一種平衡母線分流器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種平衡母線分流器，包括圓鋼，所述圓鋼一端下表面與由若干條鋼帶組成的軟連接件上端固定連接，所述軟連接件下端與導(dǎo)電固定壓接板固定連接，所述圓鋼兩端結(jié)構(gòu)對稱。本實用新型的分流器分流效果好、使用壽命長、生產(chǎn)成本低。
【專利說明】一種平衡母線分流器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種分流器，特別是一種平衡母線分流器。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)焙陽極鋁電解槽在使用焦粉焙燒時，由于焦粒與碳陽極、焦粒與焦粒之間存在較大電阻，導(dǎo)致電解槽開槽送直流電過程中沖擊電壓過高，易發(fā)生爆炸；不停電開槽技術(shù)，即在不停系列電流或系列電流降至全電流的三分之一的情況下就通電焙燒的電解槽，要求的沖擊電壓必須在保險的范圍內(nèi)；異型陰極結(jié)構(gòu)鋁電解槽，陰極表面有凸臺凸起，裝爐時陰極表面與陽極底掌的接觸面小，從陽極流過陰極的電流更少，因此，系列電解槽在有單槽開槽時要使用一種分流器把電流部分旁路后才能及時使系列電流送至預(yù)定電流強度。
[0003]異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽的A面有4根立柱母線進電，4根立柱母線通過鋁軟帶與平衡母線連接在一起。平衡母線是異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽的一部分，每臺異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽AB兩面各有一根平衡母線，每根平衡母線上壓接有12塊陽極，陽極導(dǎo)桿通過小盒卡具壓接在平衡母線上面。
[0004]目前，異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽中起部分電流旁路作用的是立柱母線分流器，立柱母線分流器是一種銅分流器，其規(guī)格是135*2*3000，即用6根2mm厚135mm寬的銅帶焊接到壓接板上，做成長3000mm的4個規(guī)格一樣的銅分流器，其特點是，銅分流器可以有一定的彎度，方便在裝分流器`時兩頭的壓板可以有效地與平衡母線和立柱母線接觸，由于160KA電解槽只有4根立柱母線，決定了銅分流器只能有四個，如要分流量再大一點，則必須考慮另外的分流方式；同時，銅分流器在安裝時，由于分流器是軟的，只能人工協(xié)作抬一頭到槽上部的平衡母線上安裝，另一頭則安裝到臨槽的立柱母線上，安裝位置低，通電后分流器的溫度很高，員工無法在操作平臺上進行其他作業(yè)；盡管銅分流器有著電阻率低、分流效果好的優(yōu)點，但也存在弊端:1、銅分流器造價高，每套費用約4.5萬元；2、在通電過程中易氧化發(fā)紅熔斷，造成沖擊電壓過高，影響電解槽焙燒質(zhì)量；3、基本上每次通電一臺槽，80%以上銅分流器都出現(xiàn)斷裂損壞，平均使用壽命為10臺槽左右，除壓接銅板可重復(fù)利用外，銅分流帶氧化嚴重報廢。同時沒報廢的銅分流器需要焊接修補，維修材料及人工維修成本高；4、銅分流器熔斷后，為避免沖擊電壓過高，被迫延長送電時間，整個系列長時間在低電流下運行，減少產(chǎn)量，效應(yīng)系數(shù)也增加，給整個系列電解槽造成極大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種分流效果好，使用壽命長，生產(chǎn)成本低的平衡母線分流器，能夠配合立柱母線分流器、異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽上的陽極鋼爪分流片使用，使異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽在焙燒啟動時達到理想的分流效果。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種平衡母線分流器，包括圓鋼，所述圓鋼一端下表面與由若干條鋼帶組成的軟連接件上端固定連接，所述軟連接件下端與導(dǎo)電固定壓接板固定連接，所述圓鋼兩端結(jié)構(gòu)對稱。[0007]所述圓鋼兩端下表面各固定有一塊鋼板，所述軟連接件上端與所述鋼板下表面固定連接，在圓鋼與軟連接件之間增加鋼板，使得圓鋼與軟連接件的連接更加緊固。
[0008]所述鋼板兩側(cè)各通過一塊固定鋼板與所述圓鋼固定連接，固定鋼板進一步起到導(dǎo)電作用，同時可以起到固定鋼板的作用。
[0009]所述圓鋼中部固定有吊環(huán)，方便本實用新型分流器的高空安裝。
[0010]所述軟連接件包括9條350*100*1.5mm的鋼帶。其計算依據(jù)是:
[0011]1、異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽四根立柱母線分流器規(guī)格:135*2*3000，每組片數(shù)為10片;
