專利名稱：垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋁電解槽之間傳輸電流的導電裝置，特別是 涉及一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統。二.背景技術我國鋁電解技術發展較快，特別是在近20年里，電解槽容量由 ISOkA猛增到500kA，幾乎占總增長量的60 %。這主要得益于在大型電解槽設計技術方面的 突破和掌握。但在這20年里，電解過程的電流效率只增加了不足3%，直流電耗只降低了不 足700kWh/t。分別只占總進步量的10%左右，這種現象的很大一部分原因是由傳統的電解 槽結構所決定的。生產實踐表明，傳統電解技術很難在4. OV槽電壓下穩定生產。對于傳統結構的電 解槽，如果不在改進電解槽結構、材料特性和提高電解槽磁流體穩定性方面取得突破，大幅 度降低槽電壓幾乎是不可能的。電解槽在工作時，電流從陽極由上而下通過電解質層、鋁液層到達陰極炭塊上，當 前世界上有的鋁電解槽在電流到達陰極炭塊后通過陰極鋼棒向兩側陰極母線分流，而由于 鋼棒截面均勻且鑲嵌在炭塊的溝槽中，電流在從垂直方向通過炭塊進入鋼棒時，由于炭塊 導電性遠低于鋼棒，電流在進入鋼棒時，會在炭塊中形成一定分量的向出電端的水平電流， 這種電流產生的磁場會對金屬鋁液層產生一個波動的力，造成鋁液層的波動，從而影響電 解生產，造成能耗高、效率低。目前，大型鋁電解槽對磁場影響很敏感，雖然對母線系列進行 了大量的優化，但陰極電流分布還不盡合理，陰極導電體內的電流流向還達不到要求。為了顯著提高電解槽磁流體穩定性，實現大幅度節能目標，目前已有陰極垂直電 解槽方案實用新型專利，但是還沒有好的電解槽槽周圍母線配置方案。
三.實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種設計新穎、結 構簡單、鋁液層內磁場小、穩定性高且能大幅度提高生產效率的垂直出電鋁電解槽周圍母 線的配置系統。本實用新型的技術方案是一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，含有陰極軟母線、槽底母線、陰極母 線和立柱母線，其特征是(1)鋁電解槽進電側和出電側分別設置24根陰極軟母線，所述進電側和出電側分 別設置的24根陰極軟母線分別分成八組，每一組陰極軟母線從電解槽陰極鋼棒向下與一 個槽底橫母線連接，每一個槽底橫母線均與一根陰極母線連接，作為引出線，在出電側設置 六根立柱母線，每根立柱母線上均與八根陰極母線連接，該八根陰極母線分別由進電側陰 極母線和出電側陰極母線組成；(2)所述進電側中間的兩組陰極母線從進電側穿出，向上后再繞回到槽底，然后從 槽底穿過后到出電側，且連接到出電側中間的兩根立柱母線上；(3)所述進電側兩端的四組陰極母線從進電側穿出，向上后從電解槽出鋁端和煙 道端繞行到出電側，連接到出電側兩端外側的兩根立柱母線上；
3[0012](4)所述進電側兩端剩余的兩組陰極母線從進電側穿出，向上后再繞會到槽底，然 后分別從槽底左、右端部穿過后到出電側，連接到出電側兩端內側兩根立柱母線上；(5)所述出電側中間的四組陰極母線從出電側穿出，向上繞行后，靠近出鋁端的兩 組連接到出電側中間靠近出鋁端的立柱母線上；靠近煙道端的兩組連接到出電側中間靠近 煙道端的立柱母線上；(6)所述出電側兩端最外側兩組陰極母線從出電側穿出，向上繞行后，連接在出電 側出鋁端和煙道端端部的兩根立柱母線上；(7)所述出電側兩端剩余的兩組陰極母線從出電側穿出，向上后再繞行，連接到出 電側端部內側的兩根立柱母線上。所述進電側八組陰極軟母線的數量從一端到另一端依次是四根、三根、三根、兩 根、兩根、三根、三根和四根；所述進電側八組陰極軟母線的數量從一端到另一端依次是一 根、五根、三根、三根、三根、三根、五根和一根。所述進電側兩端的各兩組陰極軟母線的槽底橫母線串聯在一起或共用一個槽底 橫母線，并且，通過一根陰極母線作為引出線。所述煙道端的陰極母線比所述出鋁端的陰極母線、所述出電側的陰極母線比所述 進電側的陰極母線分別高出50 200mm。本實用新型的有益效果是1、本實用新型使鋁電解槽鋁液層的水平電流極小，保證了鋁電解槽在生產過程中 鋁液層的平穩，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產量，節省電能。2、本實用新型設計新穎、結構簡單，且能夠大量簡化鋁電解槽的母線配置，節省大 量鋁材，降低鑄造和運營成本。3、本實用新型由于解決了液體導電層受磁場影響問題，因而可以簡化生產技術條 件，大幅提高生產效率，且減少生產費用。4、本實用新型方法簡單，施工方便，節省材料，使用壽命長，推廣后具有良好的社 會和經濟效益。
四.
