一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括電解槽（6），煙道端整流機(jī)組(1)和出鋁端整流機(jī)組（2），煙道端整流機(jī)組(1)引出的煙道端環(huán)繞母線(xiàn)（3）、出鋁端整流機(jī)組（2）引出的出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)（4）分別沿著電解槽（6）煙道端和出鋁端形成閉合回路。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，可靈活地選擇整流機(jī)組以及調(diào)整補(bǔ)償電流的大小，用于降低傳統(tǒng)外補(bǔ)償方式的投資，并且配置靈活，可有效優(yōu)化電解槽磁場(chǎng)，使得電解槽獲得合理的槽內(nèi)磁場(chǎng)分布和穩(wěn)定的熔體流速場(chǎng)，確保電解槽生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定和較高的電流效率，同時(shí)使得槽周?chē)妇€(xiàn)配置得以簡(jiǎn)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于平衡電解槽磁場(chǎng)的外補(bǔ)償裝置，屬于電解鋁用設(shè)備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)的作用是連接上臺(tái)電解槽陰極和下臺(tái)電解槽陽(yáng)極，最終整個(gè)電解系列數(shù)百臺(tái)電解槽通過(guò)母線(xiàn)系統(tǒng)串聯(lián)在一起，強(qiáng)大的直流電經(jīng)由母線(xiàn)導(dǎo)入每臺(tái)電解槽為電化學(xué)反應(yīng)提供能量。
[0003]通上電以后，母線(xiàn)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場(chǎng)(B)，這些強(qiáng)烈的磁場(chǎng)和電解槽熔體中的電流(J)相互作用，在熔體區(qū)產(chǎn)生電磁力(F=JxB)。水平方向電磁力分布及大小決定了電解槽中熔體的流動(dòng)形態(tài)及流速，垂直方向電磁力分布及大小決定了電解槽中熔體界面的變形。總之電解槽內(nèi)磁場(chǎng)的分布及大小會(huì)很大程度地影響到電解槽穩(wěn)定性，從而影響電流效率以及噸鋁能耗等指標(biāo)。因此電解槽內(nèi)合理的磁場(chǎng)分布是保證電解槽穩(wěn)定高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。
[0004]電解槽內(nèi)合理磁場(chǎng)分布可通過(guò)兩種方式獲得，一是采用槽周?chē)妇€(xiàn)自平衡方式，即是利用配置在電解槽側(cè)部或底部的母線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)平衡電流通過(guò)電解槽時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，當(dāng)然母線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也需要相互平衡，同時(shí)母線(xiàn)的配置還要考慮上下游電解槽以及相鄰列的影響，要達(dá)到以上這些要求，槽周?chē)妇€(xiàn)配置會(huì)非常復(fù)雜，母線(xiàn)用量也會(huì)很大，有時(shí)候還會(huì)導(dǎo)致槽間距被迫加大；另一種是采用外補(bǔ)償方式，即是在電解槽兩側(cè)分別施加一個(gè)夕卜加電流，利用外加電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)補(bǔ)償電解槽內(nèi)磁場(chǎng)，使槽內(nèi)磁場(chǎng)分布合理，為電解槽實(shí)現(xiàn)高效低耗的運(yùn)行提供可靠的保障。采用這種方式可使得槽周?chē)妇€(xiàn)配置相對(duì)簡(jiǎn)單，并且母線(xiàn)用量也可以減少，母線(xiàn)系統(tǒng)的電耗損失也可以減少，當(dāng)然外加母線(xiàn)上的能量空耗是該方式的一大缺點(diǎn)。
[0005]通常的外補(bǔ)償方式是采用兩套整流機(jī)組，分布在電解槽煙道端和出鋁端提供兩個(gè)不一樣的補(bǔ)償電流以實(shí)現(xiàn)電解槽兩個(gè)端頭對(duì)于磁場(chǎng)補(bǔ)償強(qiáng)度的不同需要。為了補(bǔ)償相鄰列對(duì)電解槽的影響，往往煙道端的補(bǔ)償電流大些。這種補(bǔ)償方式需要兩套整流機(jī)組分別提供不同的電流強(qiáng)度，并且必須根據(jù)電流強(qiáng)度配套相應(yīng)的整流機(jī)組，由此造成整流機(jī)組選擇受限并且投資成本偏大，以至于該種補(bǔ)償方式的運(yùn)用受到較大的限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，用于降低傳統(tǒng)外補(bǔ)償方式的投資，提高補(bǔ)償裝置配置的靈活性，在確保電解槽穩(wěn)定高效生產(chǎn)的同時(shí)簡(jiǎn)化電解槽周?chē)妇€(xiàn)的配置。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括電解槽，煙道端整流機(jī)組和出鋁端整流機(jī)組，煙道端整流機(jī)組引出的煙道端環(huán)繞母線(xiàn)、出鋁端整流機(jī)組引出的出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)分別沿著電解槽煙道端和出鋁端形成閉合回路。