一种平衡母线分流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种平衡母线分流器，包括圆钢，所述圆钢一端下表面与由若干条钢带组成的软连接件上端固定连接，所述软连接件下端与导电固定压接板固定连接，所述圆钢两端结构对称。本实用新型的分流器分流效果好、使用寿命长、生产成本低。
【专利说明】一种平衡母线分流器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种分流器，特别是一种平衡母线分流器。
【背景技术】
[0002]预焙阳极铝电解槽在使用焦粉焙烧时，由于焦粒与碳阳极、焦粒与焦粒之间存在较大电阻，导致电解槽开槽送直流电过程中冲击电压过高，易发生爆炸；不停电开槽技术，即在不停系列电流或系列电流降至全电流的三分之一的情况下就通电焙烧的电解槽，要求的冲击电压必须在保险的范围内；异型阴极结构铝电解槽，阴极表面有凸台凸起，装炉时阴极表面与阳极底掌的接触面小，从阳极流过阴极的电流更少，因此，系列电解槽在有单槽开槽时要使用一种分流器把电流部分旁路后才能及时使系列电流送至预定电流强度。
[0003]异型阴极结构电解槽的A面有4根立柱母线进电，4根立柱母线通过铝软带与平衡母线连接在一起。平衡母线是异型阴极结构电解槽的一部分，每台异型阴极结构电解槽AB两面各有一根平衡母线，每根平衡母线上压接有12块阳极，阳极导杆通过小盒卡具压接在平衡母线上面。
[0004]目前，异型阴极结构电解槽中起部分电流旁路作用的是立柱母线分流器，立柱母线分流器是一种铜分流器，其规格是135*2*3000，即用6根2mm厚135mm宽的铜带焊接到压接板上，做成长3000mm的4个规格一样的铜分流器，其特点是，铜分流器可以有一定的弯度，方便在装分流器`时两头的压板可以有效地与平衡母线和立柱母线接触，由于160KA电解槽只有4根立柱母线，决定了铜分流器只能有四个，如要分流量再大一点，则必须考虑另外的分流方式；同时，铜分流器在安装时，由于分流器是软的，只能人工协作抬一头到槽上部的平衡母线上安装，另一头则安装到临槽的立柱母线上，安装位置低，通电后分流器的温度很高，员工无法在操作平台上进行其他作业；尽管铜分流器有着电阻率低、分流效果好的优点，但也存在弊端:1、铜分流器造价高，每套费用约4.5万元；2、在通电过程中易氧化发红熔断，造成冲击电压过高，影响电解槽焙烧质量；3、基本上每次通电一台槽，80%以上铜分流器都出现断裂损坏，平均使用寿命为10台槽左右，除压接铜板可重复利用外，铜分流带氧化严重报废。同时没报废的铜分流器需要焊接修补，维修材料及人工维修成本高；4、铜分流器熔断后，为避免冲击电压过高，被迫延长送电时间，整个系列长时间在低电流下运行，减少产量，效应系数也增加，给整个系列电解槽造成极大影响。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种分流效果好，使用寿命长，生产成本低的平衡母线分流器，能够配合立柱母线分流器、异型阴极结构电解槽上的阳极钢爪分流片使用，使异型阴极结构电解槽在焙烧启动时达到理想的分流效果。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种平衡母线分流器，包括圆钢，所述圆钢一端下表面与由若干条钢带组成的软连接件上端固定连接，所述软连接件下端与导电固定压接板固定连接，所述圆钢两端结构对称。[0007]所述圆钢两端下表面各固定有一块钢板，所述软连接件上端与所述钢板下表面固定连接，在圆钢与软连接件之间增加钢板，使得圆钢与软连接件的连接更加紧固。
[0008]所述钢板两侧各通过一块固定钢板与所述圆钢固定连接，固定钢板进一步起到导电作用，同时可以起到固定钢板的作用。
[0009]所述圆钢中部固定有吊环，方便本实用新型分流器的高空安装。
[0010]所述软连接件包括9条350*100*1.5mm的钢带。其计算依据是:
[0011]1、异型阴极结构电解槽四根立柱母线分流器规格:135*2*3000，每组片数为10片;
[0012]2、异型阴极结构电解槽阳极钢爪上焊接的分流钢片规格为:1.5*100*2500，每块阳极钢爪按焊接6片，24块阳极共焊144片；
[0013]3、异型阴极结构电解槽本身电阻按6.8*10_5欧姆(贵阳铝镁设计研究院提供)计算，冲击电压为2.8v，系列电流为173000A，正常分流时温度为300°C，根据电阻率公式P Fe=9.71 (1+0.00651t) *10_8 和并联电阻公式 1/R=1/R槽+4/R立柱+24/R_+6/R平衡可得:
[0014]I/ (2.8/173000)=
[0015]1/(6.8*10_5) + 4/[9.71 (1+0.00651*300) *10_8 *3/(0.135*0.002*10)]
[0016]+ 24/[9.71 (1+0.00651*300) *10-8 *2.5/(0.1*0.0015*5)] [0017]+6/R 平衡
