專利名稱：鋁電解槽陰極電流平衡調(diào)整方法及實(shí)施該方法的鋁電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽陰極電流平衡調(diào)整方法及實(shí)施該方法的鋁電解槽。
背景技術(shù)：
大型鋁電解槽一般采用橫向排列方式，多臺(tái)槽串聯(lián)運(yùn)行，對(duì)于傳統(tǒng)的單個(gè)鋁電解槽，其槽殼的上部設(shè)有由沿槽殼長(zhǎng)度方向均布的陽(yáng)極構(gòu)成的陽(yáng)極單元、底部設(shè)有與陽(yáng)極單兀對(duì)應(yīng)的陰極單兀，槽殼長(zhǎng)度方向的一側(cè)為進(jìn)電側(cè)、另一側(cè)為出電側(cè)，在進(jìn)電側(cè)設(shè)有沿槽殼
長(zhǎng)度方向均布的、與各陽(yáng)極--對(duì)應(yīng)導(dǎo)電連接的立柱母線，這樣電流從進(jìn)電側(cè)的立柱母線
進(jìn)入陽(yáng)極，然后流經(jīng)電解質(zhì)層和鋁液層進(jìn)入陰極單元，最后由陰極單元進(jìn)入下游鋁電解槽的立柱母線。鋁電解槽的陰極單元，包括設(shè)置在槽殼內(nèi)部的、與各陽(yáng)極一一對(duì)應(yīng)的陰極炭塊以及設(shè)置在槽殼外部的陰極母線，陰極母線的一端位于進(jìn)電側(cè)、另一端繞過槽殼后位于出電側(cè)，在陰極炭塊對(duì)應(yīng)進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的端面上分別垂直固設(shè)有一根陰極鋼棒，陰極鋼棒與對(duì)應(yīng)陰極母線的對(duì)應(yīng)端部之間連接有陰極軟帶，這樣電流由陰極炭塊向兩側(cè)分流后分別經(jīng)陰極鋼棒和陰極軟帶在對(duì)應(yīng)的陰極母線上會(huì)合后進(jìn)入下游的鋁電解槽。由于陰極炭塊的兩個(gè)電流流出端面到下一臺(tái)槽立柱的距離相差達(dá)10到20米，這樣會(huì)使陰極出電側(cè)流出的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)電側(cè)流出的電流，造成鋁電解槽進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)間的輸出電流大小不平衡，使鋁電解槽不能正常工作。現(xiàn)有的解決辦法是加大進(jìn)電側(cè)的母線截面，減小出電側(cè)的母線截面，母線電流密度差達(dá)到3倍以上。同時(shí)進(jìn)電側(cè)增大母線截面會(huì)增加母線用量，增加建設(shè)費(fèi)用，出電側(cè)減少截面又會(huì)增加電阻，消耗電能。另一方面，由于電解槽母線配置復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)，電平衡的計(jì)算復(fù)雜，往往存在較大的誤差，而且在施工過程中，由于母線材質(zhì)、焊接質(zhì)量、施工誤差等也會(huì)使這一誤差進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)前運(yùn)行的電解槽個(gè)別區(qū)域進(jìn)電側(cè)和出電 側(cè)的電流誤差已達(dá)到20%以上，嚴(yán)重影響了電解槽的穩(wěn)定運(yùn)行，增加電耗且降低效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁電解槽電流平衡調(diào)整方法，用以解決現(xiàn)有鋁電解槽陰極單元因進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)輸出的電流大小不平衡造成的運(yùn)行不穩(wěn)定的問題；同時(shí)本發(fā)明還提供了實(shí)施該方法的鋁電解槽以及鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)采用如下技術(shù)方案:一種鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)，包括陰極鋼棒和陰極軟帶，所述陰極軟帶具有與陰極鋼棒壓接配合的壓接安裝部，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向間隔布置的、與壓接安裝部可拆固連的適配連接部。所述陰極軟帶的壓接安裝部上設(shè)有一個(gè)壓接孔，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度間隔布置的壓接調(diào)節(jié)孔，陰極軟帶通過壓接孔和其中一個(gè)壓接調(diào)節(jié)孔之間穿設(shè)的螺栓與陰極鋼棒可拆固連，所述適配連接部為所述壓接調(diào)節(jié)孔。