CN103243352A - 铝电解槽阴极电流平衡调整方法及实施该方法的铝电解槽 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝电解槽阴极电流平衡调整方法及实施该方法的铝电解槽、铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构，该方法通过调整铝电解槽阴极炭块进电侧或/和出电侧对应的阴极钢棒在电路中的有效接入长度，来改变对应阴极钢棒在电路中的接入电阻，以使铝电解槽阴极单元进电侧和出电侧的输出电流平衡，确保铝电解槽的运行稳定。

Description

铝电解槽阴极电流平衡调整方法及实施该方法的铝电解槽
技术领域
本发明涉及一种铝电解槽阴极电流平衡调整方法及实施该方法的铝电解槽。
背景技术
大型铝电解槽一般采用横向排列方式，多台槽串联运行，对于传统的单个铝电解槽，其槽壳的上部设有由沿槽壳长度方向均布的阳极构成的阳极单元、底部设有与阳极单元对应的阴极单元，槽壳长度方向的一侧为进电侧、另一侧为出电侧，在进电侧设有沿槽壳长度方向均布的、与各阳极一一对应导电连接的立柱母线，这样电流从进电侧的立柱母线进入阳极，然后流经电解质层和铝液层进入阴极单元，最后由阴极单元进入下游铝电解槽的立柱母线。铝电解槽的阴极单元，包括设置在槽壳内部的、与各阳极一一对应的阴极炭块以及设置在槽壳外部的阴极母线，阴极母线的一端位于进电侧、另一端绕过槽壳后位于出电侧，在阴极炭块对应进电侧和出电侧的端面上分别垂直固设有一根阴极钢棒，阴极钢棒与对应阴极母线的对应端部之间连接有阴极软带，这样电流由阴极炭块向两侧分流后分别经阴极钢棒和阴极软带在对应的阴极母线上会合后进入下游的铝电解槽。
由于阴极炭块的两个电流流出端面到下一台槽立柱的距离相差达10到20米，这样会使阴极出电侧流出的电流远远大于进电侧流出的电流，造成铝电解槽进电侧和出电侧间的输出电流大小不平衡，使铝电解槽不能正常工作。现有的解决办法是加大进电侧的母线截面，减小出电侧的母线截面，母线电流密度差达到3倍以上。同时进电侧增大母线截面会增加母线用量，增加建设费用，出电侧减少截面又会增加电阻，消耗电能。另一方面，由于电解槽母线配置复杂，在设计时，电平衡的计算复杂，往往存在较大的误差，而且在施工过程中，由于母线材质、焊接质量、施工误差等也会使这一误差进一步扩大，当前运行的电解槽个别区域进电侧和出电侧的电流误差已达到20%以上，严重影响了电解槽的稳定运行，增加电耗且降低效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝电解槽电流平衡调整方法，用以解决现有铝电解槽阴极单元因进电侧和出电侧输出的电流大小不平衡造成的运行不稳定的问题；同时本发明还提供了实施该方法的铝电解槽以及铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构。
本发明的铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构采用如下技术方案：一种铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构，包括阴极钢棒和阴极软带，所述阴极软带具有与阴极钢棒压接配合的压接安装部，所述阴极钢棒上设有沿其长度方向间隔布置的、与压接安装部可拆固连的适配连接部。
所述阴极软带的压接安装部上设有一个压接孔，所述阴极钢棒上设有沿其长度间隔布置的压接调节孔，阴极软带通过压接孔和其中一个压接调节孔之间穿设的螺栓与阴极钢棒可拆固连，所述适配连接部为所述压接调节孔。
