[实用新型]一种特大型铝电解槽阴极母线配置结构

说明书

技术领域

本实用新型属于铝电解槽的电流供给装置的技术领域，具体涉及到对特大型铝电解槽阴极母线进电的配置所作出改良的技术方案。

背景技术

伴随电解铝工业规模的大型化，电解槽的容量越来越大，以追求最经济的系统配置。大型铝电解槽的开发需要多项新技术的配合，在所有这些配套的技术当中，最重要的技术之一便是电解槽磁流体稳定性模拟技术和母线技术。因为随着电解槽的大型化，母线磁场对电解槽运行稳定的影响愈加明显，而磁流体稳定性设计的优劣对电解槽正常的生产和生产技术指标的提高都有着非常重要的影响，因此，世界上各大铝业公司与相关的科研、设计单位都把电解槽磁流体稳定性设计放在重中之重的位置加以考虑。

到目前，国内外铝业公司也曾公开了一些大型电解槽的母线配置专利技术，如美国专利3415724、4313811和4747611，中国专利申请案200410040408.8、200410040409.2和中国专利200420060106.2。一般的，其铝电解槽的进电侧大部分母线都绕行于电解槽端头，以对槽内四个角的磁场进行补偿。但由于电解槽内部阴极对称配置的特点，采用等同电流绕行电解槽端头四个角以对角部磁场进行补偿，虽然对于出电侧的两个角部可起到磁场的补偿作用；但对于进电侧的两个角部则会起到相反的作用。尽管阴极母线自进电侧向出电侧绕行的过程中高度有变化，但由于受到电解槽空间的限制，靠母线高度的变化很难以起到理想的补偿效果。

实用新型内容

本实用新型的设计人根据大型铝电解槽的技术发展趋势，认真总结国内外大型铝电解槽磁流体设计的经验教训，借助于先进的计算机软件并融入了独特的设计理念，提出了一种对特大型铝电解槽阴极母线配置改良的技术方案。

本实用新型所提出的特大型铝电解槽阴极母线配置结构，包括进电侧母线、出电侧母线、进电侧阴极软母线、出电侧阴极软母线、槽底母线和立柱母线，其特征在于：

另设有先进入槽底再沿电解槽的端头走出并抬到一定高度的局部补偿母线；

采用六根立柱母线实现铝电解槽的供电。

本实用新型的特大型铝电解槽阴极母线配置结构，在设置局部补偿母线时，所遵循的补偿原则是：槽底弱补偿，槽端头强补偿；磁场强则补偿也强，磁场弱则补偿也弱。

本实用新型的特大型铝电解槽阴极母线配置结构，采用六根立柱母线供电时，其所连接的56根阴极软母线的电流分配比例为10∶10∶8∶8∶10∶10；也可以是9∶11∶8∶8∶11∶9。

本实用新型的特大型铝电解槽阴极母线配置结构，所说的局部补偿母线沿电解槽的端部走出时，它所抬起的高度以槽底平面起计算为550～750毫米。

本实用新型的阴极母线配置结构由进电侧母线、端头绕行母线、槽底母线、局部补偿母线、出电侧母线、立柱母线、进电侧阴极软母线和出电侧阴极软母线组成。进电侧的阴极软母线汇集到进电侧母线上，进电侧母线通过槽底母线、端头绕行母线及局部补偿母线，过渡到出电侧连接到立柱母线上。出电侧的阴极软母线汇集到出电侧母线上，再连接到立柱母线上，这样组成一个特大型电解槽阴极母线网络。

本实用新型的阴极母线配置结构的特点在于：

(A)采用槽底弱补偿，端头强补偿的理念，槽底总体上流经小部分电流；同时考虑大型电解槽较长的特点以及兼顾到电平衡和电解槽短路的要求，进电侧靠中型部位的阴极软母线以最短的距离过渡到出电侧，连接到立柱母线上；槽底母线物理上对称配置，但依靠母线中流经的电流强度不同来实现母线的非对称配置，以补偿相邻车间母线磁场的影响。本实用新型中，临近另一电解厂房的一半电解槽槽底比远离另一电解厂房的一半电解槽槽底多流过1～2根阴极软母线电流，相应的电解槽端头也多流过1～2根阴极软母线电流。

(B)由于电解槽结构的特点，槽内铝液的四个角部会存在很大的垂直磁场，而且呈现出大致的反向对称的特点。为在最大程度上补偿掉角部会存在很大的垂直磁场，又要最大限度地节省铝母线用量，本实用的局部补偿母线首先进入槽底，再沿电解槽端头走出，抬到一定的高度。它可以对电解槽临近的两个角部的磁场实现最大限度的补偿，以实现铝液内磁场的均匀分布。