陰極壓降

陰極壓降是槽工作電壓組成的一部分。為降低陰極電壓降，從電解槽焙燒啟動開始就應注意以下幾點：

（1）防止炭塊過量吸收電解質；

（2）電解溫度的波動要小；

（3）根據槽況，控制加料量，減少槽內沉澱數量；

（4）在正常生產過程中，技術參數要合理和穩定，提高操作質量，努力減少槽內沉澱量和爐底結殼。

工業槽的陰極電壓降一般為0.3~0.4V，測量陰極電壓降，以及用釺子檢查陰極表面狀態，可了解電解槽的陰極狀態，是否存在軟沉澱和硬的結塊。又依據鋁中鐵含量和硅含量是否升高，可判斷陰極和側壁SiC是否發生破損。

電解槽的陰極電壓降值如果普遍增大，通常表示一種冷行程的趨勢（可由溫度和分子比加以佐證）。這種趨勢是可以糾正的，亦即增大系列電流，相當於增大功率輸入。

由於陰極老化，陰極電壓降的數值逐年緩慢增大，這是合理的。

電解槽在運行過程中，槽底會形成沉澱和結殼，陰極炭塊的性質會發生變化，一旦陰極炭塊出現裂紋會使陰極鋼棒和炭塊間的電阻增加，使陰極壓降大幅度增加。測量爐底電壓降，既可了解爐底變化情況，為正確調整技術條件提供依據，也可為改進電解槽砌築安裝積累資料，因此一般定期安排進行測量。

確認槽號，準備並檢查測量工具（數字電壓表、補償導線2根、測量棒2根、多功能天車、炭渣瓢、記錄本)。

測量作業實施如下：

（1）測量點選擇。測量點數可根據需要決定，一般出鋁洞口處，A、B兩面有代表性的地方（例如，大面全長的1/2處）。

（2）連接導線。用導線將數字電壓表和測量棒連接好，將用作負極的測量棒連接到電壓表的負極接線柱，將用作正極的測量棒連接到電壓表的正極接線柱。

（3）打開測量洞。預熱需要預熱的工具，打開出鋁口測量點的槽蓋板，用炭渣瓢打撈結殼塊及炭渣。

（4）進行測量。如下圖所示，先使接負極的測量棒插在測量點對應的陰極鋼棒與軟母線的接合點；再使接正極的測量棒呈約45°的角度與爐底接觸，注意測量棒不能與陽極接觸；在電壓表讀數穩定后以10mA為單位讀數記錄；每個測量點進行兩次測量。

（1）用結殼塊堵好測量洞，清掃槽沿板衛生，蓋好槽蓋板，把工具送回指定地方放置。

（2）計算本次測量過程中兩次測量值的平均值。

（3）把測量記錄提交相關人員，並按規程輸入槽控機系統。

（4）本次測量值與前一次的測量值超過±50mV的差值時，或本次測量過程中兩次測量值相差大於5%時，要重新測量。

當測量槽發生效應時，或對地電壓異常時，或降電流時，暫停測量。

陰極壓降對電解生產沒有實質性的意義。但依據“區域能量自耗”理論，陰極須維持一定的發熱量來維持陰極區 陰極壓降域的能量平衡。另外由於電解槽的電流效率隨陰極電流密度的增大而提高，因此，如能降低陰極電阻，而通過提高陰極電流密度來維持陰極區域的發熱量，減少無謂的能量產生，這恰是採用低電阻率陰極的本意所在。無論是電解槽改造還是新開發大型電解槽，越來越多地採用低電阻率陰極。實踐證明，這種策略不僅可以提高電流強度，也可以降低單位能耗。因此，是實現電解生產節能非常有效的途徑之一。

對電解槽電壓的分解研究表明，在極間有約250mV的壓降是由於陽極氣體不能及時排除、在電解質中形成了氣體填充率很高的氣—液相層所致。這層混合層不僅增加了電解質電阻，而且會增加金屬鋁的氧化，降低電流效率。近幾年出現且被普遍採用的加槽陽極在一定程度上解決了陽極氣泡電阻問題。眾多理論研究表明，加槽陽極可以降低氣泡電壓100~200mV。加槽陽極的優勢在高極距時的作用比較小。因為那時極低間有足夠的氣體釋放空間。在配合低極距低電壓生產時則尤其見效。因此，加槽陽極的採用，應配合穩定的磁流體設計以實現低極距生產，否則，效果將不會明顯。