一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝冶炼技术领域，具体为一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法。
【背景技术】
[0002]铝电解槽在生产过程中，经常会出现突发异常情况如发生漏槽损毁母线等，若不及时进行修复，则会导致损毁处母线电流过大、发热，进而对母线二次伤害，严重时会造成整个铝电解系列瘫痪。另外，由于在电解现场受强磁场的影响，在对电解槽烧损短路母线、汇流母线进行修复时必须将整个系列进行停电后进行焊接修复，首先将损伤表面采用机械工具如角磨机、直磨机、电刷等清理干净，露出铸铝本色，然后有色焊工用焊机一道一道、一层一层堆焊起缺口，并高出原母线平面，再用氩弧焊机熔化铝焊条或者铝焊丝，将堆焊起来的部分同原母线焊合到一起，钳工再用工具将其表面修平，使之达到母线工艺技术要求，整个修复过程需要多次短时停电或较长时间连续停电，对整个系列生产造成很大影响，使正常生产电解槽原铝产量减少，能耗大幅增加；同时停、送电对系列正常生产电解槽的冲击较大，影响到正常生产电解槽的稳定运行。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决目前铝电解槽在发生异常情况漏槽烧毁母线后进行修复时存在上述诸多缺陷的问题，提供了一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法。
[0004]本发明是采用如下技术方案实现的:一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，包括以下步骤:a.先用錾子清理烧损铝母线氧化层及杂质；b.在铝母线损伤面中间并且沿铝母线纵向方向间隔开设若干孔，在每个孔内预置强导电金属棒I ;c.在铝母线损伤面边缘并且沿铝母线横向方向间隔开设一一对应的定位槽，每组对应的定位槽内预置强导电金属棒II ;d.将修复模具安装固定在烧损铝母线处；e.配制浇铸铝液，导入修复模具内，对铝母线损伤面进行浇铸处理，形成浇铸面待熔铸冷却后，沿浇铸面和损伤面的结合边缘处用金属铆钉进行铆接；g.对铝母线的浇铸面进行整体打磨抛光处理，得到修复好的铝母线。本发明所述的铝母线为电解槽短路母线、汇流母线等；上述孔及定位槽的具体开设位置及数量结合现场铝母线的损伤情况而定；上述强导电金属棒I的作用一方面可增加铝母线的散热效果，另一方面可提高修复后铝母线的导电性能，强导电金属棒II可进一步提高修复后铝母线的导电性能，两者同时在对铝母线损伤面进行浇铸处理时具有抑制铝液流动的作用。
[0005]优选地，所述的强导电金属棒I选用Φ 20mm粗冷拔紫铜棒；强导电金属棒II选用Φ 1mm粗冷拔紫铜棒。本发明所述的强导电金属棒优选熔点、导电性都高于金属铝的冷拔紫铜棒。
[0006]优选地，所述的金属铆钉采用Φ8πιπι铜棒，本发明所述的金属铆钉采用导电性、延展性良好的冷拔紫铜棒，以增强导电性； 优选地，步骤b中各孔间隔均勻，每排间隔50mm，相邻孔间隔10mm。
[0007]优选地,步骤c中各定位槽间隔均勻,每个定位槽宽1mm,深15mm,相邻定位槽间隔 10mnin
[0008]优选地，步骤e中浇铸铝液是含5%硅的金属铝液，温度控制在720?730°C，选用含5%硅的金属铝液，以减少铝的收缩性，其中百分比为重量百分比，同时温度保持在720-730°C，保证了铝液在熔铸过程的流动性好又不至于温度太高冲坏母线。
[0009]优选地，修复模具由钢板焊制而成，上部设置铝液灌入口，侧部设置铝液流出口。该修复模具根据母线损伤面大小制作，铝液灌入口和铝液流出口的开口大小保证预热铝液能顺利的灌入和流出，模具采用防飞溅浇道，在安全和条件允许的情况下，选择适当的浇注位置，尽可能的缩短浇道长度，确保铝液的浇铸温度。
