專利名稱：一種陰極炭塊組比電阻測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁電解行業(yè)，具體地說是涉及一種鋁電解槽大修陰極炭塊組比電阻測
量方法。
背景技術(shù)：
鋁電解行業(yè)電解槽大修陰極炭塊組比電阻控制還在摸索階段，而且大多數(shù)企業(yè)忽略了比電阻測量環(huán)節(jié)，忽視了陰極炭塊組比電阻降低，給電解槽降低陰極電壓降、降低電耗和提高電流效率等的作用。為徹底改變這一現(xiàn)象，采用了有效的檢測方法。原測量方法將一端探頭放在炭塊中心的鋼棒上，另一端探頭放在靠近鋼棒的炭塊側(cè)邊緣的中點(diǎn)。測量4組(如圖A、B、C、D點(diǎn))鐵炭電阻。輸出值為電壓降，通過實(shí)驗(yàn)測量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，形成了比電阻控制指標(biāo)，測量電壓小于380mV。由于這一指標(biāo)接近電解生產(chǎn)電壓降，而電解陰極電壓降包括鋁液與陰極炭塊的接觸壓降、陰極炭塊壓降、陰極炭塊與陰極鋼棒的接觸壓降、陰極鋼棒壓降、陰極鋼棒與陰極鋁鋼爆炸焊片間的鋼片壓降、鋁鋼爆炸焊片壓降等，因此，數(shù)據(jù)的可靠性遭到了懷疑。原測量方法存在的弊端⑴檢測點(diǎn)少，檢測數(shù)據(jù)可靠性差；⑵檢測間距長，忽視了檢測間距帶來的影響，數(shù)據(jù)精度低；⑶使用的測量電流大，忽視了大電流產(chǎn)生熱量對(duì)電阻的影響；(4)測量時(shí)間不明確；(5)檢測設(shè)備落后，數(shù)據(jù)精度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過發(fā)明電阻多點(diǎn)定距檢測平均衡量法，可以提高檢測數(shù)據(jù)的可靠性、數(shù)據(jù)精度，并為選擇適用設(shè)備提供了依據(jù)，可有效降低陰極炭塊組比電阻的陰極炭塊組比電阻測量方法。本發(fā)明一種陰極炭塊組比電阻測量方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種陰極炭塊組比電阻測量方法，其特征在于所述的測量方法包括(1)測量位置的選擇步驟指炭塊測量時(shí)探針測量位置，選擇在陰極炭塊組底部進(jìn)行測量；
(2)測量點(diǎn)數(shù)的選擇步驟指選擇炭塊測量位置數(shù)，每根鋼棒選擇6點(diǎn)；
(3)測量間距選擇步驟指測量點(diǎn)兩個(gè)探針之間的距離，測量間距為70mm，其變化應(yīng)在士0. 5%以內(nèi)；探針與陰極炭塊端面的距離應(yīng)大于至少為30m m ；
(4)測量電流、時(shí)間長度選擇步驟測量在瞬間完成測量過程，選擇電流強(qiáng)度小于10A， 在一毫秒內(nèi)產(chǎn)生測量需要的電流的適合上述要求的微電阻測量儀器；
(5)被測量陰極炭塊溫度選擇步驟陰極組裝多采用熱搗糊，組裝完成后，陰極炭塊組溫度為70-80°C，測量環(huán)境溫度為室溫；
(6)完成測量步驟將一端探針放在炭塊斷頭的鋼棒炭塊交界線中心，另一端探針放在炭塊上，分別測出A、B、C、D、E、F點(diǎn)電阻值，依次類推，分別測量其他鋼棒和陰極炭塊之間的電阻值；將測量數(shù)據(jù)記錄下來，以算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。本發(fā)明一種陰極炭塊組比電阻測量方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果本發(fā)明的測量原理為根據(jù)歐姆定律和導(dǎo)體的特點(diǎn)可得出如下公式
P——導(dǎo)體的電阻率 U —導(dǎo)體兩端的電壓降mV; I——通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度A; S——試樣的截面積mm; L導(dǎo)體的長度mm;
