[發明專利]垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置方法及配置系統

無效

• 申請號: 201010177109.4
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN101838826A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 梁學民;王有山;馮冰;劉靜;康曉東
• 申請（專利權）人: 河南中孚實業股份有限公司
• 主分類號: C25C3/16
• 分類號: C25C3/16
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 郭乃鳳

一.技術領域：本發明涉及一種鋁電解槽之間傳輸電流的導電方法及裝置，特別是涉及一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置方法及配置系統。

二.背景技術：我國鋁電解技術發展較快，特別是在近20年里，電解槽容量由180kA猛增到500kA，幾乎占總增長量的60％。這主要得益于在大型電解槽設計技術方面的突破和掌握。但在這20年里，電解過程的電流效率只增加了不足3％，直流電耗只降低了不足700kWh/t。分別只占總進步量的10％左右，這種現象的很大一部分原因是由傳統的電解槽結構所決定的。

生產實踐表明，傳統電解技術很難在4.0V槽電壓下穩定生產。對于傳統結構的電解槽，如果不在改進電解槽結構、材料特性和提高電解槽磁流體穩定性方面取得突破，大幅度降低槽電壓幾乎是不可能的。

電解槽在工作時，電流從陽極由上而下通過電解質層、鋁液層到達陰極炭塊上，當前世界上有的鋁電解槽在電流到達陰極炭塊后通過陰極鋼棒向兩側陰極母線分流，而由于鋼棒截面均勻且鑲嵌在炭塊的溝槽中，電流在從垂直方向通過炭塊進入鋼棒時，由于炭塊導電性遠低于鋼棒，電流在進入鋼棒時，會在炭塊中形成一定分量的向出電端的水平電流，這種電流產生的磁場會對金屬鋁液層產生一個波動的力，造成鋁液層的波動，從而影響電解生產，造成能耗高、效率低。目前，大型鋁電解槽對磁場影響很敏感，雖然對母線系列進行了大量的優化，但陰極電流分布還不盡合理，陰極導電體內的電流流向還達不到要求。

為了顯著提高電解槽磁流體穩定性，實現大幅度節能目標，目前已有陰極垂直電解槽方案發明專利，但是還沒有好的電解槽槽周圍母線配置方案。

三.發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種簡單適用的垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置方法；同時提供一種設計新穎、結構簡單、鋁液層內磁場小、穩定性高且能大幅度提高生產效率的垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統。

本發明為解決技術問題所采取的技術方案是：

一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置方法，包括以下步驟：

(1)在進電側和出電側分別設置24根陰極軟母線，使進電側和出電側的電流對稱分配，另外，將進電側和出電側分別設置的24根陰極軟母線分別分成八組，并且，每一組陰極軟母線從電解槽陰極鋼棒向下連接到一個槽底橫母線上，每一個槽底橫母線均由一根陰極母線作為引出線，在出電側設置六根立柱母線，每根立柱母線上均與八根陰極母線連接，該八根陰極母線分別由進電側陰極母線和出電側陰極母線組成；

(2)進電側中間的兩組陰極母線從進電側穿出，向上后再繞回到槽底，然后從槽底穿過后到出電側，且連接到出電側中間的兩根立柱母線上；出電側中間的四組陰極母線從出電側穿出，向上繞行后，靠近出鋁端的兩根連接到出電側中間靠近出鋁端的立柱母線上；靠近煙道端的兩根連接到出電側中間靠近煙道端的立柱母線上；

(3)進電側兩端的四組陰極母線從進電側穿出，向上后從電解槽出鋁端和煙道端繞行到出電側，連接到出電側兩端外側的兩根立柱母線上；出電側兩端最外側兩組陰極母線從出電側穿出，向上繞行后，連接在出電側出鋁端和煙道端端部的兩根立柱母線上；

(4)進電側兩端剩余的兩組陰極母線從進電側穿出，向上后再繞會到槽底，然后分別從槽底左、右端部穿過后到出電側，連接到出電側兩端內側兩根立柱母線上；出電側兩端剩余的兩組陰極母線從出電側穿出，向上后再繞行，連接到出電側端部內側的兩根立柱母線上。

所述進電側八組陰極軟母線的數量從一端到另一端依次是四根、三根、三根、兩根、兩根、三根、三根和四根；相對應地，所述進電側八組陰極軟母線的數量從一端到另一端依次是一根、五根、三根、三根、三根、三根、五根和一根。

將進電側兩端的各兩組陰極軟母線的槽底橫母線串聯在一起，并且將進電側兩端的各兩根陰極母線合二為一。

所述煙道端的陰極母線比出鋁端的陰極母線、出電側的陰極母線比進電側的陰極母線分別高出50～200mm。

一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，含有陰極軟母線、槽底母線、陰極母線和立柱母線，其特征是：

(1)鋁電解槽進電側和出電側分別設置24根陰極軟母線，所述進電側和出電側分別設置的24根陰極軟母線分別分成八組，每一組陰極軟母線從電解槽陰極鋼棒向下與一個槽底橫母線連接，每一個槽底橫母線均與一根陰極母線連接，作為引出線，在出電側設置六根立柱母線，每根立柱母線上均與八根陰極母線連接，該八根陰極母線分別由進電側陰極母線和出電側陰極母線組成；