[发明专利]一种优化铝电解槽磁场的方法

说明书

技术领域

一种优化铝电解槽槽内磁场的方法，涉及一种铝电解槽母线配置的磁场优化方法。

背景技术

随着铝电解槽的大型化，磁流体的稳定性在电解槽的生产中越发的重要，由于电解槽实体的结构特征决定了电解槽磁场分布的不均匀性，目前的母线配置方法，是在电解槽实体及上部母线产生的磁场基础上通过槽底母线的削峰填谷，来尽可能的使铝液层的磁场趋于均匀，实际上只能使磁场的最大值和均值减小一些，由于磁场的不均匀性和补偿母线电流在去补偿一个位置的途中，难免会加强了其他位置的磁场，这样导致铝液层的磁场此降彼升，互相牵制，最终不能降到理想的情况。而电解槽磁流体的不稳定性在大型电解槽中的副作用就更加明显，电磁力增强，铝液运动加速，会导致无法稳定生产、电耗增加、电流效率降低、槽体易破损。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述的传统补偿母线配置的缺点，提供一种能使补偿母线在减弱目标位置磁场的途中减少对其他部位磁场产生不利影响，方便容易的降低电解槽磁场，为大型铝电解槽的稳定、高效、长寿的运行奠定好基础的优化铝电解槽磁场的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种优化铝电解槽磁场的方法，其特征在于其优化方法是在补偿母线对槽内磁场有不利影响的一段罩上铁磁屏蔽罩以减弱它的副作用。

本发明的一种优化铝电解槽磁场的方法，其特征在于所述的铁磁屏蔽罩与间隙套装在补偿母线外的铁磁屏蔽罩。

本发明的一种优化铝电解槽磁场的方法，其特征在于所述的铁磁屏蔽罩的铁磁屏蔽材料为普通碳钢或硅钢、坡莫合金铁磁材料。

本发明的的一种优化铝电解槽磁场的方法，其铁磁屏蔽罩的层厚和套装补偿母线位置由补偿母线处的磁场分布和强度决定。铁磁屏蔽罩的形状和截面和补偿母线相适配，在屏蔽罩的拐角处一定要做成圆弧形而非直角，根据要被屏蔽的电流强度大小和屏蔽成本，可以选择不同磁导率和磁饱和度的导磁材料，设计不同的屏蔽罩厚度，也可以设计一层屏蔽，也可以设计多层屏蔽。屏蔽罩与母线之间确保绝缘的情况下尽可能小，应当不小于12mm，屏蔽罩和大地之间也要绝缘。蔽罩的厚度的确定为：t＝Ad/μ，其中，t为屏蔽罩需要的厚度，A为屏蔽前后的衰减量，d为屏蔽体直径，μ为屏蔽材料磁导率。其中，屏蔽后的磁场为＝Ho/A，其中B为屏蔽后的磁场，Ho为原磁场，A为衰减量。

在采用多层屏蔽的结构。可以两层都用普通碳钢实现多层屏蔽，也可以内层用低磁导率，材料不易饱和的材料，外层使用磁导率高，磁饱和强度低的导磁材料，如果可能两层屏蔽体间应当保留12mm的间隙。在安装内外两层屏蔽体时，要注意彼此间的绝缘。可用绝缘材料做支撑件。

本发明的方法，有效克服了传统补偿母线配置的缺点，在电解槽槽底补偿母线的局部周围罩上屏蔽套，使补偿母线在减弱目标位置磁场的途中不对其他部分磁场产生不利影响，方便容易的降低电解槽磁场，尤其可用在大型铝电解槽的母线配置设计中，为大型铝电解槽的稳定、高效、长寿的运行奠定好基础。

附图说明

图1为本发明的方法在补偿母线局部屏蔽示意图。

图2为本发明的方法的单层屏蔽罩截面图。

图3为本发明方法的双层屏蔽罩截面图。

实施例

槽铝液层垂直磁场Bz一般在四个角部出现最大值，且关于X、Y轴接近反对称，如图4所示，其中，1位铝液层垂直磁场Bz方向示意图，当补偿母线2在电解槽端部从进电A侧到出电B侧时，补偿母线产生的垂直磁场方向是正向的，这样就会导致当母线补偿B侧减小其负向Bz时，同时会增加A侧角部的正的最大值，为了减少对A面右侧的影响，我们在母线对应的部分加上屏蔽罩3，如图4所示，屏蔽罩按发明内容中所述的来制作，根据需要确定是单层屏蔽罩，截面如图2所示，屏蔽罩也可以是多层的，截面如图3所示。

如使用单层屏蔽罩，当补偿母线2截面为300mm×200mm时，被屏蔽罩罩住的部分，在未被屏蔽之前对电解槽A侧角部产生的加强磁场根据电流强度不同设为b，当我们确定想把B降为其1/20时，所需要的屏蔽罩尺寸计算为：屏蔽罩的最小尺寸为324×224，则其直径为324(按最大直径算)，使用磁导率为1000的普通碳钢，屏蔽罩厚度为t＝Ad/μ＝20×324/1000＝6.48mm，实际操作中的屏蔽效果会比理论值稍微差一点，我们可以将屏蔽罩适当加厚一点。