專利名稱：鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電流調(diào)整裝置，特別是涉及一種能夠在線調(diào)整鋁電解 槽陰極電流的調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
如圖1、圖2所示，目前電解鋁工業(yè)生產(chǎn)用電解槽的電流通路是從陽(yáng)極進(jìn)入，
先從陽(yáng)極底部導(dǎo)入電解質(zhì)層，再?gòu)碾娊赓|(zhì)層導(dǎo)入鋁液層，最后從陰極導(dǎo)出，陰 極由陰極炭塊，安裝在陰極炭塊內(nèi)的導(dǎo)電棒，陰極電流導(dǎo)出母線及陰極導(dǎo)電棒 與陰極電流導(dǎo)出母線的連接軟母線組成。
因?yàn)殇X電解槽工作在強(qiáng)直流電流工況下，陰極、陽(yáng)極均有數(shù)十組組成，且 陽(yáng)極與陰極存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了平衡各組之間的電流及平衡各部位的磁 場(chǎng)，要求各部位的電流分布盡量均勻，且產(chǎn)生的水平電流盡量小，從而使電解 生產(chǎn)更穩(wěn)定。陰極電流分布是通過(guò)增加或減小連接陰極導(dǎo)電棒與陰極電流導(dǎo)出 母線之間的軟母線的截面，即其電阻值的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，處在不同部位的陰極 導(dǎo)電棒由于其距離陰極電流導(dǎo)出母線的位置不同，其電流調(diào)整量也不同，但這 些均是在特定參數(shù)下在設(shè)計(jì)及施工時(shí)已定型的，不能根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中存在的實(shí) 際狀況再次調(diào)整。如，在更換某組陽(yáng)極時(shí)，由于陽(yáng)極導(dǎo)電的滯后性，滯后時(shí)間
一般為24小時(shí)左右，在此期間，其對(duì)應(yīng)的陰極導(dǎo)出的電流應(yīng)相應(yīng)減小，但由于 無(wú)法進(jìn)行在線調(diào)整，會(huì)使此區(qū)域內(nèi)的水平電流增大，從而造成電解生產(chǎn)效率降 低，還會(huì)造成電壓波動(dòng)，為了避免電壓波動(dòng)，生產(chǎn)上采用抬高電壓0.2V左右， 保持2小時(shí)左右，對(duì)于一個(gè)中型電解鋁廠來(lái)說(shuō)， 一天因此浪費(fèi)的電能就高達(dá)近4 萬(wàn)度電。另外，在電解槽底部出現(xiàn)異?；騻€(gè)別陽(yáng)極出現(xiàn)異常時(shí)也需要及時(shí)地對(duì) 相應(yīng)的陰極電流進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，才能保證生產(chǎn)的高效運(yùn)行，而這些當(dāng)前技術(shù) 還無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種設(shè)計(jì)新穎、可適時(shí) 調(diào)整陰極電流的裝置，從而最大限度地減小水平電流，從而達(dá)到大幅度提高生 產(chǎn)效率和節(jié)省電能的目的。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)用新型包括陽(yáng)極電流檢測(cè)器和至少一個(gè)陰極電流在線調(diào)整器，上述的
陽(yáng)極電流檢測(cè)器和陰極電流在線調(diào)整器均與控制器相連接；且上述的陰極電流
在線調(diào)整器包括陰極電流檢測(cè)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。上述的控制器包括信號(hào)采集及處理單元、邏輯單元和控制單元，上述的信 號(hào)采集及處理單元與邏輯單元連接，邏輯單元與控制單元相連接。 上述的控制器位于鋁電解槽控制系統(tǒng)中。
上述的陰極電流在線調(diào)整器為一個(gè)，其內(nèi)部為多單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均包 括陰極電流檢測(cè)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且每個(gè)單元與鋁電解槽內(nèi)的陰極導(dǎo)電棒相對(duì)應(yīng)。
上述的陰極電流在線調(diào)整器至少為兩個(gè)，每個(gè)陰極電流在線調(diào)整器均包括 陰極電流檢測(cè)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且每個(gè)陰極電流在線調(diào)整器與鋁電解槽內(nèi)的陰極 導(dǎo)電棒相對(duì)應(yīng)。
在陰極電流在線調(diào)整器中，上述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子調(diào)節(jié)裝置。