本發(fā)明的鋁電解槽采用如下技術(shù)方案:一種鋁電解槽，包括槽殼和陰極單元，陰極單元包括設(shè)置在槽殼內(nèi)部的、沿槽殼前后長(zhǎng)度方向布設(shè)的陰極炭塊以及設(shè)置在槽殼外部的、與陰極炭塊對(duì)應(yīng)的陰極母線，各陰極炭塊的左右端分別導(dǎo)電固連有、對(duì)應(yīng)伸出槽殼進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的陰極鋼棒，陰極鋼棒與導(dǎo)電固設(shè)在相應(yīng)陰極母線上的相應(yīng)陰極軟帶導(dǎo)電連接，所述陰極軟帶具有與其對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒壓接配合的壓接安裝部，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向間隔布置的、與壓接安裝部可拆固連的適配連接部。所述陰極軟帶的壓接安裝部上設(shè)有一個(gè)壓接孔，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度間隔布置的壓接調(diào)節(jié)孔，陰極軟帶通過壓接孔和其中一個(gè)壓接調(diào)節(jié)孔之間穿設(shè)的螺栓與陰極鋼棒可拆固連，所述適配連接部為所述壓接調(diào)節(jié)孔。本發(fā)明的鋁電解槽電流平衡調(diào)整方法采用如下技術(shù)方案:鋁電解槽電流平衡調(diào)整方法，該方法通過調(diào)整鋁電解槽陰極炭塊進(jìn)電側(cè)或/和出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒在電路中的有效接入長(zhǎng)度，來改變對(duì)應(yīng)陰極鋼棒在電路中的接入電阻，以使鋁電解槽陰極單元進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的輸出電流平衡。所述陰極鋼棒的接入電阻通過調(diào)整陰極軟帶的壓接安裝部在陰極鋼棒長(zhǎng)度方向上的位置實(shí)現(xiàn)。采用上述結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，由于陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向間隔布置的、與對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部可拆固連的適配連接部，通過調(diào)整壓接安裝部與其中一個(gè)適配連接部的壓接位置，可相應(yīng)調(diào)整陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，進(jìn)而調(diào)整陰極鋼棒的接入電阻，最終可調(diào)整陰極對(duì)應(yīng)側(cè)的輸出電流大小，通過陰極單元一側(cè)或兩側(cè)的調(diào)整，使陰極單元進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的輸出電流達(dá)到平衡，確保鋁電解槽的運(yùn)行穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的鋁電解槽的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1中的陰極單元裝配俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的鋁電解槽的實(shí)施例:如圖1、圖2所示，包括槽殼4，槽殼4的上部設(shè)有由沿槽殼長(zhǎng)度方向均布的陽(yáng)極構(gòu)成5的陽(yáng)極單元、底部設(shè)有與陽(yáng)極單元對(duì)應(yīng)的陰極單元，槽殼4長(zhǎng)度方向的左側(cè)為進(jìn)電側(cè)、右側(cè)為出電側(cè)，在進(jìn)電側(cè)設(shè)有沿槽殼4長(zhǎng)度方向均布的、與各陽(yáng)極5 —一對(duì)應(yīng)導(dǎo)電連接的立柱母線2，這樣電流從進(jìn)電側(cè)的立柱母線2進(jìn)入陽(yáng)極5，然后流經(jīng)電解質(zhì)層和鋁液層進(jìn)入陰極單元，最后由陰極單元進(jìn)入下游鋁電解槽的立柱母線。陰極單元包括設(shè)置在槽殼4內(nèi)部的、與各陽(yáng)極5 —一對(duì)應(yīng)的陰極炭塊6以及設(shè)置在槽殼4外部的陰極母線1，陰極母線I的一端位于進(jìn)電側(cè)、另一端繞過槽殼后位于出電側(cè)，各陰極炭塊6的左右側(cè)分別垂直固設(shè)有對(duì)應(yīng)的陰極炭塊6導(dǎo)電連接的陰極鋼棒8，陰極母線I的兩端部位置處分別導(dǎo)電固設(shè)有兩個(gè)與兩個(gè)陰極鋼棒8 —一導(dǎo)電連接的陰極軟帶3，所述陰極軟帶3具有與其對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒8壓接配合的壓接安裝部，壓接安裝部上設(shè)有一個(gè)壓接孔，所述陰極鋼棒8上設(shè)有沿其長(zhǎng)度間隔布置的壓接調(diào)節(jié)孔，壓接安裝部通過壓接孔和其中一個(gè)壓接調(diào)節(jié)孔之間穿設(shè)的螺栓7與陰極鋼棒8可拆固連，壓接調(diào)節(jié)孔為陰極鋼棒8的與壓接安裝部可拆固連的適配連接部，這樣電流由陰極炭塊6向兩側(cè)分流后分別經(jīng)陰極鋼棒8和陰極軟帶3在對(duì)應(yīng)的陰極母線I上會(huì)合后進(jìn)入下游的鋁電解槽，同時(shí)通過調(diào)整壓接孔與各壓接調(diào)節(jié)孔的對(duì)應(yīng)位置可調(diào)整陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，即可調(diào)整陰極鋼棒的接入電阻。