[發(fā)明專利]一種鋁電解槽立柱母線的配置方法及配置結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810305426.2
• 申請(qǐng)日: 2008-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101597773A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏非亞;周鐵托;楊朝紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋁國(guó)際技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C25C3/16
• 分類號(hào): C25C3/16
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 吳無(wú)懼

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種鋁電解槽，特別涉及一種鋁電解槽立柱母線的配置方法及配置結(jié)構(gòu)。

技術(shù)背景：

目前通用的鋁電解槽均為長(zhǎng)方體，其內(nèi)部裝有900~1000？左右的熔融冰晶石電解液和鋁液。在鋁電解槽的上方，按長(zhǎng)軸方向設(shè)有多根立柱母線，電流由此進(jìn)入槽上的陽(yáng)極梁。懸掛在陽(yáng)極梁上的碳素陽(yáng)極浸入到電解液中，與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鋁液，鋁液定期地被專有設(shè)備吸出槽外。在鋁電解槽的下部，設(shè)置有內(nèi)置鋼棒的碳素陰極，在碳素陰極的兩側(cè)連接有陰極母線，遠(yuǎn)離下游槽的一側(cè)稱之為進(jìn)電側(cè)，靠近下游槽的一側(cè)稱之為出電側(cè)。電流通過(guò)進(jìn)出電側(cè)的陰極母線匯集到下一臺(tái)鋁電解槽的立柱母線上。

同時(shí)，隨著現(xiàn)代予焙陽(yáng)極鋁電解槽技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋁電解槽的生產(chǎn)電流強(qiáng)度不斷增加，按照法拉第定律的描述，在其他條件相等時(shí)，磁場(chǎng)將隨電流的增加而增加，磁場(chǎng)的增加使電解槽內(nèi)的磁環(huán)境的穩(wěn)定性也越來(lái)越重要，因電解槽陰陽(yáng)極電流分布不均勻，就會(huì)使槽內(nèi)磁場(chǎng)分布曲線產(chǎn)生漂移，改變槽內(nèi)磁特性及熔體的流動(dòng)狀況，致使電解槽內(nèi)熔體的界面發(fā)生波動(dòng)，嚴(yán)重地干擾電解槽的正常生產(chǎn)。目前為確保電解槽內(nèi)的磁環(huán)境的穩(wěn)定性，在電解槽的設(shè)計(jì)上，等電流多點(diǎn)立柱母線的進(jìn)電模式可以使得槽內(nèi)熔體流速相對(duì)均勻，同時(shí)出于考慮母線鑄造、施工等便利的原因，大多采用立柱母線同等截面的配置。按照這樣的配置，由于電解槽進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)在電流路徑上的差異(進(jìn)電側(cè)電流流入下游槽的路徑長(zhǎng))，按照歐姆定律，勢(shì)必要在進(jìn)電側(cè)至下游槽立柱母線的路線上設(shè)置較大的母線截面以平衡全槽的電流分配。防止因電解槽陰陽(yáng)極電流分布不均勻。以240KA鋁電解槽為例：采用等電流大面四點(diǎn)進(jìn)電立柱等截面的配置，進(jìn)電側(cè)至下游槽立柱母線的陰極母線截面就必須增大，導(dǎo)致其重量約14.4t，出電側(cè)至下游槽立柱母線的陰極母線重約4.4t，這對(duì)于工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性而言是不太合適的。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種制作簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理、建設(shè)經(jīng)費(fèi)低的鋁電解槽生產(chǎn)中立柱母線截面不相等的配置方法及配置結(jié)構(gòu)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案：鋁電解槽立柱母線的配置方法是將現(xiàn)有進(jìn)電側(cè)至下游槽立柱母線路徑上的陰極母線的截面面積降低，并根據(jù)鋁電解槽進(jìn)出電側(cè)連接碳素陰極與立柱母線的陰極母線距離來(lái)制定立柱母線截面的大小，制定標(biāo)準(zhǔn)為陰極母線距離越長(zhǎng)立柱母線截面越大。