[0012]2、異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽陽極鋼爪上焊接的分流鋼片規(guī)格為:1.5*100*2500，每塊陽極鋼爪按焊接6片，24塊陽極共焊144片；
[0013]3、異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽本身電阻按6.8*10_5歐姆(貴陽鋁鎂設(shè)計研究院提供)計算，沖擊電壓為2.8v，系列電流為173000A，正常分流時溫度為300°C，根據(jù)電阻率公式P Fe=9.71 (1+0.00651t) *10_8 和并聯(lián)電阻公式 1/R=1/R槽+4/R立柱+24/R_+6/R平衡可得:
[0014]I/ (2.8/173000)=
[0015]1/(6.8*10_5) + 4/[9.71 (1+0.00651*300) *10_8 *3/(0.135*0.002*10)]
[0016]+ 24/[9.71 (1+0.00651*300) *10-8 *2.5/(0.1*0.0015*5)] [0017]+6/R 平衡
[0018]可計算出R￥aj=L 365956*10-3歐姆，平衡母線分流器總長為6080mm (含圓鋼、鋼帶及導(dǎo)電固定壓接板)，據(jù)式S=P L/R可得每根平衡母線分流器的截面積為S=9.71(1+0.00651*300) *10_8*6.08/1.365956*10_3 =1276 mm2。
[0019]鋼帶的實際厚度約為L 5mm左右,取寬度為100mm,則每根截面積為150mm2,計算鋼帶根數(shù)得1276/150=8. 5根，取整為9根。
[0020]所述導(dǎo)電固定壓接板采用鋼鋁爆炸焊板(由鋁板和鋼板壓接而成)。平衡母線材質(zhì)為純鋁，因鋼硬而鋁軟，即鋁的塑性和韌性比鋼好，故鋁和鋁壓接比鋼和鋁壓接有更大的接觸面積，壓接效果更好，更利于導(dǎo)電。所以導(dǎo)電固定壓接板與平衡母線接觸的壓接面為鋁板。
[0021]所述導(dǎo)電固定壓接板尺寸為200*200*50mm，與平衡母線的接觸面積為40000mm2，根據(jù)前面計算每根平衡母線分流器的安全導(dǎo)電截面積為1176mm2，接觸面積遠大于分流導(dǎo)電所需的截面積，在安全上沒任何問題。主要是方便弓形卡具與平衡母線壓接和與鋼帶焊接的可操作性；所述軟連接件下端焊接到所述導(dǎo)電固定壓接板的鋼板側(cè)面上。因軟連接件為鋼帶，焊接在鋼板側(cè)面上簡單易行，只要保證每片鋼帶不虛焊即可；而鋼和鋁之間由于材質(zhì)不同，雖然有鋼鋁爆炸焊、CMT (冷金屬過渡)等焊接技術(shù)，但以目前我公司檢修廠現(xiàn)有條件無法實施，也沒有必要一定要焊在鋁材上。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果為:本實用新型利用鋼材替代銅制作分流器，由于鋼材具有低高溫電阻率差別大、熔斷溫度高及成本低的優(yōu)點，因此本實用新型的分流器分流效果好、使用壽命長、生產(chǎn)成本低；本實用新型充分利用了圓鋼的抗彎強度，圓鋼上設(shè)置了吊環(huán)，可用天車直接吊裝，解放人力，具有高空安裝的空間優(yōu)勢，不影響地面人員對電解槽的常規(guī)性操作；本實用新型的平衡母線分流器配合立柱母線分流器、異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽上的陽極鋼爪使用，能使異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽在焙燒啟動時達到更加理想的分流效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型一實施例平衡母線分流器主視圖；
[0024]圖2為本實用新型一實施例平衡母線分流器側(cè)視圖；
[0025]圖3為本實用新型一實施例平衡母線分流器安裝在平衡母線上的主視圖；
[0026]圖4為本實用新型一實施例平衡母線分流器安裝在平衡母線上的俯視圖；
[0027]圖5為本發(fā)明的平衡母線分流器與立柱母線分流器、陽極鋼爪分流片配合使用示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1和圖2所示，本實用新型一實施例包括圓鋼1，所述圓鋼I 一端下表面通過鋼板3與由若干條鋼帶組成的軟連接件2上端固定連接，所述軟連接件2下端與導(dǎo)電固定壓接板5固定連接，所述圓鋼I兩端結(jié)構(gòu)對稱；所述鋼板3兩側(cè)各通過一塊固定鋼板4與所述圓鋼I固定連接；所述圓鋼I中部固定有兩個吊環(huán)9。
[0029]所述軟連接件2包括9條350*100*1.5mm的鋼帶。
[0030]所述導(dǎo)電固定壓接板5由鋁板和鋼板壓接而成；導(dǎo)電固定壓接板5尺寸為200*200*50mm ;所述軟連接件2下端焊接到所述導(dǎo)電固定壓接板5的鋼板側(cè)面上。
