CN102360041B - 一种阴极炭块组比电阻测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝电解行业，具体地说是涉及一种铝电解槽大修阴极炭块组比电阻测量方法。本发明所述的测量方法包括：（1）测量位置的选择步骤；（2）测量点数的选择步骤；（3）测量间距选择步骤；（4）测量电流、时间长度选择步骤；（5）被测量阴极炭块温度选择步骤；（6）完成测量步骤。本发明电阻多点定距检测平均衡量法，是一种有效的阴极炭块组比电阻测量控制方法，有利于规范行业检测方法，提高阴极炭块组装质量，降低阴极电压降，降低电耗，延长电解槽寿命。

Description

一种阴极炭块组比电阻测量方法

技术领域

本发明涉及铝电解行业，具体地说是涉及一种铝电解槽大修阴极炭块组比电阻测量方法。

背景技术

铝电解行业电解槽大修阴极炭块组比电阻控制还在摸索阶段，而且大多数企业忽略了比电阻测量环节，忽视了阴极炭块组比电阻降低，给电解槽降低阴极电压降、降低电耗和提高电流效率等的作用。为彻底改变这一现象，采用了有效的检测方法。

    原测量方法：将一端探头放在炭块中心的钢棒上，另一端探头放在靠近钢棒的炭块侧边缘的中点。测量4组（如图A、B、C、D点）铁炭电阻。输出值为电压降，通过实验测量统计数据，形成了比电阻控制指标，测量电压小于380mV。由于这一指标接近电解生产电压降，而电解阴极电压降包括铝液与阴极炭块的接触压降、阴极炭块压降、阴极炭块与阴极钢棒的接触压降、阴极钢棒压降、阴极钢棒与阴极铝钢爆炸焊片间的钢片压降、铝钢爆炸焊片压降等，因此，数据的可靠性遭到了怀疑。

原测量方法存在的弊端：⑴检测点少，检测数据可靠性差；⑵检测间距长，忽视了检测间距带来的影响，数据精度低；⑶使用的测量电流大，忽视了大电流产生热量对电阻的影响；（4）测量时间不明确；（5）检测设备落后，数据精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过发明电阻多点定距检测平均衡量法，可以提高检测数据的可靠性、数据精度，并为选择适用设备提供了依据，可有效降低阴极炭块组比电阻的阴极炭块组比电阻测量方法。

本发明一种阴极炭块组比电阻测量方法通过下述技术方案予以实现：一种阴极炭块组比电阻测量方法包括：

（1）测量位置的选择步骤 

 指炭块测量时探针测量位置选择在阴极炭块组底部进行测量；

（2）测量点数的选择步骤 

指选择炭块测量位置数，每根钢棒选择6点；

（3）测量间距选择步骤  

指测量点两个探针之间的距离，测量间距为70mm，其变化应在±0.5%以内；探针与阴极炭块端面的距离应至少为30mm；

（4）测量电流、时间长度选择步骤  

测量在瞬间完成测量过程，选择电流强度小于10A，在一毫秒内产生测量需要的电流的适合上述要求的微电阻测量仪器；

（5）被测量阴极炭块温度选择步骤

阴极组装采用热捣糊，组装完成后，阴极炭块组温度为70-80℃，测量环境温度为室温；

（6）完成测量步骤  

将一端探针放在炭块断头的钢棒与炭块交界线中心，另一端探针放在炭块上，分别测出A、B、C、D、E、F点电阻值，依次类推，分别测量其他钢棒和阴极炭块之间的电阻值；将测量数据记录下来，以算术平均值作为测量结果。

本发明一种阴极炭块组比电阻测量方法与现有技术相比较有如下有益效果：本发明的测量原理为: 根据欧姆定律和导体的特点可得出如下公式： 

ρ——导体的电阻率

U ——导体两端的电压降mV;

I ——通过导体的电流强度A；   

S ——试样的截面积mm;

L导体的长度mm;

把试样加工成一定的几何形状，通过稳定的直流电流通过一定横截面积的被固定的试样测出两个探针之间的电压降，就可以计算出试样的电阻率。

由于试样比电阻测量需要计算得出，而测试的是阴极炭块组成品，且电流不是完全通过横截面，按上述公式计算则只能导致更大偏差，所以试样测量得方法不适于阴极炭块组质量控制。因此，本发明比电阻控制省略了比电阻计算过程，采用了电阻测量的质量控制方法，作为质量检测的依据。本发明测量方法实现了阴极炭块组质量鉴定，并通过检测数据指导，优化了阴极炭块组装工艺，有效降低了阴极炭块比电阻。据电解单位反馈吨铝阴极电压降平均下降10mV左右，创造了可观的经济效益。综上所述，本发明电阻多点定距检测平均衡量法，是一种有效的阴极炭块组比电阻测量控制方法，有利于规范行业检测方法，提高阴极炭块组装质量，降低阴极电压降，降低电耗，延长电解槽寿命。

附图说明

图1为本发明一种阴极炭块组比电阻测量方法定点测量示意图。

其中：1、炭块；2、阴极钢棒；A、B、C、D、E、F为测量点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明一种阴极炭块组比电阻测量方法技术方案作进一步描述。

