一種超大容量鋁電解槽母線連接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種母線連接方法，尤其涉及一種超大容量鉛電解槽母線連接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代鉛電解槽朝著大型化、節(jié)能化的方向不斷發(fā)展和進步，設計出優(yōu)良母線 結(jié)構(gòu)，使本槽電流、相鄰槽電流、臨列電流等電流源產(chǎn)生的源磁場W及鐵磁材料磁化的磁場 在本槽烙體區(qū)域相互抵消和平衡，優(yōu)化磁場環(huán)境，提高電解槽的磁流體穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定 性是關(guān)鍵技術(shù)難題。
[0003] 系列電流首先流入本槽立柱母線，經(jīng)過陽極母線分配后，依次進入陽極、烙融電解 質(zhì)和鉛液，從陰極導出后，經(jīng)陰極母線匯集后流入下游槽立柱母線。送些電流產(chǎn)生大的磁 場，送些磁場與烙融電解質(zhì)和鉛液中的電流一起形成了大的電磁力。
[0004]隨著數(shù)學模型的完善和計算能力的提高，針對各種端部與大面進電方式、槽底補 償形式進行的計算研究發(fā)現(xiàn)，電解槽在電流變大、尺寸放大過程中，主要工作之一就是有效 控制了垂直磁場化分布，取得了效果顯著，電流強度達到400kA級的電解槽技術(shù)逐步成熟 起來。
[0005] 電磁力的旋度是鉛液流動的動力，而旋度垂直分量對應于鉛液水平運動。當磁場
垂直分量較小時，事實上鉛液流動主要取決于 的大小。當電流進一步加大時，達到 40(T700kA，如果按照W往控制A的設計思路，:， 會增加，鉛液流速隨之增加，與此同時 增加的槽膛尺寸和長寬比會使鉛液流動更不均衡，對電解槽磁流體穩(wěn)定性勢必造成破壞。
[0006]專利CN86103689A、CN101065517A公開了設置在電解槽端面的獨立的補償電路， 用于修正垂直磁場在長軸方向的梯度。CN86103689A提到了水平磁場對稱性好壞對流速和 界面變形的影響，但沒有認識到磁場梯度分布是決定因素，而CN101065517A提到了水平磁 場會影響電解槽的不穩(wěn)定，沒有進一步分析。由此判斷，現(xiàn)有技術(shù)沒有分析:
與鉛液水 平運動之間的相互關(guān)系，沒有認識到磁場梯度分布是鉛液流動的決定因素。因而，在母線及 磁場配置平衡時，未考慮像立柱母線送樣對垂直磁場與水平磁場、它們的梯度、鉛液流速影 響都很大的因素。事實上，立柱母線的下部(豎直部分)主要產(chǎn)生水平方向的磁場分量，它的 上部(彎曲部分）主要產(chǎn)生垂直方向的磁場分量。由于未考慮送部分因素，上游側(cè)母線在槽 周圍和槽底配置不夠合理，或者槽端部補償電流不夠大，將導致水平磁場數(shù)值偏大且分布 不均勻，垂直磁場在槽內(nèi)不能有效相互抵消甚至出現(xiàn)同號疊加，最終增加端部補償電流、母 線壓降，還浪費了母線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供一種超大容量鉛電解槽母線連接方法，目的是 有效平衡消減垂直磁場，而且大幅降低
的大小，從而降低鉛液流速，提高電解槽穩(wěn)定性 和電流效率，同時簡化母線設計、節(jié)省槽間距、節(jié)省材料。
[0008] 為達上述目的本發(fā)明一種超大容量鉛電解槽母線連接方法，電解槽的進電側(cè)和出 電側(cè)分別設有相同根數(shù)的陰極軟母線，槽底母線與最近一根本槽立柱母線之間的水平距離 為兩根陰極軟母線之間的水平距離的0. 5-1. 5倍，在煙道端和出鉛端的兩根本槽立柱母線 的兩側(cè)分別有一根槽底母線，送兩根槽底母線的水平距離最大為兩根陰極軟母線之間的水 平距離的3倍，陰極母線在進電側(cè)大面繞行，經(jīng)由槽底母線或槽側(cè)母線到達出電側(cè)后，終止 于下游槽立柱母線的位置，形成面向電解槽短軸的"U"型。
[0009]本槽立柱母線通過進、出電兩側(cè)陰極母線、槽底母線或槽側(cè)母線，與相同位置的下 游槽立柱母線之間直接短路。
[0010] 槽底母線流入的電流最大為4根陰極軟母線的電流之和。
[0011] 還包括設在電解槽上部且與系列電流反方向的獨立補償母線，或設在電解槽端部 且與系列電流同方向的獨立補償母線。
[0012] 本槽立柱母線和下游槽立柱母線在空間上等距離分布。
[0013]本槽立柱母線和下游槽立柱母線為6^7根。
[0014] 電解槽工作電流在400~700kA。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點效果；本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在母線及磁場配置平衡時，綜合考慮 本槽電流、相鄰槽電流、臨列電流源磁場W及鐵磁材料磁化的磁場，還重點消除了立柱母線 產(chǎn)生磁場的不利影響，不但有效平衡消減垂直磁場，而且大幅降低
的大小，優(yōu)化磁場環(huán) 境，達到降低鉛液流速，提高電解槽穩(wěn)定性和電流效率的目的，同時帶來母線設計簡化、槽 間距節(jié)省、材料節(jié)省方面的效益。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的一種600kA電解槽母線配置示意圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明的獨立補償母線配置示意圖。
