[發(fā)明專利]一種五點(diǎn)進(jìn)電鋁電解槽母線配置結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210202224.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN103510120A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉忠瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C25C3/16
• 分類號(hào): C25C3/16
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大型鋁電解槽磁流體穩(wěn)定性母線配置結(jié)構(gòu)，具體涉及一種五點(diǎn)進(jìn)電鋁電解槽母線配置結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著我國鋁工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代大型鋁電解槽的系列電流強(qiáng)度正日益增大，按照法拉第定律的描述，在其他條件相等時(shí)，磁場將隨電流的增加而增加。而電解槽的生產(chǎn)電流產(chǎn)生的磁場與電解槽內(nèi)熔體電流相互作用產(chǎn)生的電磁力使槽內(nèi)熔體循環(huán)加速，導(dǎo)致鋁液面產(chǎn)生隆起、偏斜和波動(dòng)，甚至可能影響電解槽不能正常生產(chǎn)。因此為了實(shí)現(xiàn)電解槽磁流體的穩(wěn)定，在槽周圍母線設(shè)計(jì)上要求影響電解槽生產(chǎn)穩(wěn)定的重要因素——槽內(nèi)磁場分布特性（要求磁場值小，梯度小）變得更為重要，而且在母線斷面（電物理場）的設(shè)計(jì)上也必須做到母線系統(tǒng)各個(gè)部分電流分布均勻，以防止因電解槽陰陽極電流分布不均勻，使槽內(nèi)磁場分布曲線產(chǎn)生漂移，致使電解槽內(nèi)熔體的界面發(fā)生波動(dòng)，嚴(yán)重影響電解槽的正常生產(chǎn)。

在大型予焙槽的設(shè)計(jì)中，由于工程的需要及節(jié)省投資，通常要考慮兩排電解槽作為一個(gè)生產(chǎn)系列，而且兩排電解槽不能相距太遠(yuǎn)。因此在電解槽槽周圍母線系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須考慮鄰排槽的電流影響，從而使得電解槽煙道側(cè)及出鋁側(cè)補(bǔ)償?shù)拇艌鰪?qiáng)度不同，所走電流強(qiáng)度亦不同。以電解槽中心線為界，進(jìn)電側(cè)母線和出電側(cè)母線的左右兩側(cè)如采用相同的母線配置及規(guī)格，不僅會(huì)造成磁場補(bǔ)償力度不夠，而且會(huì)產(chǎn)生偏流現(xiàn)象，改變槽內(nèi)磁特性及熔體的流動(dòng)狀況，導(dǎo)致電解槽穩(wěn)定性遭受破壞，給生產(chǎn)操作帶來極大危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提供五點(diǎn)進(jìn)電鋁電解槽母線配置結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)既能取得良好的磁場補(bǔ)償效果，又能節(jié)省槽周圍母線用量，從而克服現(xiàn)有技術(shù)存在的磁場補(bǔ)償力度不夠，產(chǎn)生偏流現(xiàn)象，改變槽內(nèi)磁特性及熔體的流動(dòng)狀況，導(dǎo)致電解槽穩(wěn)定性遭受破壞等不足。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：設(shè)置5根進(jìn)電側(cè)立柱母線、5根出電側(cè)立柱母線；5根進(jìn)電側(cè)立柱母線與槽上部結(jié)構(gòu)的2組陽極大母線連接，2組陽極大母線分別與20組陽極、20組陰極炭塊及20組陰極鋼棒連接；在進(jìn)電側(cè)通過與陰極鋼棒焊接的20組陰極軟母線連接煙道端進(jìn)電側(cè)陰極母線、中間進(jìn)電側(cè)陰極母線、出鋁端進(jìn)電側(cè)陰極母線，并通過電解槽兩側(cè)槽側(cè)部母線、槽底穿行母線分別與下游槽的5根立柱母線連接；在出電側(cè)通過與陰極鋼棒焊接的20組陰極軟母線連接出電側(cè)陰極母線，出電側(cè)的陰極母線通過母線水平折疊或垂直折疊與下游槽的5根立柱母線連接。

煙道端與進(jìn)電側(cè)母線連接的陰極軟母線數(shù)量為9根，出鋁端與進(jìn)電側(cè)母線連接的陰極軟母線數(shù)量8根。

電解槽生產(chǎn)時(shí)，直流電流從上游電解槽分別進(jìn)入本槽的5根立柱母線，電流通過立柱母線進(jìn)入到槽上部結(jié)構(gòu)的陽極大母線上，再分配至各組陽極，然后流經(jīng)槽內(nèi)的熔體電解質(zhì)層、鋁液層，以及陰極炭塊、陰極鋼棒后，通過與陰極鋼棒焊接的進(jìn)電側(cè)陰極軟母線導(dǎo)入煙道端進(jìn)電側(cè)陰極母線、中間進(jìn)電側(cè)陰極母線、出鋁端進(jìn)電側(cè)陰極母線，再通過槽側(cè)母線或槽底穿行母線分別匯入下游槽的5根立柱母線，在出電側(cè)母線也通過陰極軟母線流出，?經(jīng)過出電側(cè)的陰極母線后也分別匯入下游槽的5根立柱母線。

在以上所述的構(gòu)成中有以下特點(diǎn)：

1）?設(shè)置5根立柱母線和40根陰極母線，進(jìn)出電兩側(cè)電流對(duì)稱分配。?5根立柱母線上的陰極母線由進(jìn)、出電側(cè)軟母線相加總數(shù)相同均為8根。

2）?電解槽進(jìn)電側(cè)的陰極母線及槽側(cè)母線采用大斷面，并使進(jìn)電側(cè)電解槽兩端的電流流向下游槽的中間立柱母線；進(jìn)電側(cè)中部的電流流向下游槽的端頭立柱母線；中間部分進(jìn)電側(cè)母線的電流流向下游槽的中心立柱母線；

3）?電解槽出電側(cè)的陰極母線采用小斷面，并使出電側(cè)電解槽兩端的電流流向下游槽的端頭立柱母線；出電側(cè)中部的電流流向下游槽的中間立柱母線，出電側(cè)中間的電流流向下游槽的中心立柱母線。?

本發(fā)明與原有電解槽技術(shù)相比，通過電流路徑等距離母線配置，陰極母線槽底弱補(bǔ)償，立柱母線等比進(jìn)電，進(jìn)、出電側(cè)陰極母線采用多層母線非對(duì)稱配置，出電側(cè)陰極母線還采用母線水平折疊或垂直折疊的方式來增加其至下游槽立柱母線距離等結(jié)構(gòu)，以達(dá)到最佳電、磁、流體特性相配關(guān)系，使大型預(yù)焙電解槽獲得合理的槽內(nèi)磁場分布和穩(wěn)定的熔體流速場，從而確保電解槽生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和較高的電流效率。此外本陰極母線配置結(jié)構(gòu)中，所有的進(jìn)電側(cè)陰極母線既是正常生產(chǎn)時(shí)的導(dǎo)電母線，又是短路時(shí)短路母線，而且與正常生產(chǎn)時(shí)電流的走向完全相同。這不僅在單一電解槽停槽時(shí)對(duì)鄰近電解槽的運(yùn)行影響最小，而且也節(jié)省了母線用量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖。圖中左端為煙道端，右端為出鋁端，下側(cè)為進(jìn)電側(cè)，上側(cè)為出電側(cè)。

具體實(shí)施方式：