在其他實(shí)施例中，壓接安裝部和適配連接部可以為兩個(gè)對(duì)應(yīng)的連接法蘭，通過法蘭連接也能實(shí)現(xiàn)可拆固連。本發(fā)明的鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)的實(shí)施例:如圖1、圖2所示，與上述實(shí)施例中的陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)一致，其內(nèi)容在此不再贅述。本發(fā)明的鋁電解槽電流平衡調(diào)整方法的實(shí)施例:該方法采用的鋁電解槽的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例的鋁電解槽的結(jié)構(gòu)一致，該方法基于將鋁電解槽陰極單元進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的輸出電流大小調(diào)整平衡，其步驟如下，
1)、分別檢測(cè)鋁電解槽陰極單元進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的實(shí)際輸出電流大??；
2)、根據(jù)兩側(cè)的實(shí)際輸出電流大小，調(diào)整兩側(cè)對(duì)應(yīng)陰極鋼棒的接入電阻，調(diào)整過程如
下:
a、當(dāng)陰極單元進(jìn)電側(cè)較出電側(cè)的實(shí)際輸出電流偏大時(shí)，將進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部朝向陰極鋼棒末端移動(dòng)以增加進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，增大了進(jìn)電側(cè)陰極鋼棒的電阻，進(jìn)而減少陰極單元進(jìn)電側(cè)的電流，使之與陰極單元出電側(cè)的電流平衡；或者將出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部背向陰極鋼棒末端移動(dòng)以減小出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，減小了出電側(cè)陰極鋼棒的電阻，進(jìn)而增大陰極單元出電側(cè)的電流，使之與陰極單元進(jìn)電側(cè)的電流平衡；或者將進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部朝向陰極鋼棒末端移動(dòng)以增加進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度的同時(shí)，將出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部背向陰極鋼棒末端移動(dòng)以減小出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度。

b、當(dāng)陰極單元進(jìn)電側(cè)較出電側(cè)的實(shí)際輸出電流偏小時(shí)，將進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部背向陰極鋼棒末端移動(dòng)以減小進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，減小了進(jìn)電側(cè)陰極鋼棒的電阻，進(jìn)而增大陰極單元進(jìn)電側(cè)的電流，使之與陰極單元出電側(cè)的電流平衡；或者將出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部朝向陰極鋼棒末端移動(dòng)以增大出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，增大了出電側(cè)陰極鋼棒的電阻，進(jìn)而減小陰極單元出電側(cè)的電流，使之與陰極單元進(jìn)電側(cè)的電流平衡；或者進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部背向陰極鋼棒末端移動(dòng)以減小進(jìn)電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度的同時(shí)，將出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極軟帶的壓接安裝部朝向陰極鋼棒末端移動(dòng)以增大出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度。