在陰極電流在線調(diào)整器中，上述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)固定電阻和至少 一個(gè)開(kāi)關(guān)，每一路中固定電阻和開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接，然后多路并聯(lián)連接。
在陰極電流在線調(diào)整器中，上述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器與 滑動(dòng)變阻控制器相連接。
上述的滑動(dòng)變阻控制器采用電磁控制方式改變滑動(dòng)變阻器的阻值大小。
本實(shí)用新型的積極有益效果
1、 本實(shí)用新型能夠根據(jù)電解槽工作的需要，及時(shí)調(diào)整陰極電流分布，從而 使電解槽的水平電流最小，工作最穩(wěn)定，生產(chǎn)效率最高。
2、 本實(shí)用新型由于解決了由陰極電流分布不均勻而又無(wú)法及時(shí)調(diào)整的難 題，從而克服了以往必須通過(guò)提升電壓來(lái)平衡電壓波動(dòng)的問(wèn)題，可大幅度節(jié)省 電能，對(duì)一個(gè)中型電解鋁廠而言，每年可節(jié)約電能1000多萬(wàn)度電。
3、 本實(shí)用新型由于可自動(dòng)調(diào)整陰極電流的分布，從而避免了以往通過(guò)其它 方式調(diào)整造成的大量人力和物力消耗。
4、 本實(shí)用新型的方法，在現(xiàn)有的電子技術(shù)及機(jī)械技術(shù)的支持下，容易實(shí)現(xiàn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鋁電解槽陰極俯視圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的鋁電解槽橫向剖視圖； 圖3為本實(shí)用新型的鋁電解槽陰極俯視圖； 圖4為本實(shí)用新型的鋁電解槽橫向視圖5為本實(shí)用新型中陰極電流在線調(diào)整器的第一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本實(shí)用新型中陰極電流在線調(diào)整器的第二種結(jié)構(gòu)示意圖7為本實(shí)用新型中陰極電流在線調(diào)整器的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1實(shí)用新型包括陽(yáng)極電流檢測(cè)器24和一個(gè)陰極電流在線調(diào)整器8，陰極電流 在線調(diào)整器8內(nèi)部為多單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均包括陰極電流檢測(cè)器28和執(zhí)行機(jī) 構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子調(diào)節(jié)裝置27，且每個(gè)單元與鋁電解槽內(nèi)的陰極導(dǎo)電棒4相 對(duì)應(yīng)。上述的陽(yáng)極電流檢測(cè)器24和陰極電流在線調(diào)整器8均與控制器11相連 接，控制器11包括信號(hào)采集及處理單元16、邏輯單元15和控制單元14，上述 的信號(hào)采集及處理單元16與邏輯單元15連接，邏輯單元15與控制單元14相連接。
如圖3、圖4、圖5所示，具體地說(shuō)，鋁電解槽包括熔池部分和電極部分， 其中，熔池部分包括槽殼1及設(shè)置在槽殼1內(nèi)的陰極邊部砌塊2，以存放電解質(zhì) 層19和鋁液層20，上述的電解質(zhì)層19位于鋁液層20的上方。電極部分包括陽(yáng) 極和陰極，陽(yáng)極包括陽(yáng)極炭塊18和陽(yáng)極導(dǎo)電桿17，陰極包括陰極炭塊3和至少 一個(gè)陰極導(dǎo)電棒4。
在電解槽每根陽(yáng)極導(dǎo)電桿17上安裝陽(yáng)極電流檢測(cè)器24，由陽(yáng)極電流檢測(cè)器 24采集到的陽(yáng)極電流信號(hào)通過(guò)陽(yáng)極電流檢測(cè)器引出線25、控制器引線13接入 控制器11中，與其中的信號(hào)采集及處理單元16的接口連接。上述的控制器11 需通過(guò)動(dòng)力電引線12連接到動(dòng)力源上。另外，在電解槽陰極導(dǎo)電棒4與陰極電 流導(dǎo)出母線7之間安裝陰極電流在線調(diào)整器8。陰極電流在線調(diào)整器8 —端通過(guò) 軟母線5和過(guò)渡段6與陰極導(dǎo)電棒4連接，其另一端通過(guò)導(dǎo)出母線26與陰極電 流導(dǎo)出母線7相連。陰極電流導(dǎo)出母線7通過(guò)絕緣支墩21放置在地22上。陰 極電流在線調(diào)整器8中安裝的陰極電流檢測(cè)器28通過(guò)陰極電流在線調(diào)整器引出 線23、陰極電流在線調(diào)整器引出總線10與控制器11連接，接入控制器11中的 信號(hào)采集及處理單元16的相應(yīng)接口。