CN101838826A

CN101838826A - 垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法及配置系统

Info

Publication number: CN101838826A
Application number: CN201010177109A
Authority: CN
Inventors: 梁学民; 王有山; 冯冰; 刘静; 康晓东
Original assignee: Henan Zhongfu Industry Co Ltd
Current assignee: Henan Zhongfu Industry Co Ltd
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2010-09-22

Abstract

本发明公开了一种垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法及配置装置，包括：在进电侧和出电侧分别设置24根阴极软母线，使进电侧和出电侧的电流对称分配，另外，将进电侧和出电侧分别设置的24根阴极软母线分别分成八组，并且，每一组阴极软母线从电解槽阴极钢棒向下连接到一个槽底横母线上，每一个槽底横母线均由一根阴极母线作为引出线，在出电侧设置六根立柱母线，每根立柱母线上均与八根阴极母线连接，该八根阴极母线分别由进电侧阴极母线和出电侧阴极母线组成。本发明使铝电解槽铝液层的水平电流极小，保证了铝电解槽在生产过程中铝液层的平稳，能大幅度提高电流效率，增加原铝产量，节省电能。

Description

垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法及配置系统

一.技术领域：本发明涉及一种铝电解槽之间传输电流的导电方法及装置，特别是涉及一种垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法及配置系统。

二.背景技术：我国铝电解技术发展较快，特别是在近20年里，电解槽容量由180kA猛增到500kA，几乎占总增长量的60％。这主要得益于在大型电解槽设计技术方面的突破和掌握。但在这20年里，电解过程的电流效率只增加了不足3％，直流电耗只降低了不足700kWh/t。分别只占总进步量的10％左右，这种现象的很大一部分原因是由传统的电解槽结构所决定的。

生产实践表明，传统电解技术很难在4.0V槽电压下稳定生产。对于传统结构的电解槽，如果不在改进电解槽结构、材料特性和提高电解槽磁流体稳定性方面取得突破，大幅度降低槽电压几乎是不可能的。

电解槽在工作时，电流从阳极由上而下通过电解质层、铝液层到达阴极炭块上，当前世界上有的铝电解槽在电流到达阴极炭块后通过阴极钢棒向两侧阴极母线分流，而由于钢棒截面均匀且镶嵌在炭块的沟槽中，电流在从垂直方向通过炭块进入钢棒时，由于炭块导电性远低于钢棒，电流在进入钢棒时，会在炭块中形成一定分量的向出电端的水平电流，这种电流产生的磁场会对金属铝液层产生一个波动的力，造成铝液层的波动，从而影响电解生产，造成能耗高、效率低。目前，大型铝电解槽对磁场影响很敏感，虽然对母线系列进行了大量的优化，但阴极电流分布还不尽合理，阴极导电体内的电流流向还达不到要求。

为了显著提高电解槽磁流体稳定性，实现大幅度节能目标，目前已有阴极垂直电解槽方案发明专利，但是还没有好的电解槽槽周围母线配置方案。

三.发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种简单适用的垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法；同时提供一种设计新颖、结构简单、铝液层内磁场小、稳定性高且能大幅度提高生产效率的垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法，包括以下步骤：

(1)在进电侧和出电侧分别设置24根阴极软母线，使进电侧和出电侧的电流对称分配，另外，将进电侧和出电侧分别设置的24根阴极软母线分别分成八组，并且，每一组阴极软母线从电解槽阴极钢棒向下连接到一个槽底横母线上，每一个槽底横母线均由一根阴极母线作为引出线，在出电侧设置六根立柱母线，每根立柱母线上均与八根阴极母线连接，该八根阴极母线分别由进电侧阴极母线和出电侧阴极母线组成；

(2)进电侧中间的两组阴极母线从进电侧穿出，向上后再绕回到槽底，然后从槽底穿过后到出电侧，且连接到出电侧中间的两根立柱母线上；出电侧中间的四组阴极母线从出电侧穿出，向上绕行后，靠近出铝端的两根连接到出电侧中间靠近出铝端的立柱母线上；靠近烟道端的两根连接到出电侧中间靠近烟道端的立柱母线上；

(3)进电侧两端的四组阴极母线从进电侧穿出，向上后从电解槽出铝端和烟道端绕行到出电侧，连接到出电侧两端外侧的两根立柱母线上；出电侧两端最外侧两组阴极母线从出电侧穿出，向上绕行后，连接在出电侧出铝端和烟道端端部的两根立柱母线上；

