CN1023413C - 横向排列的大型铝电解槽的母线布局方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于消除两排或两排以上横向排列的铝电解槽之间有害的磁影响的母线布局，电流通过这些母线从电解槽排中的一个电解槽的后侧流向下一个电解槽。这些母线相对于电解槽排的中心线非对称地排列，并且，以阴极集流母线(P)和下一个电解槽的竖母线(S)之间的倾角，在所述电解槽底下设置一条或一条以上母线。

Description

本发明涉及用于抵偿两排或两排以上横向排列的铝电解槽之间有害的磁影响的母线布局方法，其中，电流经由在电解槽底下（或者，在该电解槽窄端附近或底下）的两条或两条以上母线、从电解槽排中的一个电解槽的后侧流向下一个电解槽，并且，所述各母线相对于所述电解槽排的中心线非对称地排列。

在铝电解槽系列中，通常各电解槽先后串联电连接，使得两排或两排以上的电解槽的各排中心线之间具有30至50米的距离。

一排电解槽受到相邻排中的电流所产生的磁场的影响，并且，由于各排之间有较大距离，所述磁场的作用力基本上垂直取向，并且，与由该电解槽本身的电流以及同一排中相邻电解槽中的电流所产生的磁场相叠加。由于这种叠加的磁场产生在电解液中以及电解槽中所淀积的铝中引起环流的电磁力，并且，降低了电解槽的稳定性，所以，这种叠加的磁场是不希望有的。

先前，本申请人的挪威专利139829和140602公开了一种方法，该方法通过把附加电流导入靠近相邻排的电解槽的窄端附近或底下的不对称母线系统中来抵偿所述不希望有的垂直磁场。使用这种已知的方法，就有可能形成对称于所述电解槽的纵轴和横轴的垂直磁场。但是，在电流大于150KA的大型电解槽中，使用已知的方法有如下缺点：为了使电流从所述电解槽的后侧流向电 解槽排中的下一个电解槽，需要长的母线，并且，在这些电解槽的各角落，垂直磁场具有大的绝对值。

本发明的目的是提供一种没有上述缺点的母线布局，即，这种布局完全抵偿了来自相邻电解槽排的磁影响，并且，在该电解槽的各角落，垂直磁场具有小的绝对值，同时，与已知的方法相比，这种母线布局是非常便宜的。

根据本发明，该目的是借助由开头一节限定的母线布局来实现的，该布局具有如下特征：以阴极集流母线（P）和下一个电解槽上的竖母线（S）之间的倾角，在所述电解槽底下设置一条或一条以上母线。

本发明的若干最佳实施例具有如下特征：

所述电解槽备有5根母线（K₁-K₅），其中，在该电解槽的窄端上设置至少一根母线（K₁，在另一窄端上相应为K₅），在该电解槽排的中心线的更靠近相邻排的一侧设置一根母线（K₃），而两根母线（K₂，K₄）彼此对称地设置在所述中心线的每一侧、并且、以从阴极集流母线（P）到下一个电解槽上的竖母线（S）向外的倾角伸展。

倾斜的母线（K₂，K₄）中的每一根与该排的中心线（X）之间的角度（α）是大约26°。

所述角度（α）介于15°和45°之间。

下面将通过举例和参考附图来进一步说明本发明，附图中：

图1示意地示出一排铝电解槽中两个电解槽的剖面，

图2示出来自上图的同样的两个电解槽，

图3a，3b和3c示出由图1中所示电解槽的场矢量B_x， B_y和B_z确定的等高斯线。

图1和2中示出铝电解槽系列中180KA电解槽的母线布局的实例。该电解槽具有4根竖母线S₁至S₄和把电流从阴极集流母线P导向该竖母线的5根母线K₁至K₅。母线K₂，K₃和K₄设置在该电解槽底下。而母线K₁和K₅伸展在该电解槽的窄端附近。母线K₁、K₂分别和母线K₅，K₄彼此对称地排列在该排的中心线的每一侧，而母线K₃设置在该排中心线的靠近相邻排的一侧。这种把较大部分电流导向电解槽的靠近相邻排的一端的布局是非对称的。

但是，与通常的做法不同，所述3根母线中的两根，即，K₂和K₄，是以阴极集流母线P和竖母线S₁和S₄之间的倾角设置的。如上所述，这种布局的优点是：电流通路较短，并且，在电解槽的各角落，所述垂直磁场有较小的绝对值。

图3a、3b和3c中示出由图1中电解槽的磁场矢量B_x，B_y和B_z确定的等高斯线。水平场矢量B_x对该电解槽的工作无影响，但另一水平场矢量B_y、尤其是垂直场矢量B_z对电解槽的工作有很大影响。

B_z的曲线表明：几乎在整个阳极层底下，该垂直场的绝对值都低于10高斯。此外，与槽底下不设置任何母线的相似的电解槽具有130高斯垂直场的情况相比，该实施例的最大垂直场不大于20高斯。

在所示实施例中，在形成尽可能最好的磁场方面，使5根母线K₁至K₅中的电流分布最佳化，通常仅仅使倾斜的母线具有这样的截面，即，该截面将传导从该电解槽的相关的一侧引出的电流 的主要部分（大于40%）。

还就以下各方面使该母线布局最佳化：电解槽底下母线的数目，这些母线的定位以及两根倾斜的母线相对于电解槽排的中心线X的角度α。在图2的实施例中（如上所述，它涉及180KA的电解槽），所述角度是大约26°。但是，理论数据表明：当在其他电解槽中，更确切地说，在其他电解槽母线布局中使用更大或更小的角度（至少介于15°至40°的角度）时，可以得到更大的效益。

此外，应当指出，本发明绝不限于附图中所示的以及上述的实施例。因此，在本发明的范围内、随着电解槽尺寸的变化，可以在每个电解槽底下设置多一些或少一些母线，并且，可以使多一些或少一些母线倾斜设置于阴极集流母线和竖母线之间。

Claims (3)

1、一种电解生产铝的电解槽系列的母线布局方法，该电解槽系列包含有至少两排各排电解槽横向排列的电解槽，电流从一排的每个电解槽后侧通过在电解槽下通过的并且围绕电解槽短端或在其下面的两个或多个母线通到下一电解槽，母线以对电解槽排中心线非对称方式布局，其特征在于，电解槽(K1-K5)下的一个或多个母线以与该排中心线成一角(α)加以设置，该角度(α)为15°与45°之间。

2、如权利要求1所述电解槽系列的母线布局方法，其特征在于，每个电解槽配备5个母线（K1-K5），其中至少一个母线（K1，相应K5）设置在该电解槽的各短端，一个母线（K3）设置在该排中心线较接近邻近排的一侧，而两个母线（K2，K4）彼此对称地设置在中心线的任一侧，并从阴极集流母线（P）以与排中心线（X）成一角度（α）向外延伸到下一电解槽的竖母线（S），该角度（α）为15°与45°之间。

3、如权利要求1或2所述电解槽系列的母线布局方法，其特征在于，每个倾斜母线（K2，K4）与该排中心线（X）之间的角度为26°。

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