鋁電解槽立柱母線的配置結(jié)構(gòu)包括鋁電解槽，在鋁電解槽上方設(shè)置有陽(yáng)極立柱母線，在鋁電解槽的槽底設(shè)有碳素陰極，在碳素陰極兩端連接有陰極母線，陰極母線的另一端與下一個(gè)鋁電解槽上方的立柱母線連接，位于鋁電解槽上方的陽(yáng)極立柱母線的截面面積由鋁電解槽的長(zhǎng)軸兩側(cè)向中間依次減小，其減少的截面面積為5～15％。

連接碳素陰極與立柱母線的陰極母線的長(zhǎng)度由鋁電解槽的兩端向中心逐步縮短。

陰極母線的截面面積隨著其距下游槽立柱路徑的長(zhǎng)短而變化。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明通過(guò)針對(duì)現(xiàn)有立柱母線等截面，陰極母線進(jìn)電側(cè)路徑長(zhǎng)出電側(cè)路徑短，進(jìn)電側(cè)陰極母線粗、出電側(cè)陰極母線細(xì)的現(xiàn)象對(duì)現(xiàn)有電解槽的布置方法及結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將其改為立柱母線截面不相等，降低進(jìn)電側(cè)陰極母線截面的配置方式，由于在立柱母線采用了截面變化方式，使得全槽電流分配的平衡較為容易，在保障生產(chǎn)安全電流密度運(yùn)行的同時(shí)，又節(jié)省母線的用量，節(jié)約了基建投資；以現(xiàn)有的240KA鋁電解槽為例：采用等電流大面四點(diǎn)進(jìn)電立柱等截面的配置，進(jìn)電側(cè)陰極母線重約14.4t，出電側(cè)陰極母線重約4.4t，采用本發(fā)明后，進(jìn)電側(cè)陰極母線可減少用量約1.6t。對(duì)于一個(gè)年產(chǎn)15萬(wàn)噸原鋁的廠而言，其系列安裝槽數(shù)236臺(tái)，采用本發(fā)明則可節(jié)約377.6t鋁，若按照每噸鑄造鋁25000元計(jì)算，基礎(chǔ)建設(shè)投資將減少944萬(wàn)元左右，這對(duì)于工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性是非常有利的。因此本發(fā)明具有很好的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有鋁電解槽陰極母線的布置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：??如圖1所示，在鋁電解槽1上方設(shè)置有陽(yáng)極立柱母線2，在鋁電解槽1的槽底設(shè)有碳素陰極3，在碳素陰極3兩端連接有陰極母線4，陰極母線4的另一端與下一個(gè)鋁電解槽上方的立柱母線連接，陰極母線4的布置方式與現(xiàn)有陰極母線的布置結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，然后通過(guò)進(jìn)出電側(cè)陰極母線的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算或測(cè)量各陰極母線的電流強(qiáng)度差，然后通過(guò)改變所連接陽(yáng)極立柱母線2的截面面積來(lái)調(diào)整進(jìn)入下一鋁電解槽電流的強(qiáng)度，根據(jù)歐姆定律，截面積大、電阻小，因此調(diào)整后的鋁電解槽1上的立柱母線2的截面面積由兩側(cè)向中間依次減小。

以五點(diǎn)進(jìn)電的300KA的鋁電解槽為例，其正常生產(chǎn)時(shí)電流由陽(yáng)極的立柱母線2導(dǎo)入到碳素陰極3經(jīng)過(guò)陰極母線后，匯集到下游槽的5根立柱母線2上，在鋁電解槽1端部的兩根立柱母線的截面為350×400mm，靠近鋁電解槽中部的兩根立柱母線截面尺寸為350×360mm，鋁電解槽正中間的立柱母線截面尺寸為350×330mm。從而形成立柱母線逐漸變化的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了全槽電流分布的均勻性。