[发明专利]铝电解槽阴极电流在线调整方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流在线调整的方法，特别涉及一种铝电解槽阴极电流调整的方法，并涉及一种实施该方法所采用的装置。

背景技术

如图1、图2所示，目前电解铝工业生产用电解槽的电流通路是从阳极进入，先从阳极底部导入电解质层，再从电解质层导入铝液层，最后从阴极导出，阴极由阴极炭块，安装在阴极炭块内的导电棒，阴极电流导出母线及阴极导电棒与阴极电流导出母线的连接软母线组成。

因为铝电解槽工作在强直流电流工况下，阴极、阳极均有数十组组成，且阳极与阴极存在一定的对应关系。为了平衡各组之间的电流及平衡各部位的磁场，要求各部位的电流分布尽量均匀，且产生的水平电流尽量小，从而使电解生产更稳定。阴极电流分布是通过增加或减小连接阴极导电棒与阴极电流导出母线之间的软母线的截面，即其电阻值的大小来实现的，处在不同部位的阴极导电棒由于其距离阴极电流导出母线的位置不同，其电流调整量也不同，但这些均是在特定参数下在设计及施工时已定型的，不能根据生产过程中存在的实际状况再次调整。如，在更换某组阳极时，由于阳极导电的滞后性，滞后时间一般为24小时左右，在此期间，其对应的阴极导出的电流应相应减小，但由于无法进行在线调整，会使此区域内的水平电流增大，从而造成电解生产效率降低，还会造成电压波动，为了避免电压波动，生产上采用抬高电压0.2V左右，保持2小时左右，对于一个中型电解铝厂来说，一天因此浪费的电能就高达近4万度电。另外，在电解槽底部出现异常或个别阳极出现异常时也需要及时地对相应的阴极电流进行及时的调整，才能保证生产的高效运行，而这些当前技术还无法实现。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的缺陷，提供一种设计新颖、可适时调整阴极电流的方法，从而最大限度地减小水平电流，从而达到大幅度提高生产效率和节省电能的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括以下几个步骤：

①分别采集铝电解槽中阳极电流信号和阴极电流信号，并把所采集的两种信号输入到阴极电流在线调整控制器中；

②在阴极电流在线调整控制器中，对两种信号进行逻辑分析与计算，得出阴极电流和阳极电流的偏差值，并找出需要调整的部位及调整量大小，输出控制命令；

③位于铝电解槽上的阴极电流调整器接收到该控制命令后，调整阴极电流通路，以改变阴极电流大小。

一种铝电解槽阴极电流在线调整装置，它包括阳极电流检测器和至少一个阴极电流在线调整器，上述的阳极电流检测器和阴极电流在线调整器均与控制器相连接；且上述的阴极电流在线调整器包括阴极电流检测器和执行机构。

上述的控制器包括信号采集及处理单元、逻辑单元和控制单元，上述的信号采集及处理单元与逻辑单元连接，逻辑单元与控制单元相连接。

上述的控制器位于铝电解槽控制系统中。

上述的阴极电流在线调整器为一个，其内部为多单元结构，每个单元均包括阴极电流检测器和执行机构，且每个单元与铝电解槽内的阴极导电棒相对应。

上述的阴极电流在线调整器至少为两个，每个阴极电流在线调整器均包括阴极电流检测器和执行机构，且每个阴极电流在线调整器与铝电解槽内的阴极导电棒相对应。

在阴极电流在线调整器中，上述的执行机构为电子调节装置。

在阴极电流在线调整器中，上述的执行机构包括至少一个固定电阻和至少一个开关，每一路中固定电阻和开关串联连接，然后多路并联连接。

在阴极电流在线调整器中，上述的执行机构为滑动变阻器，滑动变阻器与滑动变阻控制器相连接。

上述的滑动变阻控制器采用电磁控制方式改变滑动变阻器的阻值大小。

本发明的积极有益效果：

1、本发明能够根据电解槽工作的需要，及时调整阴极电流分布，从而使电解槽的水平电流最小，工作最稳定，生产效率最高。

2、本发明由于解决了由阴极电流分布不均匀而又无法及时调整的难题，从而克服了以往必须通过提升电压来平衡电压波动的问题，可大幅度节省电能，对一个中型电解铝厂而言，每年可节约电能1000多万度电。

3、本发明由于可自动调整阴极电流的分布，从而避免了以往通过其它方式调整造成的大量人力和物力消耗。

4、本发明的方法，在现有的电子技术及机械技术的支持下，容易实现。

附图说明

图1为现有技术的铝电解槽阴极俯视图；

图2为现有技术的铝电解槽横向剖视图；

图3为本发明技术的铝电解槽阴极俯视图；

图4为本发明技术的铝电解槽横向视图；