專利名稱：一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法
一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法技術(shù)領(lǐng)域一種優(yōu)化鋁電解槽槽內(nèi)磁場的方法，涉及一種鋁電解槽母線配置的磁場優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解槽的大型化，磁流體的穩(wěn)定性在電解槽的生產(chǎn)中越發(fā)的重要， 由于電解槽實(shí)體的結(jié)構(gòu)特征決定了電解槽磁場分布的不均勻性，目前的母線配 置方法，是在電解槽實(shí)體及上部母線產(chǎn)生的磁場基礎(chǔ)上通過槽底母線的削峰填 谷，來盡可能的使鋁液層的磁場趨于均勻，實(shí)際上只能使磁場的最大值和均值 減小一些，由于磁場的不均勻性和補(bǔ)償母線電流在去補(bǔ)償一個(gè)位置的途中，難 免會(huì)加強(qiáng)了其他位置的磁場，這樣導(dǎo)致鋁液層的磁場此降彼升，互相牽制，最 終不能降到理想的情況。而電解槽磁流體的不穩(wěn)定性在大型電解槽中的副作用 就更加明顯，電磁力增強(qiáng)，鋁液運(yùn)動(dòng)加速，會(huì)導(dǎo)致無法穩(wěn)定生產(chǎn)、電耗增加、 電流效率降低、槽體易破損。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述的傳統(tǒng)補(bǔ)償母線配置的缺點(diǎn)，提供一種能 使補(bǔ)償母線在減弱目標(biāo)位置磁場的途中減少對(duì)其他部位磁場產(chǎn)生不利影響，方 便容易的降低電解槽磁場，為大型鋁電解槽的穩(wěn)定、高效、長壽的運(yùn)行奠定好 基礎(chǔ)的優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其特征在于其優(yōu)化方法是在補(bǔ)償母線對(duì)槽 內(nèi)磁場有不利影響的一段罩上鐵磁屏蔽罩以減弱它的副作用。本發(fā)明的一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其特征在于所述的鐵磁屏蔽罩與 間隙套裝在補(bǔ)償母線外的鐵磁屏蔽罩。本發(fā)明的一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其特征在于所述的鐵磁屏蔽罩的 鐵磁屏蔽材料為普通碳鋼或硅鋼、坡莫合金鐵磁材料。本發(fā)明的的一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其鐵磁屏蔽罩的層厚和套裝補(bǔ) 償母線位置由補(bǔ)償母線處的磁場分布和強(qiáng)度決定。鐵磁屏蔽罩的形狀和截面和 補(bǔ)償母線相適配，在屏蔽罩的拐角處一定要做成圓弧形而非直角，根據(jù)要被屏 蔽的電流強(qiáng)度大小和屏蔽成本，可以選擇不同磁導(dǎo)率和磁飽和度的導(dǎo)磁材料，設(shè)計(jì)不同的屏蔽罩厚度，也可以設(shè)計(jì)一層屏蔽，也可以設(shè)計(jì)多層屏蔽。屏蔽罩與母線之間確保絕緣的情況下盡可能小，應(yīng)當(dāng)不小于12mm，屏蔽罩和大地之間 也要絕緣。蔽罩的厚度的確定為t=Ad/Ki，其中，t為屏蔽罩需要的厚度，A為 屏蔽前后的衰減量，d為屏蔽體直徑，p為屏蔽材料磁導(dǎo)率。其中，屏蔽后的磁 場為Ho/A，其中B為屏蔽后的磁場，Ho為原磁場，A為衰減量。在采用多層屏蔽的結(jié)構(gòu)?？梢詢蓪佣加闷胀ㄌ间搶?shí)現(xiàn)多層屏蔽，也可以內(nèi) 層用低磁導(dǎo)率，材料不易飽和的材料，外層使用磁導(dǎo)率高，磁飽和強(qiáng)度低的導(dǎo) 磁材料，如果可能兩層屏蔽體間應(yīng)當(dāng)保留12mm的間隙。在安裝內(nèi)外兩層屏蔽 體時(shí)，要注意彼此間的絕緣?？捎媒^緣材料做支撐件。本發(fā)明的方法，有效克服了傳統(tǒng)補(bǔ)償母線配置的缺點(diǎn)，在電解槽槽底補(bǔ)償 母線的局部周圍罩上屏蔽套，使補(bǔ)償母線在減弱目標(biāo)位置磁場的途中不對(duì)其他 部分磁場產(chǎn)生不利影響，方便容易的降低電解槽磁場，尤其可用在大型鋁電解 槽的母線配置設(shè)計(jì)中，為大型鋁電解槽的穩(wěn)定、高效、長壽的運(yùn)行奠定好基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的方法在補(bǔ)償母線局部屏蔽示意圖。 