把試樣加工成一定的幾何形狀，通過穩(wěn)定的直流電流通過一定橫截面積的被固定的試樣測出兩個(gè)探針之間的電壓降，就可以計(jì)算出試樣的電阻率。由于試樣比電阻測量需要計(jì)算得出，而測試的是陰極炭塊組成品，且電流不是完全通過橫截面，按上述公式計(jì)算則只能導(dǎo)致更大偏差，所以試樣測量得方法不適于陰極炭塊組質(zhì)量控制。因此，本發(fā)明比電阻控制省略了比電阻計(jì)算過程，采用了電阻測量的質(zhì)量控制方法，作為質(zhì)量檢測的依據(jù)。本發(fā)明測量方法實(shí)現(xiàn)了陰極炭塊組質(zhì)量鑒定，并通過檢測數(shù)據(jù)指導(dǎo)，優(yōu)化了陰極炭塊組裝工藝，有效降低了陰極炭塊比電阻。據(jù)電解單位反饋噸鋁陰極電壓降平均下降IOmV左右，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，本發(fā)明電阻多點(diǎn)定距檢測平均衡量法，是一種有效的陰極炭塊組比電阻測量控制方法，有利于規(guī)范行業(yè)檢測方法，提高陰極炭塊組裝質(zhì)量，降低陰極電壓降，降低電耗，延長電解槽壽命。


圖1為本發(fā)明一種陰極炭塊組比電阻測量方法定點(diǎn)測量示意圖。其中1、炭塊；2、陰極鋼棒；A、B、C、D、E、F為測量點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種陰極炭塊組比電阻測量方法技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。如圖1所示，本發(fā)明一種陰極炭塊組比電阻測量方法，其特征在于所述的測量方法包括(1)測量位置的選擇步驟指炭塊測量時(shí)探針測量位置，選擇在陰極炭塊組底部進(jìn)行測量；
(2)測量點(diǎn)數(shù)的選擇步驟指選擇炭塊測量位置數(shù)，每根鋼棒選擇6點(diǎn)；
(3)測量間距選擇步驟指測量點(diǎn)兩個(gè)探針之間的距離，測量間距為70mm，其變化應(yīng)在士0. 5%以內(nèi)；探針與陰極炭塊端面的距離應(yīng)大于至少為30m m ；
(4)測量電流、時(shí)間長度選擇步驟測量在瞬間完成測量過程，選擇電流強(qiáng)度小于10A， 在一毫秒內(nèi)產(chǎn)生測量需要的電流的適合上述要求的微電阻測量儀器；
(5)被測量陰極炭塊溫度選擇步驟陰極組裝多采用熱搗糊，組裝完成后，陰極炭塊組溫度為70-80°C，測量環(huán)境溫度為室溫；
(6)完成測量步驟將一端探針放在炭塊斷頭的鋼棒炭塊交界線中心，另一端探針放在炭塊上，分別測出A、B、C、D、E、F點(diǎn)電阻值，依次類推，分別測量其他鋼棒和陰極炭塊之間
4的電阻值；將測量數(shù)據(jù)記錄下來，以算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。實(shí)施例1。本發(fā)明測量方法具體技術(shù)方案為(1)測量位置的選擇。在電解槽上使用時(shí)電流是從陰極炭塊表面經(jīng)過組裝底墊及立縫到陰極鋼棒，再從陰極鋼棒傳到母線的，如果按電流的走向，那么就應(yīng)該從陰極炭塊表面陰極炭塊組比電阻是最佳選擇。斷裂力學(xué)觀點(diǎn)，在表面看來非常完好的材料，在現(xiàn)代探傷技術(shù)偵察下，卻隱藏著不少為微小的以致肉眼無法發(fā)現(xiàn)的裂紋。既然存在裂紋，顯然裂紋會(huì)影響測量值。為了減少這種誤差，最好的辦法就是縮小測量間距確。所以，測量位置應(yīng)選擇在陰極炭塊底面；(2)測量間距的選擇。根據(jù)斷力學(xué)觀點(diǎn)和實(shí)際能夠達(dá)到的條件，測量間距應(yīng)控制在70mm以內(nèi)，且測量間距固定；(3)測量電流、時(shí)間長度的選擇。載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量Q (稱為焦耳熱)與電流I的平方、導(dǎo)體的電
阻R、通電時(shí)間t成正比。焦耳定律可以用下面的公式表示Q = [2El ,由焦耳定律，
可以知道，選擇電流強(qiáng)度不宜過大，時(shí)間不宜過長，最好在瞬間完成測量過程，否則，將直接影響測量的精準(zhǔn)度。因此選擇電流強(qiáng)度小于10A，能在一毫秒內(nèi)產(chǎn)生測量需要的電流的儀器；(4)被測量陰極炭塊溫度的選擇。陰極組裝多采用熱搗糊，組裝完成后，陰極炭塊組還有余熱，溫度大約在70-80°C，檢測時(shí)也應(yīng)注意選擇合適的溫度，避免陰極炭塊本身的溫度變化影響電阻測量數(shù)據(jù)。一般情況下選擇室溫。(5)測量探針的選擇。探針是連接材料和儀器，使電流通過材料并形成回路的接觸方式，如果接觸不良勢必影響測量結(jié)果。所以，探針應(yīng)具有適應(yīng)人工操作，且能用力均勻的彈性自控受力的探針；(6)測量點(diǎn)數(shù)的選擇。