陰極電流在線調(diào)整器8的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電 子調(diào)節(jié)裝置27，它是其一個(gè)電阻調(diào)整器，并且受控制器ll的控制。當(dāng)某路陰極 的電流偏大且超出設(shè)定值時(shí)，控制器ll輸出相應(yīng)的調(diào)整信號(hào)，使電子調(diào)節(jié)裝置 27的電阻增大，從而使其中的電流減小。陰極電流偏小時(shí)，則反之?？刂破鱨l 內(nèi)部，由接收電流信號(hào)的信號(hào)采集及處理單元16、用于分析并輸出控制信號(hào)的 邏輯單元15、及控制單元14組成。采用到的信號(hào)在信號(hào)采集及處理單元16內(nèi) 進(jìn)行篩選，有偏差的數(shù)據(jù)傳入邏輯單元15，進(jìn)行解析判斷，得出每路陰極電流 的偏差值，并與其對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極電流值對(duì)比，找出需要調(diào)整的部位，確定調(diào)整量 的大小，并給控制單元14下達(dá)對(duì)此路陰極電流進(jìn)行調(diào)整的命令，控制單元14 輸出調(diào)整控制信號(hào)，傳入陰極電流在線調(diào)整器8，由陰極電流在線調(diào)整器8內(nèi)的 控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整其電流通路和電阻，達(dá)到控制電流大小的目的。上述的信號(hào) 采集及處理單元16、邏輯單元15和控制單元14均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù)。
實(shí)施例2
如圖3、圖4、圖6所示，實(shí)用新型包括陽(yáng)極電流檢測(cè)器24和至少兩個(gè)陰 極電流在線調(diào)整器8。每個(gè)陰極電流在線調(diào)整器8均包括陰極電流檢測(cè)器28和 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且每個(gè)陰極電流在線調(diào)整器8與鋁電解槽內(nèi)的陰極導(dǎo)電棒4相對(duì)應(yīng)。 上述的陽(yáng)極電流檢測(cè)器24和陰極電流在線調(diào)整器8均與控制器11相連接?？?制器11包括信號(hào)采集及處理單元16、邏輯單元15和控制單元14，上述的信號(hào) 采集及處理單元16與邏輯單元15連接，邏輯單元15與控制單元14相連接。 并且，控制器ll位于鋁電解槽控制系統(tǒng)中，這樣更便于信號(hào)的采集和操作。
如圖6所示，陰極電流在線調(diào)整器8中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)固定電阻 29和至少一個(gè)開(kāi)關(guān)31，每一路中固定電阻29和開(kāi)關(guān)31串聯(lián)連接，然后多路并 聯(lián)連接。每一路的固定電阻29和開(kāi)關(guān)31串聯(lián)在軟母線5和導(dǎo)出母線26之間， 且開(kāi)關(guān)31的開(kāi)或合分別由控制器11控制，通過(guò)開(kāi)或合的組數(shù)的調(diào)整，可調(diào)整 整個(gè)電路的總電阻值，從而調(diào)整陰極的電流大小。
其他技術(shù)特征與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3
如圖3、圖4所示，實(shí)用新型包括陽(yáng)極電流檢測(cè)器24和一個(gè)陰極電流在線 調(diào)整器8，陰極電流在線調(diào)整器8內(nèi)部為多單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均包括陰極電流 檢測(cè)器28和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且每個(gè)單元與鋁電解槽內(nèi)的陰極導(dǎo)電棒4相對(duì)應(yīng)。上述 的陽(yáng)極電流檢測(cè)器24和陰極電流在線調(diào)整器8均與控制器11相連接，控制器 11包括信號(hào)采集及處理單元16、邏輯單元15和控制單元14，上述的信號(hào)采集 及處理單元16與邏輯單元15連接，邏輯單元15與控制單元14相連接。
如圖7所示在陰極電流在線調(diào)整器8中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)變阻器33，滑 動(dòng)變阻器33的滑塊由滑動(dòng)變阻控制器32通過(guò)電磁方式進(jìn)行控制，也可以采用 機(jī)械方式進(jìn)行控制。通過(guò)滑塊的滑動(dòng)，來(lái)改變整個(gè)電路的電阻，從而調(diào)整陰極 的電流大小。