圖1為陰極垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統的平面示意圖之一；圖2為圖1中進電側陰極軟母線及槽底橫母線示意圖；圖3為圖1中出電側陰極軟母線及槽底橫母線示意圖；圖4為陰極垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統的平面示意圖之二。
五.具體實施方式
實施例一參見圖1-圖3，圖中，進電側1# 24#為進電側陰極軟母線，出電側 1# 24#為出電側陰極軟母線，1-1 1-8為進電側槽底橫母線，2-1 2-6為出電側槽底 橫母線，3-1 3-8為進電側陰極母線，4-1 4-6為立柱母線，5_1 5_8為出電側陰極母 線，6-1、6-2分別為煙道端與出鋁端陰極母線。垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，包括48根陰極軟母線和6根立柱母線， 每根立柱母線均連接8根陰極軟母線。[0030](1)進電側1# 4#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-1上，槽底橫母線1-1連接 到進電側陰極母線3-1上。進電側5# 7#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-2，槽底橫母 線1-2連接到進電側陰極母線3-2上。陰極母線3-1、3-2穿過槽底，從進電側穿出后向上 繞行，然后通過煙道端的陰極母線6-1連接到立柱母線4-1上。進電側18# 20#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-7上，槽底橫母線1_7連接到 進電側陰極母線3-7上。進電側21# 24#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-8，槽底橫母 線1-8連接到進電側陰極母線3-8上。陰極母線3-7、3-8穿過槽底，從進電側穿出后后向 上繞行，然后通過出鋁端的陰極母線6-2連接到立柱母線4-6上。(2)進電側8# 10#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-3上，槽底橫母線1_3連接 到進電側陰極母線3-3上。陰極母線3-3穿過槽底，從進電側穿出后，向上向左繞行，再次 回到槽底，從槽底煙道端端部過渡到出電側后連接到立柱母線4-2上。進電側15# 17#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-6上，槽底橫母線1_6連接到 進電側陰極母線3-6上。陰極母線3-6穿過槽底，從進電側穿出后，向上向右繞行，再次回 到槽底，從槽底出鋁端端部過渡到出電側后連接到立柱母線4-5上。(3)進電側11# 12#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-4上，槽底橫母線1_4連接 到進電側陰極母線3-4上。陰極母線3-4穿過槽底，從進電側穿出后，向上向左繞行，再次 回到槽底，從槽底過渡到出電側后連接到立柱母線4-3上。進電側13# 14#陰極軟母線連接到槽底橫母線1-5上，槽底橫母線1_6連接到 進電側陰極母線3-5上。陰極母線3-5穿過槽底，從進電側穿出后，向上向右繞行，再次回 到槽底，從槽底過渡到出電側后連接到立柱母線4-4上。(4)出電側1#、24#陰極軟母線分別與出電側陰極母線5-1、5_8連接，陰極母線 5-1,5-8從出電側穿出后分別連接到立柱母線4-1、4-6上。(5)出電側 2# 6#、7# 9#、10# 12#、13# 15#、16# 18#、19# 23# 陰極 軟母線分別與出電側陰極母線連接，陰極母線從出電側穿出后，5-2、5-7分別連接到立柱母 線4-2、4-5上，5-3、5-4和5-5、5-6兩兩分別連接到立柱母線4-3、4-4上。煙道端的陰極母線6-1比出鋁端的陰極母線6-2、出電側的陰極母線5-1 5-8比 進電側的陰極母線3-1 3-8分別高出50 200mm，具體數值可以選取50mm、100mm、150mm 或200mm等。實施例二 參見圖4，本實施例與實施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處 在于進電側槽底橫母線1-1和1-2連接在一起，進電側陰極母線3-1和3-2合并為一根母 線，陰極母線6-1、6-2為一根母線。改變陰極軟母線和立柱母線的具體數量、改變每組陰極軟母線的連接方式和繞行 路線、改變槽底橫母線的結構和連接形式，以及改變煙道端和出鋁端陰極母線的具體結構 和連接方式能夠組成多個實施例，均為本實用新型的常見變化，在此不一一詳述。
