一种铝电解槽阴极电流分布自适应平衡的结构的制作方法

1.本实用新型属于电解铝技术领域，尤其涉及一种对铝电解槽阴极电流分布进行自适应平衡的结构。


背景技术：

2.电解槽是铝厂的主要设备。一个电解系列一般有200—300多台电解槽相互串联，强大的直流电流(200—800ka)从整流所正极流出后，依次进入每台槽的立柱母线、阳极、电解质、铝液、阴极、槽周母线等，最后返回整流所负极。对电解槽运行稳定的维持主要通过监测电解槽槽电压和分析其变化来调整电解工艺，稳定电解槽，从而达到优化生产的目的。
3.研究者们提出了通过监测铝电解槽阳极电流分布的方法来判断电解槽稳定的思路。阳极电流分布的均匀性和电解槽的稳定性密切相关，电解槽一旦出现阳极电流分布的严重不均，会造成槽电压波动，磁场不稳定，铝液波动无序絮乱，最终导致槽温升高，槽况恶化，以至于发生病槽。近年来，针对阳极电流分布的监测和控制的系统和装备在铝厂得到一定的实施和应用，效果较好。
4.同样，在电解生产中阴极电流分布的均匀性也与电解槽的稳定性密切相关，阴极电流分布不均匀往往意味槽内可能出现了多种不良或危险状况，例如：炉膛不规整、阴极表面存在结壳或沉淀、阴极局部发生裂纹、阴极钢棒被损坏等，这些不良状况会造成槽内铝液流速和形态的改变、铝液面波幅的增加，最终导致槽温升高，槽况恶化，影响电解槽的稳定性、安全性和生产运行指标。一般地，阳极电流分布数据经监测后，计算机发现分布严重不均匀状况，会立即提醒生产人员进行参与，即可解决问题。而通过一定技术创新，阴极电流分布也可以被监测和调整，但肯定会额外增加测控设备和装置，增大投资，显然不是优选方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：提供一种对铝电解槽阴极电流分布进行自适应平衡的结构，达到让电解槽生产时能尽可能保持阴极电流分布均匀，从而实现电解槽稳定、高效、低耗生产的目的。
6.本实用新型是这样构成的：
7.一种铝电解槽阴极电流分布自适应平衡的结构，包括电解槽的槽壳，电解槽的槽壳内部由包括多组阴极炭块、内衬材料、阴极钢棒在内的材料填充组成，阴极炭块内的沟槽内嵌入连接阴极钢棒，阴极钢棒延伸出槽壳外壁，与外部槽周母线系统连接；在相邻的阴极钢棒间连接设有导电体。本实用新型在电解槽的相邻阴极钢棒间连接上导电体，实现各组阴极钢棒相互导通，让电流在阴极钢棒间自然形成适应不同电解槽状况的平衡分布，各组阴极钢棒的电位一致，从理论上说，其电流分布也是相等的，从而达到了阴极电流分布均匀的目标。
8.与现有技术相比，本实用新型的方案能够在阴极就将电流进行自适应平衡地均匀
性导流分布，从而从根本上去避免阴极电流分布不均匀的情形发生。而且，本实用新型的方案可以应对不同容量的电解槽阴极电流分布自适应平衡，相比现有技术，有显著的进步。
附图说明
9.图1为本实用新型实施例的结构示意图1；
10.图2为本实用新型实施例的结构示意图2。
11.附图中的标记为：1-槽壳，2-阴极炭块，3-阴极钢棒，4-导电体。
具体实施方式
12.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
13.如图1所示，为电解槽的槽壳、阴极、阴极钢棒连接示意图。其中，电解槽的槽壳1内部由多组阴极炭块2、内衬材料、阴极钢棒3 等填充组成，阴极炭块2内的沟槽内嵌入连接阴极钢棒3，阴极钢棒3延伸出槽壳1外壁，与外部槽周母线系统连接。在相邻阴极钢棒3 间连接上导电体4，实现各组阴极钢棒3相互导通.
14.如图2所示，为本实用新型的安装示意图。具体安装方案如下：
15.1.电解槽内阴极由多组阴极炭块2并排组成，图中仅示意3组阴极炭块2(1#—3#)，每组阴极炭块2的沟槽内对应嵌入2组阴极钢棒3，共计6组(1#—6#)。
16.2.在阴极钢棒3(1#)—(6#)间，连接5组导电体4(1#—5#)。导电体4的材质可多样，如钢、铜、铝等，连接方式可为焊接、压接或其他。
17.本实用新型设计中侧重于对自适应平衡方法和结构的原理性阐述，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种铝电解槽阴极电流分布自适应平衡的结构，包括电解槽的槽壳（1），其特征在于：所述电解槽的槽壳（1）内部由多组阴极炭块（2）、内衬材料、阴极钢棒（3）填充组成，阴极炭块（2）内的沟槽内嵌入连接阴极钢棒（3），阴极钢棒（3）延伸出槽壳（1）外壁，与外部槽周母线系统连接；在相邻的阴极钢棒（3）间连接设有导电体（4）。2.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极电流分布自适应平衡的结构，其特征在于：所述导电体（4）与阴极钢棒（3）的连接方式为焊接或压接，所述导电体（4）体积尺寸在100x100x100mm至1000x1000x1000mm之间。

技术总结
本实用新型公开了一种铝电解槽阴极电流分布自适应平衡的结构，包括电解槽的槽壳，电解槽的槽壳内部由包括多组阴极炭块、内衬材料、阴极钢棒在内的材料填充组成，阴极炭块内的沟槽内嵌入连接阴极钢棒，阴极钢棒延伸出槽壳外壁，与外部槽周母线系统连接；在相邻的阴极钢棒间连接设有导电体。与现有技术相比，本实用新型的方案能够在阴极就将电流进行自适应平衡地均匀性导流分布，从而从根本上去避免阴极电流分布不均匀的情形发生。阴极电流分布不均匀的情形发生。阴极电流分布不均匀的情形发生。


技术研发人员：阮绍勇 颜非亚 杨幸雨
受保护的技术使用者：贵阳铝镁设计研究院有限公司
技术研发日：2020.10.10
技术公布日：2022/1/25