由于測量的方式?jīng)Q定了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為了降低測量誤差，盡可能多地選擇測量點(diǎn)，有利于校正測量數(shù)據(jù)。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，每根鋼棒選擇6點(diǎn)即可保達(dá)到質(zhì)量檢測需求(測量位置如圖 1所示)，兩點(diǎn)之間的間距沒有特別要求，能達(dá)到全面監(jiān)控組裝質(zhì)量即可。解決關(guān)鍵問題的技術(shù)方案(1)陰極炭塊組底部測量。(2)選擇適合上述要求的微電阻測量儀器。(3)定點(diǎn)測量如圖1所示。將一端探針放在炭塊斷頭的鋼棒炭塊交界線中心，另一端探針放在炭塊上，分別測出A、B、C、D、E、F點(diǎn)電阻值，依次類推，分別測量其他鋼棒和陰極炭塊之間的電阻值。將測量數(shù)據(jù)記錄下來，以算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。(4)測量點(diǎn)兩個(gè)探針之間的距離為70mm，其變化應(yīng)在士0. 5%以內(nèi)；探針與陰極炭塊端面的距離應(yīng)大于至少為30m m。本發(fā)明采用的適合上述要求的微電阻測量儀器為DRM-40便攜式微型電阻計(jì)。此電阻計(jì)的優(yōu)勢在于能在一毫秒內(nèi)產(chǎn)生測量需要的電流。同IOA或者100A的直流電技術(shù)相比，這種技術(shù)有明顯的優(yōu)勢。它不會(huì)產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，局部過熱現(xiàn)象會(huì)隨著時(shí)間的推移可以更改電阻的大小。此外，它允許減少能源，始終保持更好的性能。正常工作溫度工作時(shí)溫度-20°C to+50°C ；儲(chǔ)存時(shí)溫度-40°C to+50°C ； 測量范圍:0. 01 μ Ω 200 Ω。
權(quán)利要求
1. 一種陰極炭塊組比電阻測量方法，其特征在于所述的測量方法包括(1)測量位置的選擇步驟指炭塊測量時(shí)探針測量位置，選擇在陰極炭塊組底部進(jìn)行測量；(2)測量點(diǎn)數(shù)的選擇步驟指選擇炭塊測量位置數(shù)，每根鋼棒選擇6點(diǎn)；(3)測量間距選擇步驟指測量點(diǎn)兩個(gè)探針之間的距離，測量間距為70mm，其變化應(yīng)在士0. 5%以內(nèi)；探針與陰極炭塊端面的距離應(yīng)大于至少為30m m ；(4)測量電流、時(shí)間長度選擇步驟測量在瞬間完成測量過程，選擇電流強(qiáng)度小于10A， 在一毫秒內(nèi)產(chǎn)生測量需要的電流的適合上述要求的微電阻測量儀器；(5)被測量陰極炭塊溫度選擇步驟陰極組裝多采用熱搗糊，組裝完成后，陰極炭塊組溫度為70-80°C，測量環(huán)境溫度為室溫；(6)完成測量步驟將一端探針放在炭塊斷頭的鋼棒炭塊交界線中心，另一端探針放在炭塊上，分別測出A、B、C、D、E、F點(diǎn)電阻值，依次類推，分別測量其他鋼棒和陰極炭塊之間的電阻值；將測量數(shù)據(jù)記錄下來，以算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋁電解行業(yè)，具體地說是涉及一種鋁電解槽大修陰極炭塊組比電阻測量方法。本發(fā)明所述的測量方法包括(1)測量位置的選擇步驟；(2)測量點(diǎn)數(shù)的選擇步驟；(3)測量間距選擇步驟；(4)測量電流、時(shí)間長度選擇步驟；(5)被測量陰極炭塊溫度選擇步驟；(6)完成測量步驟。本發(fā)明電阻多點(diǎn)定距檢測平均衡量法，是一種有效的陰極炭塊組比電阻測量控制方法，有利于規(guī)范行業(yè)檢測方法，提高陰極炭塊組裝質(zhì)量，降低陰極電壓降，降低電耗，延長電解槽壽命。
文檔編號(hào)C25C3/08GK102360041SQ201110197388
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者萬五世, 崔洪中, 師偉, 張愛新, 張耀海, 楊彩云, 王平, 祁文青, 董衛(wèi)平 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司