平，以便于达到减少电解槽侧部散热损失的目的。铝水平下降后，阳极高度下降，槽膛上部空间增加，因此可增加上部保温氧化铝料层的厚度，以达到增加槽面保温，减少电解

6、槽上面的热损失的目的。槽膛的侧部不宜过于保温，适当的电解槽侧部散热型结构有利于形成较厚的槽帮结壳，减少阴极铝液的界面面积，减少铝的溶解损失，提高电解槽的电流效率，但在电解槽的四个角部，可在原设计的基础上，加强保温。为了减少电解槽的散热损失，可在电解槽阴极钢棒以下槽底以上的腰带形内衬处加强保温。要采取槽底适度保温的原则。槽底过度保温的后果是，阴极碳块上由铝水散发出的热量不能有效地从底部散出，而是将其传给铝水。科学合理的电解槽槽底内衬的保温，要满足如下的两个基本条件：1）紧贴阴极碳块下表面防渗料的温度在正常生产时约880℃

7、左右。2）阴极铝水上表面温度要高于底部的温度，从铝水到阴极碳块，再到阴极碳块下部的耐火材料，再到槽底钢板，要形成一个从上到下逐渐降低的温度梯度，要绝对防止阴极碳块上表面温度大于阴极内铝水的温度。新型阴极结构电解槽当槽电压降低采取上述保温措施后仍觉得电力不够，可适当强化一些电流，以增加电解槽的能量。三、关于新型阴极电解槽热平衡问题，以及槽内衬保温结构设计的原则四、关于新型阴极结构电解槽的电流效率问题使电流效率降低的因素很多，其中，阴极铝液面稳定性好坏对电流效率的高低有重要影响。新型阴极结构电解槽由于能使电解槽阴极铝液面的

8、稳定性有所改善，因此，有利于提高铝电解的电流效率。但是由于新型阴极结构电解槽极距的降低，又有使电流效率降低的一面。极距越低对电流效率的影响越大，因此，电解槽的电流效率要看二者的综合效果。重庆天泰铝业170kA新型阴极结构3台试验槽2年多的平均数据，在3.76伏左右的槽电压工作状态下，电流效率仍比系列对比传统电解槽电流效率高1％左右