炭阳极是预焙阳极铝电解槽非常重要的“导电和反应部件”。目前国内外使用的炭阳极，一般由铝导杆、钢——铝爆炸焊块、阳极钢爪、磷生铁环及阳极炭块组成。其中，阳极铝导杆和钢——铝爆炸焊块、钢——铝爆炸焊块与阳极钢爪一般通过直流氩弧焊连接；阳极钢爪与阳极炭块通过浇铸形成的磷生铁环连接。
受阳极铝导杆化学成分和表面质量、钢——铝爆炸焊块焊接质量、阳极钢爪导电性能、磷生铁浇铸饱满程度及阳极炭块性能等多重因素影响，国内各企业生产的炭阳极综合导电性能即电压降存在非常大的差异。因此，有必要对降低炭阳极导电性的途径开展研究。
本文立足某500kA铝电解槽炭阳极的组成，分上、中、下三部分对其理论和实测压降数据及影响炭阳极压降的因素展开讨论，并结合数据，提出降低压降的途径，供企业参考借鉴。
一、500kA铝电解槽炭阳极组成
500kA铝电解槽使用单块炭阳极，由铝导杆、钢——铝爆炸焊块、铸钢阳极钢爪、磷生铁环及阳极炭块组成。其各组成部分的化学成分和连接要求见下表1。
表1 炭阳极各组成部分的化学成分和连接要求
铝导杆中Al元素含量93～95%,Fe元素含量3～5%,Mg、Cu元素含量＜4%；
铝导杆与钢——铝爆炸焊块采用四面45°坡口、直流氩弧焊方式焊接。焊接前，要求铝导杆底部与钢——铝爆炸焊块铝面无缝隙。焊接后，焊缝宽度＞30mm；
钢——铝爆炸焊块钢面与铸钢钢爪上部焊接时，为了提高焊接效率，不开坡口，沿四面接触缝隙，采用CO2气体保护焊焊接。为了保证焊接强度，在阳极钢爪钢梁两侧，分别焊两个加强筋（兼具导电作用）；
铸钢钢爪的4个爪腿在蘸取煤油——石墨混合液后，通过机械辅助，与阳极炭块炭碗形成间隙配合，间隙之中注入液态磷生铁；
磷生铁通过中频感应炉熔炼。其中C元素含量控制在2.7～3.5%，P元素含量控制在0.8～1.2%，S元素含量＜0.2%。
二、500kA铝电解槽炭阳极理论压降及影响因素
铝导杆压降
500kA铝电解槽，水平母线均匀分布48组炭阳极。正常情况下，需承受500000A直流电流。假设铝导杆长度为L,横截面积为S,导入单个铝导杆电流为I,单个铝导杆平均电流密度为D,铝导杆电阻率为Pt。
那么铝导杆压降V为:
V＝I×Pt×L/S （1）
铝导杆的电阻率与温度存在关系：
即：Pt＝Po＋δt×αt（2）
Po：铝在20℃时的电阻率
αt：电阻率温度系数
δt：铝杆工作温度与20℃的温度差
铝导杆平均工作温度为80℃，铝在20℃时的电阻率为铝的电阻率温度系数约为0.00429Ω·m/I，因此，铝导杆在80℃时的电阻率Pt＝0.02912Ω·mm2/m。
实际情况下，铝导杆固定位置要随“母线提升作业”发生变化。综合考虑，铝导杆的有效导电距离取1700mm。
因此，铝导杆压降还要受到表面光洁度和化学成分等因素的影响，但总体影响较小。
总之，铝导杆压降占炭阳极总压降的比重较小，当然，炭阳极压降的影响因素除了铝导杆压降之外还有钢——铝爆炸焊块、阳极钢爪、铁——炭及阳极炭块压降，具体是如何影响的？我们明天再行探讨，欢迎大家继续关注！
