[发明专利]一种铝电解槽系列的电解厂房及电解槽布局结构

说明书

一种铝电解槽系列的电解厂房及电解槽布局结构，包括设有缺口的矩形电解厂房，电解厂房内的电解槽成电串联排列在矩形电解厂房内；在矩形电解厂房的缺口之间或一侧设置整流所，整流所输出的正极电源与矩形电解厂房内一端的电解槽连接，整流所输出负极电源与矩形电解厂房内的另一端电解槽连接，使矩形电解厂房内的电解槽形成一个电的回路，矩形电解厂房内的全部电解槽数量大于300台。本发明的结构在保持原有厂房总长度变化不大的情况下，将多个电解槽分段布置，使每台电解槽内所受与之平行的电解电流对其所产生的垂直磁场Bz不超过给定值。

技术领域

本发明属于铝冶金技术领域，特别涉及一种铝电解槽系列的电解厂房及电解槽布局结构。

背景技术

铝是用冰晶石-氧化铝熔盐电解的方法生产的。冰晶石-氧化铝熔盐电解主体设备是电解槽，在现代的铝电解生产中采用预焙阳极电解槽铝冶炼技术，且电解槽的电流强度超过了400kA，最大的电解槽的电流已达到660kA；且电解系列的电解槽的槽数由过去的160多台，增加到360多台，在这样的铝电解系列中，电解槽按串联连接。整个系列的电解槽安放在两个平行排列的电解厂房中，构成一个回路；如果一个系列电解槽槽数是360台，则每个电解厂房的电解槽槽数为180台，而两个电解厂房之间的距离为50～60米。

在铝电解生产过程中，槽周围导电母线在电解槽的阴极铝液中产生很大的磁场，特别是垂直磁场与电解槽铝液中的水平电流作用产生的磁场力是造成电解槽阴极铝液不稳定和槽电压不稳定的主要原因，并对电流效率产生影响；当电解槽系列的电流增大时，来自于同一系列中相邻电解厂房的系列电流产生的垂直磁场，使电解槽的垂直磁场更大，而且极为不对称。

以目前我国某电解铝厂的500kA电流强度的电解槽系列为例，该电解槽系列的360台电解槽构筑在两个并列平行、相距60米的电解厂房内。每个电解厂房有180台电解槽，电解槽宽度4.4米，槽间距2米，再加上厂房两端以及厂房内通道宽度，整个电解厂房长度在1340米左右。每个电解厂房内的电解槽来自于另一个电解厂房电解槽系列电流的垂直磁场强度为2*500kA/60＝16.7高斯。如此大的垂直磁场，对电解槽内阴极铝液流动的影响相当大。

为了降低来自于相邻电解厂房系列电流所产生的磁场影响，现代大型电解槽的设计，多在电解槽系列上采用了独立直流电源的空载母线，通过空载母线中的电流所产生的磁场来抵消这种影响；但这种方法不仅消耗额外的电能，折合每吨铝所消耗的电能约在150～300kWh/t-Al之间，而且需要额外的投资，特别是金属母线的较大投资。

增加两个平行电解厂房之间的距离，可以降低厂房内电解槽受另一个厂房系列电流产生的磁场影响，仍以500kA的电解槽系列为例，如将系列电解槽中的来自于同一系列的另一电解厂房系列电流产生的垂直磁场强度降低到2高斯，则两个电解厂房之间的距离需要增加到500米，这也就意味着，远离整流所的两个电解厂房端之间的连接母线的长度要增加到500米。整流所出电端到电解系列首尾之间的连接母线也要增加400多米。那么，整个电解槽系列总共要增加的母线要达到900多米，这不仅增加了母线投资，也使电流母线的电能消耗增加。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种铝电解槽系列的电解厂房及电解槽布局结构，将电解槽的厂房按矩形布置，使电解槽系列彼此平行部分的电解厂房拉开间距，降低电解槽来自于与之平行的电解厂房系列电流对其产生的垂直磁场的影响，提高电解槽阴极铝液面的稳定性，降低电能消耗。

本发明的铝电解槽系列的电解厂房及电解槽布局结构包括设有缺口的矩形电解厂房，电解厂房内的电解槽成电串联排列在矩形电解厂房内；在矩形电解厂房的缺口之间或一侧设置整流所，整流所输出的正极电源与矩形电解厂房内一端的电解槽连接，整流所输出负极电源与矩形电解厂房内的另一端电解槽连接，使矩形电解厂房内的电解槽形成一个电的回路，矩形电解厂房内的全部电解槽数量大于300台。