其他技術(shù)特征與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求1、一種鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于它包括陽(yáng)極電流檢測(cè)器(24)和至少一個(gè)陰極電流在線調(diào)整器(8)，所述的陽(yáng)極電流檢測(cè)器(24)和陰極電流在線調(diào)整器(8)均與控制器(11)相連接；且所述的陰極電流在線調(diào)整器(8)包括陰極電流檢測(cè)器(28)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于 所述的控制器(11)包括信號(hào)采集及處理單元(16)、邏輯單元(15)和控制單 元(14)，所述的信號(hào)采集及處理單元(16)與邏輯單元(15)連接，邏輯單元(15)與控制單元(14)相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在 于所述的控制器(11)位于鋁電解槽控制系統(tǒng)中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于 所述的陰極電流在線調(diào)整器(8)為一個(gè)，其內(nèi)部為多單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均包 括陰極電流檢測(cè)器(28)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且每個(gè)單元與鋁電解槽內(nèi)的陰極導(dǎo)電棒(4)相對(duì)應(yīng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于 所述的陰極電流在線調(diào)整器(8)至少為兩個(gè)，每個(gè)陰極電流在線調(diào)整器(8) 均包括陰極電流檢測(cè)器(28)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且每個(gè)陰極電流在線調(diào)整器(8)與 鋁電解槽內(nèi)的陰極導(dǎo)電棒(4)相對(duì)應(yīng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特 征在于在陰極電流在線調(diào)整器(8)中，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子調(diào)節(jié)裝置(27)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于 在陰極電流在線調(diào)整器(8)中，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)固定電阻(29) 和至少一個(gè)開(kāi)關(guān)(31)，每一路中固定電阻(29)和開(kāi)關(guān)(31)串聯(lián)連接，然后 多路并聯(lián)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于 在陰極電流在線調(diào)整器(8)中，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)變阻器(33)，滑動(dòng)變 阻器(33)與滑動(dòng)變阻控制器(32)相連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，其特征在于 所述的滑動(dòng)變阻控制器(32)采用電磁控制方式改變滑動(dòng)變阻器(33)的阻值 大小。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鋁電解槽陰極電流在線調(diào)整裝置，它包括陽(yáng)極電流檢測(cè)器和至少一個(gè)陰極電流在線調(diào)整器，陽(yáng)極電流檢測(cè)器和陰極電流在線調(diào)整器均與控制器相連接；且陰極電流在線調(diào)整器包括陰極電流檢測(cè)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果能夠根據(jù)電解槽工作的需要，及時(shí)調(diào)整陰極電流分布，從而使電解槽的水平電流最小，工作最穩(wěn)定，生產(chǎn)效率最高，克服了以往必須通過(guò)提升電壓來(lái)平衡電壓波動(dòng)的問(wèn)題，可大幅度節(jié)省電能，對(duì)一個(gè)中型電解鋁廠而言，每年可節(jié)約電能1000多萬(wàn)度電，避免了以往通過(guò)其它方式調(diào)整造成的大量人力和物力消耗。
文檔編號(hào)C25C3/00GK201224772SQ20082014784
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者梁學(xué)民, 王有山 申請(qǐng)人:河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司