專利名稱：槽底出線的鋁電解槽母線補償結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的電流供給裝置，特別是涉及一種槽底出線的鋁電解槽 母線補償結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解槽設(shè)計和操作技術(shù)水平的提高，國際國內(nèi)的新設(shè)計和建設(shè)的鋁電解槽 日益向大型化的方向發(fā)展。系列電流不可避免地會增加到550KA至700KA，甚至以上。 但隨著系列電流的增加，載流母線和熔體電流所產(chǎn)生的磁場分布對槽生產(chǎn)和操作的穩(wěn) 定性影響越來越突出。
因此在大型及超大型電流槽母線設(shè)計時首先必須考慮其對槽穩(wěn)定性的影響。通過 對穩(wěn)定性理論的分析可知，要獲得良好的鋁電解槽生產(chǎn)穩(wěn)定性，至少應當保證槽內(nèi)熔 體中的垂直磁場及其水平梯度值較小且均勻、鋁液層內(nèi)的擾動水平電流較小。而對磁 場的改善就主要須通過母線的精細配置來完成。對垂直磁場的改善主要有兩方面的內(nèi) 容 一是修正本槽自身導體產(chǎn)生的過大的垂直磁場及其水平梯度；二是補償由于鄰列 槽帶來的垂直磁場值的增加及不對稱。
但在系列電流在550KA至700KA這一等級上，僅僅通過改善磁場分布，又是不能 大幅度地改善電解槽的穩(wěn)定性，這就需要改善電解槽鋁液層內(nèi)的電流分布。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種槽底出線的鋁電解槽母線補償結(jié)構(gòu)。本發(fā) 明不僅為采用垂直鋼棒陰極結(jié)構(gòu)的電解槽提供了適用的母線配置，同時也比現(xiàn)有的傳 統(tǒng)的母線設(shè)計提供了更好的磁場分布方式。
所述技術(shù)方案如下本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償方式，在鋁電解槽兩端，沿系列電流 方向分別設(shè)置有外部補償母線；所述外部補償母線與鋁電解槽槽體絕緣；所述外部補 償母線內(nèi)的電流方向與所述系列電流方向相同；在在鋁電解槽底部設(shè)置有與底部出電 陰極鋼棒數(shù)量相對應的槽底陰極母線，每根槽底陰極母線均與陰極鋼棒相連接；所述 外部補償母線與所述槽底陰極母線共同修正電解槽本身磁場并補償臨列槽磁場。
本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償方式，所述槽底陰極母線與所述陰極 鋼棒之間通過陰極軟帶進行連接。
本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償方式，所述陰極軟帶采用螺栓連接或 采用焊接方式與槽底陰極母線和陰極鋼棒分別連接。
本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償方式，所述電解槽系列電流流入端設(shè) 置有與上一臺槽的槽底陰極母線或電源側(cè)母線相連的立柱母線；所述立柱母線可以設(shè) 置為6至9根，采用雙陽極配置；所述立柱母線也可以設(shè)置為11至18根，釆用單陽 極配置。
本發(fā)明的鋁電解槽外部母線補償方式，所述電解槽底部設(shè)置工字鋼梁，所述槽底 陰極母線從所述工字鋼梁下方引出。
本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償方式，所述兩根外部補償母線內(nèi)電流 強度不同。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是
本發(fā)明適用于采用陰極底部出線的電解槽，其槽底陰極母線的配置方式非常簡單 且經(jīng)濟。
此外，采用本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽母線配置方式，雖然增加了槽底陰極母 線的用量，但從總體上計算，還是節(jié)約母線總用量的。
另外，本發(fā)明的槽底出線的鋁電解槽母線配置方式中的陰極母線下出線方式，能 減小槽內(nèi)鋁液中的水平電流值，而通過本配置又能獲得良好的磁場分布，能很好地解 決磁場、電流分布問題，最終獲得極佳的鋁電解槽穩(wěn)定性。