本发明的铝电解槽采用如下技术方案：一种铝电解槽，包括槽壳和阴极单元，阴极单元包括设置在槽壳内部的、沿槽壳前后长度方向布设的阴极炭块以及设置在槽壳外部的、与阴极炭块对应的阴极母线，各阴极炭块的左右端分别导电固连有、对应伸出槽壳进电侧和出电侧的阴极钢棒，阴极钢棒与导电固设在相应阴极母线上的相应阴极软带导电连接，所述阴极软带具有与其对应的阴极钢棒压接配合的压接安装部，所述阴极钢棒上设有沿其长度方向间隔布置的、与压接安装部可拆固连的适配连接部。
所述阴极软带的压接安装部上设有一个压接孔，所述阴极钢棒上设有沿其长度间隔布置的压接调节孔，阴极软带通过压接孔和其中一个压接调节孔之间穿设的螺栓与阴极钢棒可拆固连，所述适配连接部为所述压接调节孔。
本发明的铝电解槽电流平衡调整方法采用如下技术方案：铝电解槽电流平衡调整方法，该方法通过调整铝电解槽阴极炭块进电侧或/和出电侧对应的阴极钢棒在电路中的有效接入长度，来改变对应阴极钢棒在电路中的接入电阻，以使铝电解槽阴极单元进电侧和出电侧的输出电流平衡。
所述阴极钢棒的接入电阻通过调整阴极软带的压接安装部在阴极钢棒长度方向上的位置实现。
采用上述结构的铝电解槽，由于阴极钢棒上设有沿其长度方向间隔布置的、与对应的阴极软带的压接安装部可拆固连的适配连接部，通过调整压接安装部与其中一个适配连接部的压接位置，可相应调整阴极钢棒的接入长度，进而调整阴极钢棒的接入电阻，最终可调整阴极对应侧的输出电流大小，通过阴极单元一侧或两侧的调整，使阴极单元进电侧和出电侧的输出电流达到平衡，确保铝电解槽的运行稳定。
附图说明
图1为本发明的铝电解槽的一种实施例的结构示意图；
图2为图1中的阴极单元装配俯视图。
具体实施方式
本发明的铝电解槽的实施例：如图1、图2所示，包括槽壳4，槽壳4的上部设有由沿槽壳长度方向均布的阳极构成5的阳极单元、底部设有与阳极单元对应的阴极单元，槽壳4长度方向的左侧为进电侧、右侧为出电侧，在进电侧设有沿槽壳4长度方向均布的、与各阳极5一一对应导电连接的立柱母线2，这样电流从进电侧的立柱母线2进入阳极5，然后流经电解质层和铝液层进入阴极单元，最后由阴极单元进入下游铝电解槽的立柱母线。阴极单元包括设置在槽壳4内部的、与各阳极5一一对应的阴极炭块6以及设置在槽壳4外部的阴极母线1，阴极母线1的一端位于进电侧、另一端绕过槽壳后位于出电侧，各阴极炭块6的左右侧分别垂直固设有对应的阴极炭块6导电连接的阴极钢棒8，阴极母线1的两端部位置处分别导电固设有两个与两个阴极钢棒8一一导电连接的阴极软带3，所述阴极软带3具有与其对应的阴极钢棒8压接配合的压接安装部，压接安装部上设有一个压接孔，所述阴极钢棒8上设有沿其长度间隔布置的压接调节孔，压接安装部通过压接孔和其中一个压接调节孔之间穿设的螺栓7与阴极钢棒8可拆固连，压接调节孔为阴极钢棒8的与压接安装部可拆固连的适配连接部，这样电流由阴极炭块6向两侧分流后分别经阴极钢棒8和阴极软带3在对应的阴极母线1上会合后进入下游的铝电解槽，同时通过调整压接孔与各压接调节孔的对应位置可调整阴极钢棒的接入长度，即可调整阴极钢棒的接入电阻。
在其他实施例中，压接安装部和适配连接部可以为两个对应的连接法兰，通过法兰连接也能实现可拆固连。
本发明的铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构的实施例：如图1、图2所示，与上述实施例中的阴极钢棒和阴极软带的连接结构一致，其内容在此不再赘述。
本发明的铝电解槽电流平衡调整方法的实施例：该方法采用的铝电解槽的结构与上述实施例的铝电解槽的结构一致，该方法基于将铝电解槽阴极单元进电侧和出电侧的输出电流大小调整平衡，其步骤如下，
1）、分别检测铝电解槽阴极单元进电侧和出电侧的实际输出电流大小；
2）、根据两侧的实际输出电流大小，调整两侧对应阴极钢棒的接入电阻，调整过程如下：