[0018] 圖中：1、鉛電解槽；2、陰極軟母線；3、陰極母線；4、槽底母線；5、槽側(cè)母線；6、本 槽立柱母線；7、獨立補償母線；8、下游槽立柱母線。
【具體實施方式】
[0019] 下面對本發(fā)明的實施例結(jié)合附圖加W詳細描述，但本發(fā)明的保護范圍不受實施例 所限。
[0020] 實施例1 如圖1所示一種超大容量鉛電解槽母線連接方法，在電解槽的進電側(cè)和出電側(cè)分別設 有相同根數(shù)的陰極軟母線2,本實施例進電側(cè)和出電側(cè)分別有28個陰極軟母線2,槽底母線 4與最近一根本槽立柱母線6之間的水平距離為兩根陰極軟母線2之間的水平距離的1. 5 倍，在煙道端和出鉛端的兩根本槽立柱母線6的兩側(cè)分別有一根槽底母線4,送兩根槽底母 線4的水平距離最大為兩根陰極軟母線2之間的水平距離的3倍，陰極母線3在進電側(cè)大 面繞行，經(jīng)由槽底母線4或槽側(cè)母線5到達出電側(cè)后，終止于下游槽立柱母線8的位置，形 成面向電解槽短軸的"U"型，如圖2所示在電解槽上部且與系列電流反方向的獨立補償母 線7。
[0021] 本槽立柱母線6通過進、出電兩側(cè)陰極母線3、槽底母線4或槽側(cè)母線5,與相同位 置的下游槽立柱母線8之間直接短路。
[0022] 槽底母線4流入的電流最大為4根陰極軟母線2的電流之和。
[0023] 本槽立柱母線6和下游槽立柱母線8在空間上等距離分布。
[0024] 本槽立柱母線6和下游槽立柱母線8為7根。
[00巧]電解槽工作電流在400~700kA，本實施例工作電流為600kA。
[002引 實施例2 槽底母線4與最近一根本槽立柱母線6之間的水平距離為兩根陰極軟母線2之間的水 平距離的0. 5倍，本槽立柱母線6和下游槽立柱母線8為6根，在電解槽端部且與系列電流 同方向的獨立補償母線7,電解槽工作電流在400kA，其它同實施例1相同。
[0027]實施例3 槽底母線4與最近一根本槽立柱母線6之間的水平距離為兩根陰極軟母線2之間的水 平距離的1倍，電解槽工作電流在700kA，其它同實施例1相同。
【主權(quán)項】
1. 一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于在電解槽的進電側(cè)和出電側(cè)分別 設有相同根數(shù)的陰極軟母線（2)，槽底母線（4)與最近一根本槽立柱母線（6)之間的水平距 離為兩根陰極軟母線（2)之間的水平距離的0. 5-1. 5倍，在煙道端和出鋁端的兩根本槽立 柱母線（6)的兩側(cè)分別有一根槽底母線（4)，這兩根槽底母線（4)的水平距離最大為兩根陰 極軟母線（2)之間的水平距離的3倍，陰極母線（3)在進電側(cè)大面繞行，經(jīng)由槽底母線（4) 或槽側(cè)母線（5)到達出電側(cè)后，終止于下游槽立柱母線（8)的位置，形成面向電解槽短軸的 "U" 型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于本槽立柱 母線（6)通過進、出電兩側(cè)陰極母線（3)、槽底母線（4)或槽側(cè)母線（5)，與相同位置的下游 槽立柱母線（8 )之間直接短路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于槽底母線 (4 )流入的電流最大為4根陰極軟母線（2 )的電流之和。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于還包括設 在電解槽上部且與系列電流反方向的獨立補償母線（7)，或設在電解槽端部且與系列電流 同方向的獨立補償母線（7 )。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于本槽立柱 母線（6)和下游槽立柱母線（8)在空間上等距離分布。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于本槽立柱 母線（6)和下游槽立柱母線（8)為6~7根。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大容量鋁電解槽母線連接方法，其特征在于電解槽工 作電流在400~700kA。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種母線連接方法，尤其涉及一種超大容量鋁電解槽母線連接方法。電解槽的進電側(cè)和出電側(cè)分別設有相同根數(shù)的陰極軟母線，槽底母線與最近一根本槽立柱母線之間的水平距離為兩根陰極軟母線之間的水平距離的0.5-1.5倍，在煙道端和出鋁端的兩根本槽立柱母線的兩側(cè)分別有一根槽底母線，這兩根槽底母線的水平距離最大為兩根陰極軟母線之間的水平距離的3倍，陰極母線在進電側(cè)大面繞行，經(jīng)由槽底母線或槽側(cè)母線到達出電側(cè)后，終止于下游槽立柱母線的位置，形成面向電解槽短軸的“U”型。本發(fā)明的優(yōu)點效果：達到降低鋁液流速，提高電解槽穩(wěn)定性和電流效率的目的，同時帶來母線設計簡化、槽間距節(jié)省、材料節(jié)省方面的效益。
【IPC分類】C25C3/16
【公開號】CN105220179
【申請?zhí)枴緾N201410295551
【發(fā)明人】楊曉東, 劉雅鋒, 周東方, 劉偉, 胡紅武, 王璇
【申請人】沈陽鋁鎂設計研究院有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年6月27日