本發(fā)明的母線配置方式可以方便地配置在各種復雜的實際生產(chǎn)環(huán)境之中，適應性好。


圖l是本發(fā)明提供的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明提供的槽底出線的鋁電解槽母線補償結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明提供的槽底出線的鋁電解槽母線補償結(jié)構(gòu)中槽底陰極母線與陰極鋼 棒連接示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
現(xiàn)有的鋁電解槽中，陰極母線的主要作用是向電解槽進行供電，同時也承擔修正 本槽磁場和補償臨列槽磁場的功能。但隨著系列電流的增加，載流母線和熔體電流所 產(chǎn)生的磁場分布對槽生產(chǎn)和操作的穩(wěn)定性的影響越來越突出，單純通過陰極母線的自 身補償已經(jīng)無法保證槽內(nèi)熔體中的垂直磁場及其水平梯度值較小且均勻、鋁液層內(nèi)的 擾動水平電流較小的基本要求。
在現(xiàn)代的大型電解鋁的生產(chǎn)中，生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)的電解槽往往被排布為多列，其相鄰 的電解槽即互為臨列槽。本發(fā)明的鋁電解槽外部母線補償方式是在電解槽的外部兩端
設(shè)置兩根外部補償母線第一外部補償母線1和第二外部補償母線2，兩根外部補償
電源母線的高度位置約相當于電解槽內(nèi)鋁液界面的高度；其兩根補償電源母線內(nèi)電流 的方向與系列電流4方向相同。兩根補償母線與電解槽本體以及電解槽本體母線之間 采用絕緣方式進行隔離。
本發(fā)明采用大面多點進電方式。每個槽內(nèi)均有系列電流4流過，根據(jù)系列電流4 的方向可以將每個電解槽的進電端設(shè)定為上游側(cè)，而將出電端設(shè)定為下游側(cè)。在電解 槽的上游側(cè)設(shè)置有進電側(cè)母線立柱5。在電解槽底部陰極鋼棒7與下一臺槽的進電母 線立柱5之間設(shè)置有槽底陰極母線3。槽底陰極母線3從電解槽槽底穿過，到達電解 槽下游側(cè)，匯入下一臺槽的進電側(cè)母線立柱5。電解槽底部可以設(shè)置工字鋼梁，槽底 陰極母線6可從工字鋼梁下方引出。
本發(fā)明母線所適用的電解槽，其陰極鋼棒7的下部從電解槽的槽底穿出，與槽底 陰極母線3相連接。由陰極軟帶6將陰極鋼棒7所導出的電流連接至槽底部陰極母線3，最終匯流后引致下一臺電解槽的立柱母線5。
本發(fā)明中電解槽系列電流流入端設(shè)置有與上一臺槽的槽底陰極母線或電源側(cè)母線 相連的立柱母線;立柱母線可以設(shè)置為6至9根，采用雙陽極配置；立柱母線也可以 設(shè)置為11至18根，采用單陽極配置。
本發(fā)明中，槽外部補償母線l、 2承擔了大部分(甚至可達全部)的對本槽及上下 游過大的磁場的修正，同時還承擔了對鄰列槽磁場的影響的磁場補償功能。而槽本體 的陰極母線除承擔常規(guī)的電流的傳導功能外，幾乎不承擔(或減輕)本槽磁場修正及 鄰列槽磁場補償功能，這就大大減輕了槽本體陰極母線的功能，使它可以做得非常簡 單。
因為幾乎不承漁槽本身磁場的修正任務，故電解槽的陰極母線可以采取最簡單和 最直接的引出方式?？紤]對本槽過大磁場修正和鄰列槽的補償，可調(diào)整個別的陰極母 線位置，起到微調(diào)的作用，但這種方式不是本發(fā)明必須的結(jié)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1為將本發(fā)明用在系列電流4為550kA至700kA的某實例。圖2為本發(fā)明的三 維視圖。這里的外部補償母線l、 2在槽兩端配置，其電流大小不同，但均與系列電流 4同向。這里第一外部補償母線1距鄰列槽的較第一外部補償母線2近，所以第一外 部補償母線1的電流較大。需要說明的是該母線配置并不排斥第一外部補償母線1和 第二外部補償母線2中的電流相等的配置，但那樣做就需要槽底陰極母線3不對稱布 置來補償鄰列槽磁場的影響。如果鄰列槽位于另一側(cè)，則應是第二外部補償母線2中 的電流較大。
槽底陰極母線3全部就近布置于槽底接近陰極鋼棒7出線端的位置?？梢哉{(diào)整個 別槽底陰極母線3的位置，起到對垂直磁場的微調(diào)作用，但這一調(diào)整并非必須的，且 調(diào)整應以不明顯的增加母線用量和母線復雜程度為原則。