[0010]采用本发明所述的修复方法解决了实际生产中遇到类似问题需系列停电进行铝母线修补的瓶颈，避免了系列停电少产原铝损失以及停、送电对系列电解槽正常生产的冲击，对因漏槽导致烧损的汇流母线进行修补，减少了烧损处母线的热电损耗，母线温度由原来的130°C降温78°C (正常生产槽母线温度为70°C左右)，确保了烧损处铝母线的导流效果，及生产过程中系列母线的安全。而且修复时间短，操作简便，并且母线修复后导电效果良好，实现了不停电条件及强磁场环境下对电解槽铝母线损伤面的修复，适用于各种槽型，具有显著的推广价值和使用价值。
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述烧损母线嵌入强导电金属棒的俯视图；
图2为本发明所述烧损母线嵌入强导电金属棒的正视图；
图3为本发明所述烧损母线安装修复模具的俯视图；
图4为本发明所述烧损母线安装修复模具的正视图；
图5为本发明所述浇铸面和损伤面的结合边缘示意图；
图中:1_铝母线；2_损伤面；3_强导电金属棒I ;4_定位槽；5_强导电金属棒II ;6-修复模具；7_浇铸面；8_金属铆钉；9_铝液灌入口 ； 10-铝液流出口。
【具体实施方式】
[0012]一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，包括以下步骤:
a.先用錾子清理烧损铝母线I氧化层及杂质；
b.如图1、2所示，在铝母线损伤面2中间并且沿铝母线纵向方向间隔开设若干孔，在每个孔内预置强导电金属棒I 3，选用Φ20πιπι粗冷拔紫铜棒，各孔间隔均匀，每排间隔50mm，相邻孔间隔1mm ；
c.在铝母线损伤面边缘并且沿铝母线横向方向间隔开设一一对应的定位槽4，每组对应的定位槽内预置强导电金属棒II 5，选用Φ10_粗冷拔紫铜棒，各定位槽间隔均匀，每个定位槽宽1mm,深15mm,相邻定位槽间隔1mm ；
d.将修复模具6安装固定在烧损铝母线处，如图3、4所示，修复模具由钢板焊制而成，上部设置铝液灌入口 9，侧部设置铝液流出口 10 ；
e.配制浇铸铝液，流入修复模具内，对铝母线损伤面进行浇铸处理，形成浇铸面7，浇铸铝液是含5%硅的金属铝液，温度控制在720?730°C ；
f.待熔铸冷却后，如图5所示，沿浇铸面和损伤面的结合边缘处用金属铆钉8进行铆接，金属铆钉采用Φ8mm铜棒；
g.对铝母线的浇铸面进行整体打磨抛光处理，得到修复好的铝母线。
[0013]采用上述修复方法，在实际生产中对某一电解槽的铝母线排损伤面进行修复，具体经济效益分析如下:
一、投资概算:
1、使用铜条20公斤,按45元/公斤计算,铜条费用20*45=900元；
2、制作特制模具用钢材400公斤，按4.5元/公斤计算，钢材费用400*4.5=1800元；
3、使用招液50公斤,按14元/公斤计算,钢材费用50*14=700元；
4、人工费用及其它为2000元；
共计投资费用为5400元。
[0014]二、经济效益:
1、避免了因停、送电时间影响，使正常生产电解槽原铝产量减少，减少的产量约为(以停、送电时间按8h考虑，电流强度为306KA，效率为0.93，吨铝利润按1800元计算):
0、3355X306X275X8X0.93X0.001X1800X0.0001=37.8 万元
2、停电送电后系列电解槽要尽快建立能量平衡，电解槽突发效应将增多，根据以往停送电解对电解槽的影响，每次停送电后电解槽效应系数将达到0.35以上，以日常效应控制在0.15为目标，增加效应个数将达到:
N=275X (0.35-0.15) X 8=440 个
每个效应控制在平均3分钟，电压在20V的情况下，则浪费电量为:
Q=440X306X20X3/60=134640 度以0.4元/度.电计算，节约电费为:
￥=134640X0.4X0.0001=5.4 万元共计经济效益为43.2万元。
[0015]三、实施效果:
