專利名稱：電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽電流供給裝置的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型鋁電解槽槽周圍母線電流配置。
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，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，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)計上也必須做到母線系統(tǒng)各個部分電流分布均勻，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，嚴(yán)重影響電解槽的正常生產(chǎn)。
在大型予焙槽的設(shè)計中，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，不僅會造成磁場補(bǔ)償力度不夠，而且會產(chǎn)生偏流現(xiàn)象，改變槽內(nèi)磁特性及熔體的流動狀況，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)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的電解槽磁流體不穩(wěn)定，產(chǎn)生偏流現(xiàn)象，導(dǎo)致電解槽穩(wěn)定性遭受破壞，給生產(chǎn)操作帶來極大危害等不足。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的電解槽的母線包括陰極軟母線、進(jìn)電側(cè)陰極母線、槽底穿行母線、槽側(cè)母線、出電側(cè)陰極母線、下游槽立柱母線，電解槽內(nèi) 50%的電流，通過進(jìn)電側(cè)的陰極軟母線流出，分別流入進(jìn)電側(cè)陰極母線或槽底穿行母線，再通過槽側(cè)母線分別匯入下游槽的4根立柱母線，在出電側(cè)母線也通過陰極軟母線流出 50%的電流，經(jīng)過出電側(cè)的陰極母線后也分別匯入下游槽的4根立柱母線。
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；電解槽中間的電流流向下游槽的端頭立柱母線；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；電解槽中間的電流流向下游槽的中間立柱母線。
電解槽進(jìn)電側(cè)的陰極母線及槽側(cè)母線采用的斷面為500cm2 2000cm2，電解槽出電側(cè)的陰極母線采用的斷面為50cm2 500cm2。
出電側(cè)陰極母線采用水平折疊或垂直折疊方式。
電解槽生產(chǎn)時，直流電流從上游電解槽分別進(jìn)入本槽的4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)入進(jìn)電側(cè)陰極母線或槽底穿行母線，再通過槽側(cè)母線分別匯入下游槽的4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4根立柱母線。
在以上所述的構(gòu)成中，4根立柱母線為等電流分配方式，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；電解槽中間的電流流向下游槽的端頭立柱母線。而出電側(cè)的陰極母線采用小斷面，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；電解槽中間的電流流向下游槽的中間立柱母線，以達(dá)到電流平衡的目的。
本發(fā)明與原有電解槽技術(shù)相比，采用電流路徑等距離母線配置、陰極母線槽底弱補(bǔ)償，同時通過改變母線高度、截面和電流量，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方案中，所有的陰極母線既是正常生產(chǎn)時的導(dǎo)電母線，又是短路時短路母線，而且與正常生產(chǎn)時電流的走向完全相同。這不僅在單一電解槽停槽時對鄰近電解槽的運(yùn)行影響最小，而且也節(jié)省了母線用量。
本發(fā)明特點(diǎn)在于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方案。


圖1為本發(fā)明的示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例方式電解槽7的母線包括陰極軟母線1、進(jìn)電側(cè)陰極母線2、槽底穿行母線3、槽側(cè)母線4、出電側(cè)陰極母線5、下游槽立柱母線6，電解槽7內(nèi) 50%的電流，通過進(jìn)電側(cè)的陰極軟母線1流出，分別流入進(jìn)電側(cè)陰極母線2或槽底穿行母線3，再通過槽側(cè)母線4分別匯入下游槽的4根立柱母線6，在出電側(cè)母線也通過出電側(cè)陰極軟母線1流出 50%的電流，經(jīng)過出電側(cè)的陰極母線5后也分別匯入下游槽的4根立柱母線6。
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；電解槽中間的電流流向下游槽的端頭立柱母線；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；電解槽中間的電流流向下游槽的中間立柱母線。
電解槽進(jìn)電側(cè)的陰極母線及槽側(cè)母線采用的斷面為500cm2 2000cm2，電解槽出電側(cè)的陰極母線采用的斷面為50cm2 500cm2。
出電側(cè)陰極母線采用水平折疊或垂直折疊方式，如出電側(cè)陰極母線5即為折疊結(jié)構(gòu)。
電解槽生產(chǎn)時，直流電流從上游電解槽進(jìn)入本槽的進(jìn)電側(cè)4根立柱母線6，電流經(jīng)等電流4根立柱母線進(jìn)入到槽上部結(jié)構(gòu)的2組陽極大母線上，然后通過16組陽極再流經(jīng)槽內(nèi)的熔體電解質(zhì)層、鋁液層，以及20組陰極炭塊、20組陰極鋼棒后，在進(jìn)電側(cè)通過與陰極鋼棒焊接的20組陰極軟母線1導(dǎo)入進(jìn)電側(cè)陰極母線2或1根槽底穿行母線3，再通過2側(cè)槽側(cè)部母線4分別匯入下游槽的4根立柱母線6 ；在出電側(cè)通過與陰極鋼棒焊接的20組陰極軟母線導(dǎo)入出電側(cè)陰極母線6，出電側(cè)的陰極母線通過母線水平折疊或垂直折疊也分別匯入下游槽的4根立柱母線6。以上各段陰極母線和下游槽立柱母線分別通過焊接相連。
權(quán)利要求
1.一種電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法，其特征在于電解槽(7)的母線包括陰極軟母線⑴、進(jìn)電側(cè)陰極母線⑵、槽底穿行母線⑶、槽側(cè)母線⑷、出電側(cè)陰極母線(5)、下游槽立柱母線(6)，電解槽⑵內(nèi) 50%的電流，通過進(jìn)電側(cè)的陰極軟母線⑴流出，分別流入進(jìn)電側(cè)陰極母線⑵或槽底穿行母線⑶，再通過槽側(cè)母線⑷分別匯入下游槽的4根立柱母線(6)，在出電側(cè)母線也通過陰極軟母線⑴流出 50%的電流，經(jīng)過出電側(cè)的陰極母線⑶后也分別匯入下游槽的4根立柱母線(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法，其特征在于電解槽進(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；電解槽中間的電流流向下游槽的端頭立柱母線；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；電解槽中間的電流流向下游槽的中間立柱母線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法，其特征在于電解槽進(jìn)電側(cè)的陰極母線及槽側(cè)母線采用的斷面為500cm2 2000cm2，電解槽出電側(cè)的陰極母線采用的斷面為50cm2 500cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法，其特征在于出電側(cè)陰極母線采用水平折疊或垂直折疊方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一種電流路徑等距離鋁電解槽母線配置方法，電解槽⑺的母線包括陰極軟母線⑴、進(jìn)電側(cè)陰極母線⑵、槽底穿行母線⑶、槽側(cè)母線⑷、出電側(cè)陰極母線⑸、下游槽立柱母線⑹，電解槽內(nèi)～50%的電流，通過進(jìn)電側(cè)的陰極軟母線⑴流出，分別流入進(jìn)電側(cè)陰極母線⑵或槽底穿行母線⑶，再通過槽側(cè)母線⑷分別匯入下游槽的4根立柱母線⑹，在出電側(cè)母線也通過陰極軟母線⑴流出～50%的電流，經(jīng)過出電側(cè)的陰極母線⑸后也分別匯入下游槽的4根立柱母線⑹。電解槽進(jìn)電側(cè)的陰極母線及槽側(cè)母線采用大斷面，電解槽出電側(cè)的陰極母線采用小斷面。本發(fā)明采用電流路徑等距離母線配置、改變母線截面和電流量，從而確保電解槽生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和較高的電流效率。
文檔編號C25C3/16GK102534682SQ201010607279
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者付長宏, 劉忠瓊, 楊朝紅, 顏非亞 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司