a、当阴极单元进电侧较出电侧的实际输出电流偏大时，将进电侧对应的阴极软带的压接安装部朝向阴极钢棒末端移动以增加进电侧对应的阴极钢棒的接入长度，增大了进电侧阴极钢棒的电阻，进而减少阴极单元进电侧的电流，使之与阴极单元出电侧的电流平衡；或者将出电侧对应的阴极软带的压接安装部背向阴极钢棒末端移动以减小出电侧对应的阴极钢棒的接入长度，减小了出电侧阴极钢棒的电阻，进而增大阴极单元出电侧的电流，使之与阴极单元进电侧的电流平衡；或者将进电侧对应的阴极软带的压接安装部朝向阴极钢棒末端移动以增加进电侧对应的阴极钢棒的接入长度的同时，将出电侧对应的阴极软带的压接安装部背向阴极钢棒末端移动以减小出电侧对应的阴极钢棒的接入长度。
b、当阴极单元进电侧较出电侧的实际输出电流偏小时，将进电侧对应的阴极软带的压接安装部背向阴极钢棒末端移动以减小进电侧对应的阴极钢棒的接入长度，减小了进电侧阴极钢棒的电阻，进而增大阴极单元进电侧的电流，使之与阴极单元出电侧的电流平衡；或者将出电侧对应的阴极软带的压接安装部朝向阴极钢棒末端移动以增大出电侧对应的阴极钢棒的接入长度，增大了出电侧阴极钢棒的电阻，进而减小阴极单元出电侧的电流，使之与阴极单元进电侧的电流平衡；或者进电侧对应的阴极软带的压接安装部背向阴极钢棒末端移动以减小进电侧对应的阴极钢棒的接入长度的同时，将出电侧对应的阴极软带的压接安装部朝向阴极钢棒末端移动以增大出电侧对应的阴极钢棒的接入长度。
上述方法实施例中，对应的阴极钢棒和阴极软带采用可拆压接方式，阴极单元两侧的阴极钢棒的长度整体不发生变化，只是依靠其上的压接调节孔来调节阴极软带的压接安装部在阴极钢棒上位置来调节阴极钢棒的接入长度，最终实现接入电阻的调节，在其他实施例中，对应的阴极钢棒和阴极软带也可以采用焊接的方式，需要调整时，直接相应增大或减小两侧或一侧阴极钢棒的长度，也能实现阴极单元两侧的输出电流平衡，该过程一般在铝电解槽大修时完成。

Claims (6)

1.一种铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构，包括阴极钢棒和阴极软带，其特征在于：所述阴极软带具有与阴极钢棒压接配合的压接安装部，所述阴极钢棒上设有沿其长度方向间隔布置的、与压接安装部可拆固连的适配连接部。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构，其特征在于：所述阴极软带的压接安装部上设有一个压接孔，所述阴极钢棒上设有沿其长度间隔布置的压接调节孔，阴极软带通过压接孔和其中一个压接调节孔之间穿设的螺栓与阴极钢棒可拆固连，所述适配连接部为所述压接调节孔。
3.一种铝电解槽，包括槽壳和阴极单元，阴极单元包括设置在槽壳内部的、沿槽壳前后长度方向布设的阴极炭块以及设置在槽壳外部的、与阴极炭块对应的阴极母线，各阴极炭块的左右端分别导电固连有、对应伸出槽壳进电侧和出电侧的阴极钢棒，阴极钢棒与导电固设在相应阴极母线上的相应阴极软带导电连接，其特征在于：所述阴极软带具有与其对应的阴极钢棒压接配合的压接安装部，所述阴极钢棒上设有沿其长度方向间隔布置的、与压接安装部可拆固连的适配连接部。
4.根据权利要求3所述的铝电解槽，其特征在于：所述阴极软带的压接安装部上设有一个压接孔，所述阴极钢棒上设有沿其长度间隔布置的压接调节孔，阴极软带通过压接孔和其中一个压接调节孔之间穿设的螺栓与阴极钢棒可拆固连，所述适配连接部为所述压接调节孔。
5.铝电解槽阴极电流平衡调整方法，其特征在于：该方法通过调整铝电解槽阴极炭块进电侧或/和出电侧对应的阴极钢棒在电路中的有效接入长度，来改变对应阴极钢棒在电路中的接入电阻，以使铝电解槽阴极单元进电侧和出电侧的输出电流平衡。
6.根据权利要求5所述的铝电解槽阴极电流平衡调整方法，其特征在于：所述阴极钢棒的接入电阻通过调整阴极软带的压接安装部在阴极钢棒长度方向上的位置实现。
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