1、解决了遇到类似问题需系列停电进行汇流母线修补的瓶颈，避免了系列停电少产原铝损失以及停、送电对系列电解槽正常生产的冲击；
2、对因漏槽导致烧损的汇流母线进行修补，减少了烧损处母线的热电损耗，母线温度由原来的130°C降温78°C (正常生产槽母线温度为70°C左右)，确保了烧损处汇流母线的导流效果，及生产过程中系列母线的安全。
【主权项】
1.一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是包括以下步骤: a.先用錾子清理烧损铝母线(I)氧化层及杂质； b.在铝母线损伤面(2)中间并且沿铝母线纵向方向间隔开设若干孔，在每个孔内预置强导电金属棒I (3)； c.在铝母线损伤面边缘并且沿铝母线横向方向间隔开设一一对应的定位槽(4)，每组对应的定位槽内预置强导电金属棒II (5)； d.将修复模具(6)安装固定在烧损铝母线处； e.配制浇铸铝液，流入修复模具内，对铝母线损伤面进行浇铸处理，形成浇铸面(7)； f.待熔铸冷却后，沿浇铸面和损伤面的结合边缘处用金属铆钉(8)进行铆接； g.对铝母线的浇铸面进行整体打磨抛光处理，得到修复好的铝母线。
2.根据权利要求1所述的一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是所述的强导电金属棒I选用Φ 20mm粗冷拔紫铜棒；强导电金属棒II选用Φ 1mm粗冷拔紫铜棒。
3.根据权利要求1或2所述的一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是所述的金属铆钉采用Φ 8mm铜棒。
4.根据权利要求1或2所述的一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是步骤b中各孔间隔均勻，每排间隔50mm,相邻孔间隔10mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是步骤c中各定位槽间隔均勻，每个定位槽宽1mm,深15mm,相邻定位槽间隔10mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是步骤e中浇铸铝液是含5%硅的金属铝液，温度控制在720?730°C。
7.根据权利要求1或2所述的一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，其特征是修复模具由钢板焊制而成，上部设置铝液灌入口(9)，侧部设置铝液流出口( 10)。
【专利摘要】本发明涉及铝冶炼技术领域，具体为一种电解槽铝母线在强磁场环境下的带电修复方法，解决目前铝电解槽漏槽烧毁母线后进行修复时存在诸多缺陷的问题，包括清理烧损铝母线；在铝母线损伤面中间开设孔，孔内预置强导电金属棒Ⅰ；在铝母线损伤面边缘开设定位槽，定位槽内预置强导电金属棒Ⅱ；将修复模具安装在烧损铝母线处，对损伤面进行浇铸处理，形成浇铸面；沿浇铸面和损伤面结合边缘处用金属铆钉进行铆接；对铝母线的浇铸面进行整体打磨抛光处理，得到修复好的铝母线。确保了烧损处铝母线的导流效果，及生产过程中系列母线的安全，修复时间短，操作简便，修复后导电效果良好，实现了不停电条件及强磁场环境下对电解槽铝母线损伤面的修复。
【IPC分类】B22D19-10, C25C3-16
【公开号】CN104690255
【申请号】CN201510085304
【发明人】吴智明, 徐卫东, 张恒成, 边韩国, 刘志山, 赵双狮, 王群, 黄桥, 闫太网, 柴建民, 郭少红, 吕伟光, 祁合生, 高三平, 黄群贤, 刘云云, 陈小马, 邵鼎华, 李芳块, 景翠林, 陈文国, 穆旭平, 耿文龙, 贺慧, 韩玉娟, 孙普杰
【申请人】山西华圣铝业有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月14日