本發(fā)明的電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括兩套整流機(jī)組、環(huán)繞母線(xiàn)、母線(xiàn)支架等。整流機(jī)組將交流電變成直流電后由環(huán)繞母線(xiàn)接入電解車(chē)間電解槽兩側(cè)，進(jìn)入電解車(chē)間電流大小是一定的，但補(bǔ)償電流的大小可以由環(huán)繞母線(xiàn)繞行電解槽系列的圈數(shù)決定，補(bǔ)償電流強(qiáng)度隨著繞行電解系列圈數(shù)的增加而成倍數(shù)增加。根據(jù)電解槽磁場(chǎng)平衡的要求，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)繞電解車(chē)間一圈提供的補(bǔ)償電流與整流機(jī)組提供的直流電一致，繞行兩圈補(bǔ)償電流是整流機(jī)組提供的直流電的一倍，以此類(lèi)推，確保補(bǔ)償電流能夠達(dá)到電解槽磁場(chǎng)平衡的要求。
[0008]環(huán)繞母線(xiàn)距離電解槽煙道端或出鋁端的距離可以相同也可以不同，不同的距離也可以做為調(diào)整不同補(bǔ)償電流強(qiáng)度的一個(gè)變量參數(shù)，距離越近補(bǔ)償強(qiáng)度越大。
[0009]環(huán)繞母線(xiàn)的繞行線(xiàn)路與電解槽的排布平行，且盡可能呈矩形回路，即與電解槽平行的環(huán)繞母線(xiàn)盡可能為直線(xiàn)，因?yàn)檫@樣方便計(jì)算補(bǔ)償電流的強(qiáng)度，而且補(bǔ)償更均勻。
[0010]處于不同環(huán)繞圈的環(huán)繞母線(xiàn)既可以上下排布，也可以在同一平面內(nèi)逐圈向內(nèi)(或夕卜)環(huán)繞。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是從上向下依次為第一圈，第二圈，第三圈等，或者從外向里(從里向夕卜)依次為第一圈，第二圈，第三圈等。
[0011]煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)所形成的閉合回路圈數(shù)多于一圈。電解槽煙道端和出鋁端補(bǔ)償電流強(qiáng)度大小由煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)繞行電解槽的圈數(shù)決定。因此，不同的環(huán)繞圈數(shù)方便調(diào)節(jié)不同的補(bǔ)償電流強(qiáng)度。
[0012]煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)所形成的閉合回路圈數(shù)不同。當(dāng)煙道端的補(bǔ)償電流需要更大些時(shí)，可以采用煙道端環(huán)繞母線(xiàn)圈數(shù)大于出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)圈數(shù)的方式。當(dāng)然，也可以通過(guò)煙道端整流機(jī)組和出鋁端整流機(jī)組分別將交流電變成不同直流電，然后再經(jīng)煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)分別將不同補(bǔ)償電流導(dǎo)入電解車(chē)間(分別沿著電解槽煙道端和出鋁端)，具體哪種方式更好可根據(jù)設(shè)備情況和使用條件來(lái)決定。
[0013]煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)直徑不同。這也是一種差異化電解槽煙道端和出鋁端補(bǔ)償電流強(qiáng)度的方法。
[0014]環(huán)繞母線(xiàn)為鋁含量99.5%?99.7%的鋁母線(xiàn)。這里的鋁含量指的是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0015]環(huán)繞母線(xiàn)的電流密度為0.3?0.4A/mm2。
[0016]煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)置于母線(xiàn)支架上，母線(xiàn)支架固定于地面上。煙道端環(huán)繞母線(xiàn)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)分別用母線(xiàn)支架固定是最簡(jiǎn)單的方法，一系列母線(xiàn)支架間隔的豎直的安裝在電解車(chē)間地面上，其走向與環(huán)繞母線(xiàn)相同。原則上母線(xiàn)支架的高度要保證既不影響地面車(chē)輛或人的通行，也不影響電解車(chē)間的行車(chē)運(yùn)行，同時(shí)能夠兼顧檢修的方便。
[0017]本發(fā)明可靈活地選擇整流機(jī)組以及調(diào)整補(bǔ)償電流的大小，有效降低槽內(nèi)垂直磁場(chǎng)，使全槽磁場(chǎng)尤其是垂直磁場(chǎng)四象限均勻且呈梯度較小，有效的解決了電解槽磁場(chǎng)問(wèn)題。并可使電解槽獲得合理的槽內(nèi)磁場(chǎng)分布和穩(wěn)定的熔體流速場(chǎng)，確保電解槽生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定和較高的電流效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1 如圖1所示，一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括一系列平行排布的電解槽6，煙道端整流機(jī)組I和出鋁端整流機(jī)組2，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3、出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4分別沿著電解槽6煙道端和出鋁端各形成兩圈的閉合回路，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4由母線(xiàn)支架5固定，環(huán)繞母線(xiàn)為鋁含量99.5%的鋁母線(xiàn)，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4直徑相同，且環(huán)繞母線(xiàn)的電流密度為0.3A/mm2。
