[发明专利]一种五点进电铝电解槽母线配置结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型铝电解槽磁流体稳定性母线配置结构，具体涉及一种五点进电铝电解槽母线配置结构。

背景技术

随着我国铝工业生产技术的发展，现代大型铝电解槽的系列电流强度正日益增大，按照法拉第定律的描述，在其他条件相等时，磁场将随电流的增加而增加。而电解槽的生产电流产生的磁场与电解槽内熔体电流相互作用产生的电磁力使槽内熔体循环加速，导致铝液面产生隆起、偏斜和波动，甚至可能影响电解槽不能正常生产。因此为了实现电解槽磁流体的稳定，在槽周围母线设计上要求影响电解槽生产稳定的重要因素——槽内磁场分布特性（要求磁场值小，梯度小）变得更为重要，而且在母线断面（电物理场）的设计上也必须做到母线系统各个部分电流分布均匀，以防止因电解槽阴阳极电流分布不均匀，使槽内磁场分布曲线产生漂移，致使电解槽内熔体的界面发生波动，严重影响电解槽的正常生产。

在大型予焙槽的设计中，由于工程的需要及节省投资，通常要考虑两排电解槽作为一个生产系列，而且两排电解槽不能相距太远。因此在电解槽槽周围母线系统设计中，必须考虑邻排槽的电流影响，从而使得电解槽烟道侧及出铝侧补偿的磁场强度不同，所走电流强度亦不同。以电解槽中心线为界，进电侧母线和出电侧母线的左右两侧如采用相同的母线配置及规格，不仅会造成磁场补偿力度不够，而且会产生偏流现象，改变槽内磁特性及熔体的流动状况，导致电解槽稳定性遭受破坏，给生产操作带来极大危害。

发明内容

本发明的目的是，提供五点进电铝电解槽母线配置结构，该结构既能取得良好的磁场补偿效果，又能节省槽周围母线用量，从而克服现有技术存在的磁场补偿力度不够，产生偏流现象，改变槽内磁特性及熔体的流动状况，导致电解槽稳定性遭受破坏等不足。

本发明采用以下技术方案：设置5根进电侧立柱母线、5根出电侧立柱母线；5根进电侧立柱母线与槽上部结构的2组阳极大母线连接，2组阳极大母线分别与20组阳极、20组阴极炭块及20组阴极钢棒连接；在进电侧通过与阴极钢棒焊接的20组阴极软母线连接烟道端进电侧阴极母线、中间进电侧阴极母线、出铝端进电侧阴极母线，并通过电解槽两侧槽侧部母线、槽底穿行母线分别与下游槽的5根立柱母线连接；在出电侧通过与阴极钢棒焊接的20组阴极软母线连接出电侧阴极母线，出电侧的阴极母线通过母线水平折叠或垂直折叠与下游槽的5根立柱母线连接。

烟道端与进电侧母线连接的阴极软母线数量为9根，出铝端与进电侧母线连接的阴极软母线数量8根。

电解槽生产时，直流电流从上游电解槽分别进入本槽的5根立柱母线，电流通过立柱母线进入到槽上部结构的阳极大母线上，再分配至各组阳极，然后流经槽内的熔体电解质层、铝液层，以及阴极炭块、阴极钢棒后，通过与阴极钢棒焊接的进电侧阴极软母线导入烟道端进电侧阴极母线、中间进电侧阴极母线、出铝端进电侧阴极母线，再通过槽侧母线或槽底穿行母线分别汇入下游槽的5根立柱母线，在出电侧母线也通过阴极软母线流出， 经过出电侧的阴极母线后也分别汇入下游槽的5根立柱母线。

在以上所述的构成中有以下特点：

1） 设置5根立柱母线和40根阴极母线，进出电两侧电流对称分配。 5根立柱母线上的阴极母线由进、出电侧软母线相加总数相同均为8根。

2） 电解槽进电侧的阴极母线及槽侧母线采用大断面，并使进电侧电解槽两端的电流流向下游槽的中间立柱母线；进电侧中部的电流流向下游槽的端头立柱母线；中间部分进电侧母线的电流流向下游槽的中心立柱母线；

3） 电解槽出电侧的阴极母线采用小断面，并使出电侧电解槽两端的电流流向下游槽的端头立柱母线；出电侧中部的电流流向下游槽的中间立柱母线，出电侧中间的电流流向下游槽的中心立柱母线。 

本发明与原有电解槽技术相比，通过电流路径等距离母线配置，阴极母线槽底弱补偿，立柱母线等比进电，进、出电侧阴极母线采用多层母线非对称配置，出电侧阴极母线还采用母线水平折叠或垂直折叠的方式来增加其至下游槽立柱母线距离等结构，以达到最佳电、磁、流体特性相配关系，使大型预焙电解槽获得合理的槽内磁场分布和稳定的熔体流速场，从而确保电解槽生产过程的稳定和较高的电流效率。此外本阴极母线配置结构中，所有的进电侧阴极母线既是正常生产时的导电母线，又是短路时短路母线，而且与正常生产时电流的走向完全相同。这不仅在单一电解槽停槽时对邻近电解槽的运行影响最小，而且也节省了母线用量。

附图说明

图1为本发明的示意图。图中左端为烟道端，右端为出铝端，下侧为进电侧，上侧为出电侧。

具体实施方式：