如图1所示，本发明一种阴极炭块组比电阻测量方法，其特征在于所述的测量方法包括：

（1）测量位置的选择步骤  

指炭块测量时探针测量位置选择在阴极炭块组底部进行测量；

（2）测量点数的选择步骤 

指选择炭块测量位置数，每根钢棒选择6点；

（3）测量间距选择步骤  

指测量点两个探针之间的距离，测量间距为70mm，其变化应在±0.5%以内；探针与阴极炭块端面的距离应至少为30mm；

（4）测量电流、时间长度选择步骤 

 测量在瞬间完成测量过程，选择电流强度小于10A，在一毫秒内产生测量需要的电流的适合上述要求的微电阻测量仪器；

（5）被测量阴极炭块温度选择步骤  

阴极组装采用热捣糊，组装完成后，阴极炭块组温度为70-80℃，测量环境温度为室温；

（6）完成测量步骤  

将一端探针放在炭块断头的钢棒与炭块交界线中心，另一端探针放在炭块上，分别测出A、B、C、D、E、F点电阻值，依次类推，分别测量其他钢棒和阴极炭块之间的电阻值；将测量数据记录下来，以算术平均值作为测量结果。

实施例1。

本发明测量方法具体技术方案为：（1）测量位置的选择。在电解槽上使用时电流是从阴极炭块表面经过组装底垫及立缝到阴极钢棒，再从阴极钢棒传到母线的，如果按电流的走向，那么就应该从阴极炭块表面阴极炭块组比电阻是最佳选择。断裂力学观点，在表面看来非常完好的材料，在现代探伤技术侦察下，却隐藏着不少为微小的以致肉眼无法发现的裂纹。既然存在裂纹，显然裂纹会影响测量值。为了减少这种误差，最好的办法就是缩小测量间距确。所以，测量位置应选择在阴极炭块底面；（2）测量间距的选择。根据断力学观点和实际能够达到的条件，测量间距应控制在70mm以内，且测量间距固定；（3）测量电流、时间长度的选择。载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流 I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比 。焦耳定律可以用下面的公式表示：                                                 。由焦耳定律，可以知道，选择电流强度不宜过大，时间不宜过长，最好在瞬间完成测量过程，否则，将直接影响测量的精准度。因此选择电流强度小于10A，能在一毫秒内产生测量需要的电流的仪器；（4）被测量阴极炭块温度的选择。阴极组装采用热捣糊，组装完成后，阴极炭块组还有余热，温度大约在70-80℃，检测时也应注意选择合适的温度，避免阴极炭块本身的温度变化影响电阻测量数据。一般情况下选择室温。（5）测量探针的选择。探针是连接材料和仪器，使电流通过材料并形成回路的接触方式，如果接触不良势必影响测量结果。所以，探针应具有适应人工操作，且能用力均匀的弹性自控受力的探针；（6）测量点数的选择。由于测量的方式决定了测量数据的准确性，为了降低测量误差，尽可能多地选择测量点，有利于校正测量数据。从实践经验看，每根钢棒选择6点即可保达到质量检测需求（测量位置如图1所示），两点之间的间距没有特别要求，能达到全面监控组装质量即可。

     解决关键问题的技术方案：（1）阴极炭块组底部测量。（2）选择适合上述要求的微电阻测量仪器。（3）定点测量如图1所示。将一端探针放在炭块断头的钢棒与炭块交界线中心，另一端探针放在炭块上，分别测出A、B、C、D、E、F点电阻值，依次类推，分别测量其他钢棒和阴极炭块之间的电阻值。将测量数据记录下来，以算术平均值作为测量结果。（4）测量点两个探针之间的距离为70mm，其变化应在±0.5%以内；探针与阴极炭块端面的距离应至少为30m m。

本发明采用的适合上述要求的微电阻测量仪器为DRM-40便携式微型电阻计。

此电阻计的优势在于能在一毫秒内产生测量需要的电流。同10A或者100A的直流电技术相比，这种技术有明显的优势。它不会产生局部过热现象，局部过热现象会随着时间的推移可以更改电阻的大小。此外，它允许减少能源，始终保持更好的性能。

正常工作温度：工作时温度：-20℃to+50℃；储存时温度：-40℃to+50℃；

测量范围：0.01μΩ～200Ω。

Claims (1)

1.一种阴极炭块组比电阻测量方法，其特征在于所述的测量方法包括：

（1）测量位置的选择步骤  

指炭块测量时探针测量位置选择在阴极炭块组底部进行测量；

（2）测量点数的选择步骤 

指选择炭块测量位置数，每根钢棒选择6点；

（3）测量间距选择步骤  

指测量点两个探针之间的距离，测量间距为70mm，其变化应在±0.5%以内；探针与阴极炭块端面的距离应至少为30mm；

（4）测量电流、时间长度选择步骤 

 测量在瞬间完成测量过程，选择电流强度小于10A，在一毫秒内产生测量需要的电流的适合上述要求的微电阻测量仪器；

（5）被测量阴极炭块温度选择步骤  

阴极组装采用热捣糊，组装完成后，阴极炭块组温度为70-80℃，测量环境温度为室温；

（6）完成测量步骤  

将一端探针放在炭块断头的钢棒与炭块交界线中心，另一端探针放在炭块上，分别测出A、B、C、D、E、F点电阻值，依次类推，分别测量其他钢棒和阴极炭块之间的电阻值；将测量数据记录下来，以算术平均值作为测量结果。