(4)进电侧两端剩余的两组阴极母线从进电侧穿出，向上后再绕会到槽底，然后分别从槽底左、右端部穿过后到出电侧，连接到出电侧两端内侧两根立柱母线上；出电侧两端剩余的两组阴极母线从出电侧穿出，向上后再绕行，连接到出电侧端部内侧的两根立柱母线上。

所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是四根、三根、三根、两根、两根、三根、三根和四根；相对应地，所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是一根、五根、三根、三根、三根、三根、五根和一根。

将进电侧两端的各两组阴极软母线的槽底横母线串联在一起，并且将进电侧两端的各两根阴极母线合二为一。

所述烟道端的阴极母线比出铝端的阴极母线、出电侧的阴极母线比进电侧的阴极母线分别高出50～200mm。

一种垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统，含有阴极软母线、槽底母线、阴极母线和立柱母线，其特征是：

(1)铝电解槽进电侧和出电侧分别设置24根阴极软母线，所述进电侧和出电侧分别设置的24根阴极软母线分别分成八组，每一组阴极软母线从电解槽阴极钢棒向下与一个槽底横母线连接，每一个槽底横母线均与一根阴极母线连接，作为引出线，在出电侧设置六根立柱母线，每根立柱母线上均与八根阴极母线连接，该八根阴极母线分别由进电侧阴极母线和出电侧阴极母线组成；

(2)所述进电侧中间的两组阴极母线从进电侧穿出，向上后再绕回到槽底，然后从槽底穿过后到出电侧，且连接到出电侧中间的两根立柱母线上；

(3)所述进电侧两端的四组阴极母线从进电侧穿出，向上后从电解槽出铝端和烟道端绕行到出电侧，连接到出电侧两端外侧的两根立柱母线上；

(4)所述进电侧两端剩余的两组阴极母线从进电侧穿出，向上后再绕会到槽底，然后分别从槽底左、右端部穿过后到出电侧，连接到出电侧两端内侧两根立柱母线上；

(5)所述出电侧中间的四组阴极母线从出电侧穿出，向上绕行后，靠近出铝端的两组连接到出电侧中间靠近出铝端的立柱母线上；靠近烟道端的两组连接到出电侧中间靠近烟道端的立柱母线上；

(6)所述出电侧两端最外侧两组阴极母线从出电侧穿出，向上绕行后，连接在出电侧出铝端和烟道端端部的两根立柱母线上；

(7)所述出电侧两端剩余的两组阴极母线从出电侧穿出，向上后再绕行，连接到出电侧端部内侧的两根立柱母线上。

所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是四根、三根、三根、两根、两根、三根、三根和四根；所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是一根、五根、三根、三根、三根、三根、五根和一根。

所述进电侧两端的各两组阴极软母线的槽底横母线串联在一起或共用一个槽底横母线，并且，通过一根阴极母线作为引出线。

所述烟道端的阴极母线比所述出铝端的阴极母线、所述出电侧的阴极母线比所述进电侧的阴极母线分别高出50～200mm。

本发明的有益效果是：

1、本发明使铝电解槽铝液层的水平电流极小，保证了铝电解槽在生产过程中铝液层的平稳，能大幅度提高电流效率，增加原铝产量，节省电能。

2、本发明设计新颖、结构简单，且能够大量简化铝电解槽的母线配置，节省大量铝材，降低铸造和运营成本。

3、本发明由于解决了液体导电层受磁场影响问题，因而可以简化生产技术条件，大幅提高生产效率，且减少生产费用。

4、本发明方法简单，施工方便，节省材料，使用寿命长，推广后具有良好的社会和经济效益。

四.附图说明：

图1为阴极垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统的平面示意图之一；

图2为图1中进电侧阴极软母线及槽底横母线示意图；

图3为图1中出电侧阴极软母线及槽底横母线示意图；

图4为阴极垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统的平面示意图之二。

五.具体实施方式：

实施例一：参见图1-图3，图中，进电侧1#～24#为进电侧阴极软母线，出电侧1#～24#为出电侧阴极软母线，1-1～1-8为进电侧槽底横母线，2-1～2-6为出电侧槽底横母线，3-1～3-8为进电侧阴极母线，4-1～4-6为立柱母线，5-1～5-8为出电侧阴极母线，6-1、6-2分别为烟道端与出铝端阴极母线。

垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统，包括48根阴极软母线和6根立柱母线，每根立柱母线均连接8根阴极软母线。

(1)将进电侧1#～4#阴极软母线连接到槽底横母线1-1上，槽底横母线1-1连接到进电侧阴极母线3-1上。将进电侧5#～7#阴极软母线连接到槽底横母线1-2，槽底横母线1-2连接到进电侧阴极母线3-2上。阴极母线3-1、3-2穿过槽底，从进电侧穿出后向上绕行，然后通过烟道端的阴极母线6-1连接到立柱母线4-1上。

