§6.3 阳极电压降
§6.3.1 阳极大母线电压降
取大母线平均温度t=66℃，?0=0.028??mm2/m，α=0.0038， 由此计算得：
?t??0?1???t??0.028?1?0.028?66??0.035??mm2/m (6-4)
前面计算得到阳极导杆50根，每根导杆的电流负荷为：
I?40000050?8333.33A 采用功率法求电压降，设阳极大母线长为：
I?660?24?40?23?16760mm 式中660为阳极块宽，40为预焙阳极间距。
大母线长一半为：
16760÷2=8380mm。
等断面变电流母线电压降由下式算出：
V?13IRI?4000008?50000A R??L8380t??0.035??260?1.945?10?3S580?所以
?V1母线=3?5000?01?.94?3510V=3 2.42m§6.3.2 阳极软母线电压降
软母线规格600mm×2mm，长度为1550mm，t=60℃， 则：
?t??0?1???t??0.028?1?0.038?60??0.0344??mm2/m ?V4000004?1550软母=600?2?321?0.0344=13.84mV 36
(6-5) (6-6)
(6-7)
(6-8)
§6.3.3 阳极立柱母线电压降
(1) 阳极焊点电压降（软母线与平衡母线焊点电压降、软母线下焊接点电压降及立柱母线与阴极母线焊接点电压降），取15mV。
(2) 平衡母线电压降，实测取14mV。
(3) 压接铝板及压接点的电压降8mV。得到阳极立柱母线电压降(包括软母线电压降)：
?V立母=13.84?15?14?8=50.84mV
§6.3.4 阳极炭块组电压降
(1) 阳极导杆电压降 设：铝导杆长度L，横截面积S，每根导杆通入的电流i，铝导杆的电阻系数?t代入下式：
?V导杆=i??t?L/S?4000002278?0.035??31.60mV (6-9) 50145?145(2) 导杆下部电压降 包括：铝-钢爆炸焊接区电压降10mV，钢爪压降24mV，钢-炭接触压降110mV。
(3) 卡具电压降11mV。
(4) 预焙炭块压降 按公式V炭=d??c?h计算。
?4式中?c——炭块电阻系数，400～900℃时，?c?55?10??cm；
d——炭块平均电流密度d=1/2（新块电流密度+残极电流密度）； h——炭块的平均导电高度，h=1/2(h1+h2)；
h1——新块有效导电高度，h1=新块高度-1/2炭碗中钢爪高度； h2——残极有效导电高度，h2=残极高度-1/2炭碗中钢爪高度；
h1?540?100490?112.3?490mm,h2?162.3?50?112.3mm,h??301.15mm 22设残极长为1400mm，宽为600mm， 则
1?400000400000?2 (6-10) d?????0.903A/cm?2?48?155?6648?140?60??V炭=0.903?55?10?4?30.115=0.1496V?149.6mV (6-11)
37
§6.4 阴极电压降
§6.4.1 槽底电压降
铝电解槽的槽底电压降指槽内铝液至阴极钢棒棒头之间的电压降，一般是0.3～0.5V。这包括铝液-阴极炭块、炭块本身、炭块-阴极钢棒以及钢棒本身的电压降。
由公式可计算：
B???V槽底=?L导?炭?103?3.93?10?2A2?2.87a3a?D阳 (6-13)
S????式中 L导——电流通过阴极炭块路径的长度，cm；
?炭——半石墨质炭块的电阻率，槽底炭块温度为850℃时，
3?炭=4.5??10??； cm A——槽膛宽度的一半3900/2=1950mm
200?20??150?20??37400mm2,374cm2? S——浇铸时阴极钢棒，
B——炭块宽度与炭缝之和，660+40=700mm，70cm； a——结壳厚度，取100mm；
D阳——阳极电流密度，为0.815A/cm2。 电流通过阴极炭块路径的长度L导按下式计算：
L导=2.5?0.92H?1.1h?132/b (6-14)
式中 H——阴极炭块高度（55cm）；
h和b——阴极钢棒的高度和宽度，在计算中取h=23cm，b=18cm, 故
L导=2.5?0.92?45?1.1?23?132/18?25.93cm (6-15)
将选择与求得的值代入公式中，得到炭块槽底电压降：
?V槽底=?25.93?4.5?10?3?3.93?10?2?1952?2.87?100?3100?70/374??0.815???431.3mV??
(6-16)
38
§6.4.2 阴极软母线电压降
阴极软母线长度取1000mm，截面200mm?2mm，共43片，母线平均温度90℃，?t?0.0376??mm2/m：
?V阴软=0.0376?1000400000?=16.49mV (6-17)
200?2?382?30§6.4.3 槽周阴极母线电压降
槽周阴极母线有A侧母线和B侧母线，其中A侧中间母线有4根，取长为6000mm，截面积600mm×200mm，端部母线有两根，取长为7000mm，截面积为600mm×200mm；B侧母线中间有2根，取长为5000mm，截面积为600mm×200mm，端部母线有两根，取长为2000mm，截面积为600mm×200mm。端部母线平均温度为90℃，?t?0.0376??mm2/m，可计算母线电压降：
6000400000??23.50mV800?300167000350000?V2?0.0376???54.83mV800?3008
5000400000?3?V3?0.0376???58.75mV800?3001620000000?V4?0.0376???7.83mV800?30016?V1?0.0376?因槽周阴极母线为并联形式，故槽周阴极母线电压降取其中最大值为：
?V槽周=58.75mV。
§6.4.4 焊点压降
阴极钢棒-铝棒爆炸焊压降取3mV，铝棒与软母线焊点之间的压降取5mV。
§6.5 阳极效应分摊电压降
阳极效应分摊的电压降按下式计算：
?V效应=??V??Vc?t (6-18)
1440 39
式中 ?——阳极效应次数（次/槽·日），取0.1次/槽·日；
V?——阳极效应发生时的槽电压（V）； Vc——平时的槽电压（V）；
t——阳极效应延续时间（min）取为5min。 电压由4V升至40V，可计算出：
?V效应=0.3??35?4??5?0.0323V?32.3mV (6-19)
1440
§6.6 连接母线压降
槽外母线包括整流所到厂房的输电线、厂房间连接母线及槽间线等。槽外母线均摊电压根据实测取60mV。
根据以上计算，可编制电解槽电压平衡表如表6-1所示。
表6-1 槽电压平衡表
部位 电压组成 阴极软母线 立柱母线 铝导杆 卡具 阳极部分 钢炭接点 钢爪 阳极 铝-钢焊点 阴极软母线 槽底压降 阴极部分 槽周阴极母线 阴极各接点 电解质
40
电压降，mV 13.84 50.84 31.60 11 110 24 149.6 10 16.49 431.3 58.75 8 1724 发热电压，mV 110 24 149.6 431.3 1724