上述方法實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒和陰極軟帶采用可拆壓接方式，陰極單元兩側(cè)的陰極鋼棒的長(zhǎng)度整體不發(fā)生變化，只是依靠其上的壓接調(diào)節(jié)孔來調(diào)節(jié)陰極軟帶的壓接安裝部在陰極鋼棒上位置來調(diào)節(jié)陰極鋼棒的接入長(zhǎng)度，最終實(shí)現(xiàn)接入電阻的調(diào)節(jié)，在其他實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒和陰極軟帶也可以采用焊接的方式，需要調(diào)整時(shí)，直接相應(yīng)增大或減小兩側(cè)或一側(cè)陰極鋼棒的長(zhǎng)度，也能實(shí)現(xiàn)陰極單元兩側(cè)的輸出電流平衡，該過程一般在鋁電解槽大修時(shí)完成。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)，包括陰極鋼棒和陰極軟帶，其特征在于:所述陰極軟帶具有與陰極鋼棒壓接配合的壓接安裝部，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向間隔布置的、與壓接安裝部可拆固連的適配連接部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陰極軟帶的壓接安裝部上設(shè)有一個(gè)壓接孔，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度間隔布置的壓接調(diào)節(jié)孔，陰極軟帶通過壓接孔和其中一個(gè)壓接調(diào)節(jié)孔之間穿設(shè)的螺栓與陰極鋼棒可拆固連，所述適配連接部為所述壓接調(diào)節(jié)孔。
3.一種鋁電解槽，包括槽殼和陰極單元，陰極單元包括設(shè)置在槽殼內(nèi)部的、沿槽殼前后長(zhǎng)度方向布設(shè)的陰極炭塊以及設(shè)置在槽殼外部的、與陰極炭塊對(duì)應(yīng)的陰極母線，各陰極炭塊的左右端分別導(dǎo)電固連有、對(duì)應(yīng)伸出槽殼進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的陰極鋼棒，陰極鋼棒與導(dǎo)電固設(shè)在相應(yīng)陰極母線上的相應(yīng)陰極軟帶導(dǎo)電連接，其特征在于:所述陰極軟帶具有與其對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒壓接配合的壓接安裝部，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向間隔布置的、與壓接安裝部可拆固連的適配連接部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解槽，其特征在于:所述陰極軟帶的壓接安裝部上設(shè)有一個(gè)壓接孔，所述陰極鋼棒上設(shè)有沿其長(zhǎng)度間隔布置的壓接調(diào)節(jié)孔，陰極軟帶通過壓接孔和其中一個(gè)壓接調(diào)節(jié)孔之間穿設(shè)的螺栓與陰極鋼棒可拆固連，所述適配連接部為所述壓接調(diào)節(jié)孔。
5.鋁電解槽陰極電流平衡調(diào)整方法，其特征在于:該方法通過調(diào)整鋁電解槽陰極炭塊進(jìn)電側(cè)或/和出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒在電路中的有效接入長(zhǎng)度，來改變對(duì)應(yīng)陰極鋼棒在電路中的接入電阻，以使鋁電解槽陰極單元進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的輸出電流平衡。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解槽陰極電流平衡調(diào)整方法，其特征在于:所述陰極鋼棒的接入電阻通過調(diào)整陰極軟 帶的壓接安裝部在陰極鋼棒長(zhǎng)度方向上的位置實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽陰極電流平衡調(diào)整方法及實(shí)施該方法的鋁電解槽、鋁電解槽陰極鋼棒和陰極軟帶的連接結(jié)構(gòu)，該方法通過調(diào)整鋁電解槽陰極炭塊進(jìn)電側(cè)或/和出電側(cè)對(duì)應(yīng)的陰極鋼棒在電路中的有效接入長(zhǎng)度，來改變對(duì)應(yīng)陰極鋼棒在電路中的接入電阻，以使鋁電解槽陰極單元進(jìn)電側(cè)和出電側(cè)的輸出電流平衡，確保鋁電解槽的運(yùn)行穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C25C3/08GK103243352SQ20131021254
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者梁學(xué)民, 王有山, 馮冰, 劉靜, 郭龍, 呂繼偉 申請(qǐng)人:湖南中大冶金設(shè)計(jì)有限公司