将进电侧18#～20#阴极软母线连接到槽底横母线1-7上，槽底横母线1-7连接到进电侧阴极母线3-7上。将进电侧21#～24#阴极软母线连接到槽底横母线1-8，槽底横母线1-8连接到进电侧阴极母线3-8上。阴极母线3-7、3-8穿过槽底，从进电侧穿出后后向上绕行，然后通过出铝端的阴极母线6-2连接到立柱母线4-6上。

(2)将进电侧8#～10#阴极软母线连接到槽底横母线1-3上，槽底横母线1-3连接到进电侧阴极母线3-3上。阴极母线3-3穿过槽底，从进电侧穿出后，向上向左绕行，再次回到槽底，从槽底烟道端端部过渡到出电侧后连接到立柱母线4-2上。

将进电侧15#～17#阴极软母线连接到槽底横母线1-6上，槽底横母线1-6连接到进电侧阴极母线3-6上。阴极母线3-6穿过槽底，从进电侧穿出后，向上向右绕行，再次回到槽底，从槽底出铝端端部过渡到出电侧后连接到立柱母线4-5上。

(3)将进电侧11#～12#阴极软母线连接到槽底横母线1-4上，槽底横母线1-4连接到进电侧阴极母线3-4上。阴极母线3-4穿过槽底，从进电侧穿出后，向上向左绕行，再次回到槽底，从槽底过渡到出电侧后连接到立柱母线4-3上。

将进电侧13#～14#阴极软母线连接到槽底横母线1-5上，槽底横母线1-6连接到进电侧阴极母线3-5上。阴极母线3-5穿过槽底，从进电侧穿出后，向上向右绕行，再次回到槽底，从槽底过渡到出电侧后连接到立柱母线4-4上。

(4)将出电侧1#、24#阴极软母线分别与出电侧阴极母线5-1、5-8连接，阴极母线5-1、5-8从出电侧穿出后分别连接到立柱母线4-1、4-6上。

(5)将出电侧2#～6#、7#～9#、10#～12#、13#～15#、16#～18#、19#～23#阴极软母线分别与出电侧阴极母线连接，阴极母线从出电侧穿出后，5-2、5-7分别连接到立柱母线4-2、4-5上，5-3、5-4和5-5、5-6两两分别连接到立柱母线4-3、4-4上。

烟道端的阴极母线6-1比出铝端的阴极母线6-2、出电侧的阴极母线5-1～5-8比进电侧的阴极母线3-1～3-8分别高出50～200mm，具体数值可以选取50mm、100mm、150mm或200mm等。

实施例二：参见图4，本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：进电侧槽底横母线1-1和1-2连接在一起，进电侧阴极母线3-1和3-2合并为一根母线，阴极母线6-1、6-2为一根母线。

改变阴极软母线和立柱母线的具体数量、改变每组阴极软母线的连接方式和绕行路线、改变槽底横母线的结构和连接形式，以及改变烟道端和出铝端阴极母线的具体结构和连接方式能够组成多个实施例，均为本发明的常见变化，在此不一一详述。

Claims

1.一种垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法，其特征是：所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是四根、三根、三根、两根、两根、三根、三根和四根；相对应地，所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是一根、五根、三根、三根、三根、三根、五根和一根。

3.根据权利要求1所述的垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法，其特征是：将进电侧两端的各两组阴极软母线的槽底横母线串联在一起，并且将进电侧两端的各两根阴极母线合二为一。

4.根据权利要求1所述的垂直出电铝电解槽周围母线的配置方法，其特征是：烟道端的阴极母线比出铝端的阴极母线、出电侧的阴极母线比进电侧的阴极母线分别高出50～200mm。

5.一种垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统，含有阴极软母线、槽底母线、阴极母线和立柱母线，其特征是：

6.根据权利要求5所述的垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统，其特征是：所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是四根、三根、三根、两根、两根、三根、三根和四根；所述进电侧八组阴极软母线的数量从一端到另一端依次是一根、五根、三根、三根、三根、三根、五根和一根。

7.根据权利要求5所述的垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统，其特征是：所述进电侧两端的各两组阴极软母线的槽底横母线串联在一起或共用一个槽底横母线，并且，通过一根阴极母线作为引出线。

8.根据权利要求5所述的垂直出电铝电解槽周围母线的配置系统，其特征是：所述烟道端的阴极母线比所述出铝端的阴极母线、所述出电侧的阴极母线比所述进电侧的阴极母线分别高出50～200mm。