[0020]實(shí)施例2
一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括一系列平行排布的電解槽6，煙道端整流機(jī)組I和出鋁端整流機(jī)組2，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3沿著電解槽6煙道端形成三圈的閉合回路，出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4沿著電解槽6出鋁端形成兩圈的閉合回路，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4由母線(xiàn)支架5固定，環(huán)繞母線(xiàn)為鋁含量99.6%的鋁母線(xiàn)，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3、出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4直徑相同，且環(huán)繞母線(xiàn)的電流密度為0.3A/mm2。
[0021]實(shí)施例3
一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括一系列平行排布的電解槽6，煙道端整流機(jī)組I和出鋁端整流機(jī)組2，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3、出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4分別沿著電解槽6煙道端和出鋁端各形成一圈的閉合回路，煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4由母線(xiàn)支架5固定，環(huán)繞母線(xiàn)為鋁含量99.7%的鋁母線(xiàn)，環(huán)繞母線(xiàn)的電流密度為0.Wrm2,且煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3直徑大于出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)4直徑。交流電經(jīng)過(guò)煙道端整流機(jī)組1、出鋁端整流機(jī)組2變成不同直流電后由煙道端環(huán)繞母線(xiàn)3和出鋁端軟繞母線(xiàn)4接入電解車(chē)間。
【權(quán)利要求】
1.一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，包括電解槽(6)，煙道端整流機(jī)組(I)和出鋁端整流機(jī)組(2)，其特征在于:煙道端整流機(jī)組(I)引出的煙道端環(huán)繞母線(xiàn)(3)、出鋁端整流機(jī)組(2)引出的出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)(4 )分別沿著電解槽(6 )煙道端和出鋁端形成閉合回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，其特征在于:煙道端環(huán)繞母線(xiàn)(3)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)(4)所形成的閉合回路圈數(shù)多于一圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，其特征在于:煙道端環(huán)繞母線(xiàn)(3)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)(4)所形成的閉合回路圈數(shù)不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，其特征在于:煙道端環(huán)繞母線(xiàn)(3 )和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)(4 )直徑不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，其特征在于:環(huán)繞母線(xiàn)為鋁含量99.5%?99.7%的鋁母線(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，其特征在于:環(huán)繞母線(xiàn)的電流密度為0.3?0.4A/mm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解槽磁場(chǎng)外補(bǔ)償裝置，其特征在于:煙道端環(huán)繞母線(xiàn)(3)和出鋁端環(huán)繞母線(xiàn)(4)置于母線(xiàn)支架(5)上，母線(xiàn)支架(5)固定于地面上。
【文檔編號(hào)】C25C3/16GK104419951SQ201310377140
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】傅長(zhǎng)宏 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司