[發明專利]一種鋁電解槽陰極電流分布監測和調節的方法及裝置

在審

• 申請號: 202011079774.X
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112267130A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 顏非亞;阮紹勇;楊幸雨
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李余江

本發明公開了一種鋁電解槽陰極電流分布監測和調節的方法及裝置，是在電解槽每組陰極鋼棒與槽周母線的連接處同時布置采集陰極電流數據的裝置和電阻調節盒，采集數據經過無線傳輸模塊實時發送至接收模塊、接收模塊將數據送至計算機處理，計算機進行處理診斷后，調用相應與陰極軟帶相并聯的電阻調節盒驅動裝置，匹配選用調節盒最合適的電阻值，從而將陰極鋼棒的電流量調整至最佳，達到各組陰極鋼棒電流量均勻分布的目的。采用本發明的方案鞥狗從源頭上采取有效、科學的手段去監測、調節，使電解槽長期保持高效、低耗、穩定生產，從而取得優秀的生產運行指標。

技術領域

本發明屬于電解鋁技術領域，尤其涉及對電解槽陰極電流分布進行監測、診斷、調節的系統和裝備。

背景技術

電解槽是鋁廠的主要設備。一個電解系列一般有200—300多臺電解槽相互串聯，強大的直流電流(200—800kA)從整流所正極流出后，依次進入每臺槽的立柱母線、陽極、電解質、鋁液、陰極、槽周母線等，最后返回整流所負極。在國內，對電解槽運行穩定的維持主要通過監測電解槽槽電壓和分析其變化來調整電解工藝，穩定電解槽，從而達到優化生產的目的。

自上世紀90年代開始，研究者們提出了通過監測鋁電解槽陽極電流分布的方法來判斷電解槽穩定的思路。陽極電流分布的均勻性和電解槽的穩定性密切相關，電解槽一旦出現陽極電流分布的嚴重不均，會造成槽電壓波動，磁場不穩定，鋁液波動無序絮亂，最終導致槽溫升高，槽況惡化，以至于發生病槽，嚴重影響技術經濟指標。近年來，針對陽極電流分布的監測和控制的系統和裝備在鋁廠得到一定的實施和應用，效果較好。

同樣，在電解生產中陰極電流分布的均勻性也與電解槽的穩定性密切相關，陰極電流分布不均勻往往意味槽內可能出現了多種不良或危險狀況，例如：爐膛不規整、陰極表面存在結殼或沉淀、陰極局部發生裂紋、陰極鋼棒被損壞等，這些不良狀況會造成槽內鋁液流速和形態的改變、鋁液面波幅的增加，最終導致槽溫升高，槽況惡化，影響電解槽的穩定性、安全性和生產運行指標。一般地，陽極電流分布數據經監測后，計算機發現分布嚴重不均勻狀況，會立即提醒生產人員進行參與，即可解決問題。而陰極電流分布的監測和調整，多年來受限于槽外陰極鋼棒和陰極軟帶的所處不利位置和特定結構，一直是人工不定期在強磁、高溫環境下采用測溫槍、萬用表等原始手段依次對每組陰極軟帶進行測量、記錄，最后形成簡單數據表供生產管理者查閱參考，更談不上及時對陰極電流分布進行直接干預和調整，從而去優化生產。

因此，在鋁電解領域，針對陰極電流分布監測和自動化調節的方法及裝置，至今處于研究和應用都空白的狀況。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種對鋁電解槽陰極電流分布監測和自動化調節的方法及裝置，達到讓電解槽生產時能盡可能保持陰極電流分布均勻，從而實現電解槽穩定、高效、低耗生產的目的。

本發明是這樣構成的：

在電解槽每組陰極鋼棒與槽周母線的連接處同時布置采集陰極電流數據的裝置和電阻調節盒，采集數據經過無線傳輸模塊實時發送至接收模塊、接收模塊將數據送至計算機處理，計算機進行處理診斷后，調用相應與陰極軟帶相并聯的電阻調節盒驅動裝置，匹配選用調節盒最合適的電阻值，從而將陰極鋼棒的電流量調整至最佳，達到各組陰極鋼棒電流量均勻分布的目的。

與現有技術相比，本發明從電解槽的運行電流著手監測和調節，而電解槽的運行電流是電解槽生產的動力和源頭，采用本發明的方案鞥狗從源頭上采取有效、科學的手段去監測、調節，使電解槽長期保持高效、低耗、穩定生產，從而取得優秀的生產運行指標。而且，本本發明的方案可以應對不同容量的電解槽陰極電流分布均勻性監測與調節，相比現有技術，有顯著的進步。

附圖說明

圖1為本發明的電路原理圖；

圖2為本發明的組成結構框圖；

圖3為本發明實施例的結構示意圖1；