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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113073358A(43)申请公布日2021.07.06(21)申请号202110365424.8(22)申请日2021.04.06(71)申请人李欣地址110000辽宁省沈阳市沈河区小西路66号5-3-2(72)发明人李欣(74)专利代理机构沈阳圣群专利事务所(普通合伙)21221代理人王钢(51)Int.Cl.C25C3/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图10页(54)发明名称一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构(57)摘要本发明涉及一种铝电解技术中的电解槽,尤其涉及一种电解槽中的复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构。阴极炭块下部通过炭糊扎固或生铁浇铸固定阴极钢棒,阴极钢棒露出阴极炭块下部的区域用耐火防渗浇注料浇注,在阴极炭块钢棒槽内靠近阴极炭块端部处的阴极钢棒截面变小,在区域由此所形成的空间用耐高温可压缩材料填充,在阴极炭块中部下方的阴极钢棒端部外侧设有耐高温可压缩材料。本发明的优点效果:本发明不仅实现大幅度降低铝液中水平电流和阴极压降,又能在阴极炭块端部形成一个规整的空间,有效减少阴极炭块端头部位的水平散热,有利于形成良好的炉帮及伸腿形状,提高了电解槽的磁流体稳定性和热平衡稳定性,有利于进行内衬设计和热平衡设计,大幅度降低此处漏槽的机率。CN113073358ACN113073358A权利要求书1/1页1.一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于阴极炭块下部通过炭糊扎固或生铁浇铸固定阴极钢棒,阴极钢棒露出阴极炭块下部的区域用耐火防渗浇注料浇注,在阴极炭块钢棒槽内靠近阴极炭块端部处的阴极钢棒截面变小,在区域由此所形成的空间用耐高温可压缩材料填充。2.根据权利要求1所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于在阴极炭块下部露出的每根阴极钢棒两侧焊接锚固钢筋,锚固钢筋设在耐火防渗浇注料内,在阴极炭块中部下方的阴极钢棒端部外侧设有中部耐高温可压缩材料。3.根据权利要求2所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于锚固钢筋以设在耐火防渗浇注料内的阴极钢棒长度方向设置,靠近阴极炭块中间的锚固钢筋向阴极钢棒伸出端倾斜,靠近阴极钢棒伸出端的锚固钢筋向阴极炭块中心倾斜,设在耐火防渗浇注料内的阴极钢棒长度方向中部区域的锚固钢筋与阴极钢棒垂直设置;阴极钢棒截面变小处为阶梯式变小或渐变式变小。4.根据权利要求1所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于中部耐高温可压缩材料的外侧上部填充炭糊料,靠近阴极炭块中间的阴极钢棒端面镶嵌在中部耐高温可压缩材料内。5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于阴极钢棒伸出端下折。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于阴极钢棒伸出端横截面积增大。7.根据权利要求3所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于阴极炭块中部区域对应的阴极钢棒上的锚固钢筋为垂直插入阴极炭块的钢钉,钢钉的另一端用钢制连接带与阴极钢棒焊接。8.根据权利要求3所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于在阴极钢棒内设置铜棒或铜合金棒,铜棒或铜合金棒有一处或多处变径,使阴极钢棒的电阻率从中部耐高温可压缩材料一端向伸出端变大。9.根据权利要求8所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于在阴极钢棒两侧外表面刷斑马条纹状绝缘或高电阻率材料,斑马条纹状绝缘或高电阻率材料从阴极钢棒的中部向伸出端变大。10.根据权利要求1所述的一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构,其特征在于在阴极炭块中部下方的阴极钢棒端部外侧上部填充炭糊料,下部浇注防渗浇注料,在阴极炭块下部露出的每根阴极钢棒两侧焊接锚固钢筋,锚固钢筋全部向阴极炭块中心倾斜。2CN113073358A说明书1/5页一种复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构技术领域[0001]本发明涉及一种铝电解技术中的电解槽,尤其涉及一种电解槽中的复合阴极钢棒和阴极炭块组的结构。背景技术[0002]当今铝电解技术的发展趋势是以电解槽大型化和高稳定性为主线,努力追求电解槽高电流效率和低电耗。这种发展趋势对电解槽内铝液中水平电流、阴极组压降的设计提出了更高的要求,同时也要兼顾电解槽的区域热平衡。阴极结构(或钢棒)的设计是目前的研究热点之一。[0003]专利CN101451249B提出一种在阴极炭块下部或下面设置导电体,电流直接从槽底流出的阴极结构,可以从根源上消除铝液中的水平电流,但由于安全方面的考虑,该方法并未大规模工业应用;专利CN102268695A和US6231745B1提出以高导电特性的铜或其他高导电率材料取代钢棒或部分钢棒的阴极集流方式,可将水平电流由铝液层转移至阴极炭块底部,减小铝液体中的