圖2為本發(fā)明的方法的單層屏蔽罩截面圖。 圖3為本發(fā)明方法的雙層屏蔽罩截面圖。 實(shí)施例槽鋁液層垂直磁場Bz—般在四個(gè)角部出現(xiàn)最大值，且關(guān)于X、 Y軸接近反 對(duì)稱，如圖4所示，其中，l位鋁液層垂直磁場Bz方向示意圖，當(dāng)補(bǔ)償母線2 在電解槽端部從進(jìn)電A側(cè)到出電B側(cè)時(shí)，補(bǔ)償母線產(chǎn)生的垂直磁場方向是正向 的，這樣就會(huì)導(dǎo)致當(dāng)母線補(bǔ)償B側(cè)減小其負(fù)向Bz時(shí)，同時(shí)會(huì)增加A側(cè)角部的 正的最大值，為了減少對(duì)A面右側(cè)的影響，我們?cè)谀妇€對(duì)應(yīng)的部分加上屏蔽罩 3，如圖4所示，屏蔽罩按發(fā)明內(nèi)容中所述的來制作，根據(jù)需要確定是單層屏蔽 罩，截面如圖2所示，屏蔽罩也可以是多層的，截面如圖3所示。如使用單層屏蔽罩，當(dāng)補(bǔ)償母線2截面為300mmX200mm時(shí)，被屏蔽罩罩 住的部分，在未被屏蔽之前對(duì)電解槽A側(cè)角部產(chǎn)生的加強(qiáng)磁場根據(jù)電流強(qiáng)度不 同設(shè)為b，當(dāng)我們確定想把B降為其1/20時(shí)，所需要的屏蔽罩尺寸計(jì)算為屏 蔽罩的最小尺寸為324X224，則其直徑為324 (按最大直徑算)，使用磁導(dǎo)率為 IOOO的普通碳鋼，屏蔽罩厚度為t=Ad/『20X324/1000=6.48mm，實(shí)際操作中的 屏蔽效果會(huì)比理論值稍微差一點(diǎn)，我們可以將屏蔽罩適當(dāng)加厚一點(diǎn)。加入使用兩層厚度為5mm，磁導(dǎo)率為1000的屏蔽罩對(duì)此母線進(jìn)行屏蔽，則第一層的衰減率為A= tn/d=5X1000/324=15.4,第二層的衰減率為A= tn/d=5X1000/348=14.4，則屏蔽后的磁場會(huì)減少到原來的14.4X15.4=221分之一屏蔽罩與母線之間確保絕緣的情況下盡可能小，應(yīng)當(dāng)不小于12mm，屏蔽罩 和大地之間也要絕緣，兩層屏蔽體間也應(yīng)當(dāng)保留12mm的間隙，要彼此絕緣，可用絕緣材料做支撐件。
權(quán)利要求
1.一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其特征在于其優(yōu)化方法是在補(bǔ)償母線對(duì)槽內(nèi)磁場有不利影響的一段罩上鐵磁屏蔽罩以減弱它的副作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其特征在于所述 的鐵磁屏蔽罩與間隙套裝在補(bǔ)償母線外的鐵磁屏蔽罩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種優(yōu)化鋁電解槽磁場的方法，其特征在于所述 的鐵磁屏蔽罩的鐵磁屏蔽材料為普通碳鋼、硅鋼鐵磁材料。
全文摘要
一種優(yōu)化鋁電解槽槽內(nèi)磁場的方法，涉及一種鋁電解槽母線配置的磁場優(yōu)化方法。其特征在于其優(yōu)化方法是在補(bǔ)償母線去目標(biāo)位置的途中，在其對(duì)槽內(nèi)磁場由不利影響的一段罩上鐵磁屏蔽罩以減弱它的副作用。本發(fā)明方法，有效克服了傳統(tǒng)補(bǔ)償母線配置的缺點(diǎn)，在電解槽槽底補(bǔ)償母線的局部周圍罩上屏蔽套，使補(bǔ)償母線在減弱目標(biāo)位置磁場的途中不對(duì)其他部分磁場產(chǎn)生不利影響，方便容易的降低電解槽磁場，尤其可用在大型鋁電解槽的母線配置設(shè)計(jì)中，為大型鋁電解槽的穩(wěn)定、高效、長壽的運(yùn)行奠定好基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)C25C3/08GK101255567SQ20071017963
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者劉吉波, 唐新平, 張艷芳 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司