[实用新型]一种新型铝电解槽阴极结构及母线配置方案

说明书

技术领域

本实用新型属于铝电解槽电流供给装置的技术领域，涉及一种作为大型铝电解槽阴极炭块结构及母线配置的改良方案。

背景技术

近年来，铝电解技术的发展，主要体现在以扩大生产规模、降低投资强度、提高劳动生产率为目的，不断地增大电解槽电流强度和电解槽的容量。随着铝电解槽系列电流强度的增大，槽内磁场强度越来越大，磁流体的稳定性便成为了限制电解槽扩容和保证生产稳定的主要制约因素。为了实现电解槽磁流体的稳定，不得不采用大量的槽周围铝母线，以合理分配进、出电侧母线电流走向的方式来实现槽内磁流体的稳定。中国专利ZL89108211.5和中国专利申请案ZL200510200741.5的方案便是如此，其特征在于：(1)进电侧大部分母线绕行在电解槽窄端面外侧，而其余少部分阴极母线则通过电解槽底下汇集到下一个电解槽的方法来对磁场进行补偿；(2)使进电侧流向烟道端的阴极母线电流大于由进电侧流向出铝端的阴极母线电流。在上述设计方案中大型铝电解槽进电侧的大部分电流必须从电解槽的两端头绕行，用以补偿电解槽内四个角部的磁场，和相邻车间回路电流所产生的磁场。

不仅由于大部分母线电流要从电解槽两端头绕行，需要采用大量的铝母线，有的设计方案，如中国专利ZL03133448.2那样，还要增设一个副电源和由它引出来的专用补偿母线，问题就更加复杂多了，它所需要增加的材料和电能消耗更就更大了。所以，从技术、经济综合分析，上述的方案都还不是效果理想的方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种从技术、经济综合考虑，更为合理的大型铝电解槽磁场补偿方案。它既能取得良好的磁场补偿效果；又能节省槽周围母线的用量。

本实用新型首先提出了一种铝电解槽新型阴极结构，包括槽壳、阴极炭块、阴极钢棒、内衬结构，其特征在于：

(1)将阴极炭块和阴极钢棒分为长、短不同的两组；

(2)长阴极炭块组安装、布置在电解槽中部并与电解槽短轴相平行；

(3)短阴极炭块组安装、布置在电解槽两端并同长阴极炭块相垂直。

本实用新型在上述新型阴极结构的基础上还提出了一种与其相适应的新型铝电解槽母线配置方案，其设计构思是将电解槽大部分电流由电解槽两大面流出；小部分电流则由电解槽的两端头流出，从两端头流出的电流恰好补偿了内部电流在电解槽四个角产生的磁场。与此同时，由于槽内四个角部磁场已被内部电流磁场自行补偿掉，因而从槽端头绕行的外部电流可以减小且其流向也大为简化。

本实用新型的新型铝电解槽母线配置方案，包括进电侧软母线、进电侧汇流母线、出电侧软母线、出电侧汇流母线、槽底穿行母线和立柱母线，其特征在于，另设置有端头软母线和端头汇流母线：

(1)端头软母线从短阴极炭块组引出，将其汇集到端头汇流母线上，并最终汇集到立柱母线上；

(2)将进电侧软母线汇集到进电侧汇流母线上，经过槽底过渡到出电侧，汇集到立柱母线上；

(3)另设置有电解槽辅助短路母线。

考虑到仅仅端头汇流母线的电流还不足以补偿相邻列电解槽母线电流的影响，故本实用新型的母线配置方案，在分配通过槽底的进电侧汇流母线时，让处于靠近烟道端的母线数量多于靠近出铝端的母线数量。

本实用新型的总的特点是，通过电解槽进电侧母线的电流大部分从槽底穿过，而自槽底穿过的电流又大部分集中在槽底的两端头，并且从烟道端槽底流过的电流量大于出铝端槽底流过的电流量。按照本实用新型的铝电解槽阴极结构和母线配置方案，电解槽周围的磁场通过简单配置便可得到补偿，不仅保证了电解槽的稳定运行，还省去了大量的端头绕行母线，大幅度地减少了母线的用量，其经济效益是非常显著的。

附图说明

图1是本实用新型的新型阴极结构的俯视图；图2、3、4是本实用新型的母线配置方案的平面示意图。在上述各图中：1为短阴极炭块；2槽壳；3长阴极钢棒；4长阴极炭块；5内衬结构；6短阴极钢棒；7端头软母线；8端头汇流母线；9进电侧软母线；10进电侧汇流母线；11出电侧软母线；12出电侧汇流母线；13槽底穿行母线；14辅助短路母线；15立柱母线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明与补充。