[0031]截取一段？?40mm長度5400mm的圓鋼1，所取尺寸依據(jù)是:1、相鄰兩臺異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽之間的平衡母線距離為510(T5200mm左右，加上兩端放置的長度，故取5400mm。2、分流器安全導(dǎo)電截面積為1276mm2，故圓鋼直徑為2* (1276/3.14) 1/2=40.3mm，取整為40mm。在圓鋼兩端距離端部約210m m處各焊接一個軟連接件2，圓鋼I的中部距兩端約1700mm位置各焊接I個吊環(huán)9，方便安裝時天車吊運；軟連接件2是由9片350*100*1.5mm(長*寬*高)的鋼帶組成的，其上端焊接在一塊120*120*12的鋼板3下平面上，鋼板3的上表面面焊接到？?40mm圓鋼上，鋼板3的兩側(cè)與？?40mm的圓鋼用兩塊120*50*12的鋼板4焊接起導(dǎo)電、加固作用，軟連接件2下端焊接到200*200*50的導(dǎo)電固定壓接板5的40mm厚的鋼板側(cè)面上。安裝位置如圖3、圖4所示，安裝時將其中一個電解槽(以下稱為第一電解槽)的B面平衡母線6和與第一電解槽相鄰的第二電解槽的A面平衡母線7上各墊一塊絕緣板8 (如圖3)，天車吊起分流器？?40mm圓鋼，將圓鋼兩端直接放置在平衡母線上，導(dǎo)電固定壓接板5的鋁板正面對著平衡母線，用弓形卡具把鋁板正面壓接到平衡母線的面板上。
[0032]如圖5所示，使用時，將本實用新型的平衡母線分流器安裝在兩臺電解槽之間，立柱母線分流器也壓接在平衡母線上。第一電解槽通上電后，需部分旁路的電流從第一電解槽的B面平衡母線經(jīng)導(dǎo)電固定壓接板導(dǎo)入平衡母線分流器到第二電解槽的A面平衡母線，再經(jīng)第二電解槽的立柱母線11、立柱母線分流器13進入系列電流回路(立柱母線與平衡母線通過圖4中的鋁軟帶12相連導(dǎo)電)。圖5中陽極鋼爪分流片14也起到部分分流作用。平衡母線分流器的分流量則按鐵的電阻率來計算截面積(平衡母線分流器絕大部份材質(zhì)是鋼，僅兩端固定導(dǎo)電壓接板由鋼鋁爆炸焊片組成，導(dǎo)電固定壓接板尺寸為200*200*50mm，厚度為50mm，其中鋁的厚度為10mm。就是說平衡母線分流器鋁成份僅占不到1%，可忽略不計。鋼是含碳量在0.02%-2%之間的鐵碳合金，故按鐵的電阻率進行計算)。[0033]附圖中的標號10是陽極導(dǎo)桿，陽極導(dǎo)桿與平衡母線通過小盒卡具緊密壓接，將第二電解槽A面立柱母線過來的直流電傳導(dǎo)至陽極，與電解槽底部陰極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。
[0034]本實施例使用6組(或6組以上，視分流大小而定)平衡母線分流器，在相鄰兩臺電解槽的平衡母線上空安裝平衡母線分流器相連接進行分流。本實用新型分流器充分利用鋼材低高溫電阻率差別大、熔斷溫度高及成本低等優(yōu)點，且該分流器利用？?40mm圓鋼的抗彎強度，兩頭用鋼帶組焊接起 軟連接作用，可用天車直接吊裝，解放人力，且具有高空安裝的空間優(yōu)勢，不影響地面人員對電解槽的常規(guī)性操作，克服了銅分流器的缺點，如需加大分流量，可增加分流點，即可獲得理想的分流效果。
【權(quán)利要求】
1.一種平衡母線分流器，其特征在于:包括圓鋼(1)，所述圓鋼(I) 一端下表面與由若干條鋼帶組成的軟連接件(2 )上端固定連接，所述軟連接件(2 )下端與導(dǎo)電固定壓接板(5 )固定連接，所述圓鋼(I)兩端結(jié)構(gòu)對稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡母線分流器，其特征在于，所述圓鋼(I)兩端下表面各固定有一塊鋼板(3)，所述軟連接件(2)上端與所述鋼板(3)下表面固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡母線分流器，其特征在于，所述鋼板(3)兩側(cè)各通過一塊固定鋼板(4)與所述圓鋼(I)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3之一所述的平衡母線分流器，其特征在于，所述圓鋼(I)中部固定有吊環(huán)(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平衡母線分流器，其特征在于，所述軟連接件(2)包括9條350*100*1.5mm 的鋼帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平衡母線分流器，其特征在于，所述導(dǎo)電固定壓接板(5)由鋁板和鋼板壓接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平衡母線分流器，其特征在于，所述導(dǎo)電固定壓接板(5)尺寸為200*200*50mm ;所述軟連接件(2)下端焊接到所述導(dǎo)電固定壓接板(5)的鋼板側(cè)面上。
【文檔編號】C25C3/16GK203668530SQ201320723757
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】楊玉榮, 盧達川, 呂健良, 阮興龍, 黃勝, 李健屏, 張正林 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司