圖3為本發(fā)明的陰極鋼棒7與槽底陰極母線3的連接示意圖。 由圖可見，本發(fā)明中陰極鋼棒7與槽底陰極母線3之間均采用陰極軟帶6進行連 接。陰極軟帶6與陰極鋼棒7以及陰極軟帶6與槽底陰極母線3的連接方式可以是焊 接連接，也可以是螺栓連接，圖3所示左側(cè)兩陰極軟帶6與陰極鋼棒7及槽底陰極母 線6采用螺栓連接方法；右側(cè)兩陰極軟帶6與陰極鋼棒7以及槽底陰極母線3采用的的是焊接方法進行連接。但本發(fā)明并不排斥其他的連接方式。
本發(fā)明可適用于釆用陰極底部出線的鋁電解槽，其槽底陰極母線的配置方式非常 簡單、經(jīng)濟，但須與外部補償母線配合使用。
采用了本配置結(jié)構(gòu)，雖然增加了外部補償母線的用量，但總體上計算還是節(jié)約用 量的。本發(fā)明用在550kA至700kA系列電流的實例中，母線用量比傳統(tǒng)的母線配置方 式節(jié)省了約10%左右。
最關(guān)鍵的是與它配套的陰極母線下出線方式能減小槽內(nèi)鋁液中的水平電流值，而 本配置又能獲得較好的磁場分布。經(jīng)計算在本發(fā)明結(jié)合槽底陰極鋼棒出線方式，能非 常好的解決磁場、電流分布問題，最終獲得極佳的鋁電解槽穩(wěn)定性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，在鋁電解槽兩端，沿系列電流方向分別設(shè)置有外部補償母線；所述外部補償母線與鋁電解槽槽體絕緣；所述外部補償母線內(nèi)的電流方向與所述系列電流方向相同；在在鋁電解槽底部設(shè)置有與底部出電陰極鋼棒數(shù)量相對應的槽底陰極母線，每根槽底陰極母線均與陰極鋼棒相連接；所述外部補償母線與所述槽底陰極母線共同修正電解槽本身磁場并補償臨列槽磁場。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述槽底陰極母線與所述陰極鋼棒之間通過陰極軟帶進行連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述陰極軟帶采用螺栓連接或采用焊接方式與槽底陰極母線和陰極鋼棒分別連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述電解槽系列電流流入端設(shè)置有與上一臺槽的槽底陰極母線或電源側(cè)母線相連的立 柱母線；所述立柱母線可以設(shè)置為6至9根，采用雙陽極配置；所述立柱母線也可以 設(shè)置為11至18根，采用單陽極配置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述電解槽底部設(shè)置工字鋼梁，所述槽底陰極母線從所述工字鋼梁下方引出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述兩根外部補償母線內(nèi)電流強度不同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種槽底出線的鋁電解槽外部母線補償結(jié)構(gòu)，屬于金屬鋁電解技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的外部母線補償結(jié)構(gòu)是在現(xiàn)有的鋁電解槽兩端，沿系列電流方向分別設(shè)置有外部補償母線；其外部補償母線內(nèi)的電流方向與系列電流方向相同；在電解槽底部設(shè)置有與底部出電陰極鋼棒數(shù)量相對應的槽底陰極母線，每根槽底陰極母線均與陰極鋼棒連接，并通過所述陰極軟帶連接；所述外部補償母線與所述槽底陰極母線共同修正電解槽本身磁場并補償臨列槽磁場。本發(fā)明解決了每臺電解槽的陰極母線用量極大、且配置復雜的問題，減少了陰極母線的用量及槽間距。此外本發(fā)明還簡化了設(shè)計的難度，有利于找出最佳的母線配置方式，使槽內(nèi)熔體的磁場分布及穩(wěn)定性更易于達到最佳。
文檔編號C25C3/16GK101423961SQ20081022712
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者堅 劉, 銘 劉, 周東方, 孫康建, 溢 楊, 楊曉東, 耿培久, 鄒智勇, 俊 黃 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司;中鋁國際工程有限責任公司