權利要求一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，含有陰極軟母線、槽底母線、陰極母線和立柱母線，其特征是(1)鋁電解槽進電側和出電側分別設置24根陰極軟母線，所述進電側和出電側分別設置的24根陰極軟母線分別分成八組，每一組陰極軟母線從電解槽陰極鋼棒向下與一個槽底橫母線連接，每一個槽底橫母線均與一根陰極母線連接，作為引出線，在出電側設置六根立柱母線，每根立柱母線上均與八根陰極母線連接，該八根陰極母線分別由進電側陰極母線和出電側陰極母線組成；(2)所述進電側中間的兩組陰極母線從進電側穿出，向上后再繞回到槽底，然后從槽底穿過后到出電側，且連接到出電側中間的兩根立柱母線上；(3)所述進電側兩端的四組陰極母線從進電側穿出，向上后從電解槽出鋁端和煙道端繞行到出電側，連接到出電側兩端外側的兩根立柱母線上；(4)所述進電側兩端剩余的兩組陰極母線從進電側穿出，向上后再繞會到槽底，然后分別從槽底左、右端部穿過后到出電側，連接到出電側兩端內側兩根立柱母線上；(5)所述出電側中間的四組陰極母線從出電側穿出，向上繞行后，靠近出鋁端的兩組連接到出電側中間靠近出鋁端的立柱母線上；靠近煙道端的兩組連接到出電側中間靠近煙道端的立柱母線上；(6)所述出電側兩端最外側兩組陰極母線從出電側穿出，向上繞行后，連接在出電側出鋁端和煙道端端部的兩根立柱母線上；(7)所述出電側兩端剩余的兩組陰極母線從出電側穿出，向上后再繞行，連接到出電側端部內側的兩根立柱母線上。
2.根據權利要求1所述的垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，其特征是所述進 電側八組陰極軟母線的數量從一端到另一端依次是四根、三根、三根、兩根、兩根、三根、三 根和四根；所述進電側八組陰極軟母線的數量從一端到另一端依次是一根、五根、三根、三 根、三根、三根、五根和一根。
3.根據權利要求1所述的垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，其特征是所述進 電側兩端的各兩組陰極軟母線的槽底橫母線串聯在一起或共用一個槽底橫母線，并且，通 過一根陰極母線作為引出線。
4.根據權利要求1所述的垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，其特征是所述煙 道端的陰極母線比所述出鋁端的陰極母線、所述出電側的陰極母線比所述進電側的陰極母 線分別高出50 200mm。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直出電鋁電解槽周圍母線的配置系統，其鋁電解槽進電側和出電側分別設置24根陰極軟母線，使進電側和出電側的電流對稱分配，所述進電側和出電側分別設置的24根陰極軟母線分別分成八組，并且，每一組陰極軟母線從電解槽陰極鋼棒向下連接到一個槽底橫母線上，每一個槽底橫母線均由一根陰極母線作為引出線，出電側設置六根立柱母線，每根立柱母線上均與八根陰極母線連接，該八根陰極母線分別由進電側陰極母線和出電側陰極母線組成。本實用新型使鋁電解槽鋁液層的水平電流極小，保證了鋁電解槽在生產過程中鋁液層的平穩，能大幅度提高電流效率，增加原鋁產量，節省電能。
文檔編號C25C3/16GK201729892SQ20102019659
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月20日 優先權日2010年5月20日
發明者馮冰, 劉靜, 康曉東, 梁學民, 王有山 申請人:河南中孚實業股份有限公司