[0018]可计算出R￥aj=L 365956*10-3欧姆，平衡母线分流器总长为6080mm (含圆钢、钢带及导电固定压接板)，据式S=P L/R可得每根平衡母线分流器的截面积为S=9.71(1+0.00651*300) *10_8*6.08/1.365956*10_3 =1276 mm2。
[0019]钢带的实际厚度约为L 5mm左右,取宽度为100mm,则每根截面积为150mm2,计算钢带根数得1276/150=8. 5根，取整为9根。
[0020]所述导电固定压接板采用钢铝爆炸焊板(由铝板和钢板压接而成)。平衡母线材质为纯铝，因钢硬而铝软，即铝的塑性和韧性比钢好，故铝和铝压接比钢和铝压接有更大的接触面积，压接效果更好，更利于导电。所以导电固定压接板与平衡母线接触的压接面为铝板。
[0021]所述导电固定压接板尺寸为200*200*50mm，与平衡母线的接触面积为40000mm2，根据前面计算每根平衡母线分流器的安全导电截面积为1176mm2，接触面积远大于分流导电所需的截面积，在安全上没任何问题。主要是方便弓形卡具与平衡母线压接和与钢带焊接的可操作性；所述软连接件下端焊接到所述导电固定压接板的钢板侧面上。因软连接件为钢带，焊接在钢板侧面上简单易行，只要保证每片钢带不虚焊即可；而钢和铝之间由于材质不同，虽然有钢铝爆炸焊、CMT (冷金属过渡)等焊接技术，但以目前我公司检修厂现有条件无法实施，也没有必要一定要焊在铝材上。
[0022]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为:本实用新型利用钢材替代铜制作分流器，由于钢材具有低高温电阻率差别大、熔断温度高及成本低的优点，因此本实用新型的分流器分流效果好、使用寿命长、生产成本低；本实用新型充分利用了圆钢的抗弯强度，圆钢上设置了吊环，可用天车直接吊装，解放人力，具有高空安装的空间优势，不影响地面人员对电解槽的常规性操作；本实用新型的平衡母线分流器配合立柱母线分流器、异型阴极结构电解槽上的阳极钢爪使用，能使异型阴极结构电解槽在焙烧启动时达到更加理想的分流效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型一实施例平衡母线分流器主视图；
[0024]图2为本实用新型一实施例平衡母线分流器侧视图；
[0025]图3为本实用新型一实施例平衡母线分流器安装在平衡母线上的主视图；
[0026]图4为本实用新型一实施例平衡母线分流器安装在平衡母线上的俯视图；
[0027]图5为本发明的平衡母线分流器与立柱母线分流器、阳极钢爪分流片配合使用示意图。
【具体实施方式】
[0028]如图1和图2所示，本实用新型一实施例包括圆钢1，所述圆钢I 一端下表面通过钢板3与由若干条钢带组成的软连接件2上端固定连接，所述软连接件2下端与导电固定压接板5固定连接，所述圆钢I两端结构对称；所述钢板3两侧各通过一块固定钢板4与所述圆钢I固定连接；所述圆钢I中部固定有两个吊环9。
[0029]所述软连接件2包括9条350*100*1.5mm的钢带。
[0030]所述导电固定压接板5由铝板和钢板压接而成；导电固定压接板5尺寸为200*200*50mm ;所述软连接件2下端焊接到所述导电固定压接板5的钢板侧面上。
[0031]截取一段？?40mm长度5400mm的圆钢1，所取尺寸依据是:1、相邻两台异型阴极结构电解槽之间的平衡母线距离为510(T5200mm左右，加上两端放置的长度，故取5400mm。2、分流器安全导电截面积为1276mm2，故圆钢直径为2* (1276/3.14) 1/2=40.3mm，取整为40mm。在圆钢两端距离端部约210m m处各焊接一个软连接件2，圆钢I的中部距两端约1700mm位置各焊接I个吊环9，方便安装时天车吊运；软连接件2是由9片350*100*1.5mm(长*宽*高)的钢带组成的，其上端焊接在一块120*120*12的钢板3下平面上，钢板3的上表面面焊接到？?40mm圆钢上，钢板3的两侧与？?40mm的圆钢用两块120*50*12的钢板4焊接起导电、加固作用，软连接件2下端焊接到200*200*50的导电固定压接板5的40mm厚的钢板侧面上。安装位置如图3、图4所示，安装时将其中一个电解槽(以下称为第一电解槽)的B面平衡母线6和与第一电解槽相邻的第二电解槽的A面平衡母线7上各垫一块绝缘板8 (如图3)，天车吊起分流器？?40mm圆钢，将圆钢两端直接放置在平衡母线上，导电固定压接板5的铝板正面对着平衡母线，用弓形卡具把铝板正面压接到平衡母线的面板上。
[0032]如图5所示，使用时，将本实用新型的平衡母线分流器安装在两台电解槽之间，立柱母线分流器也压接在平衡母线上。第一电解槽通上电后，需部分旁路的电流从第一电解槽的B面平衡母线经导电固定压接板导入平衡母线分流器到第二电解槽的A面平衡母线，再经第二电解槽的立柱母线11、立柱母线分流器13进入系列电流回路(立柱母线与平衡母线通过图4中的铝软带12相连导电)。图5中阳极钢爪分流片14也起到部分分流作用。平衡母线分流器的分流量则按铁的电阻率来计算截面积(平衡母线分流器绝大部份材质是钢，仅两端固定导电压接板由钢铝爆炸焊片组成，导电固定压接板尺寸为200*200*50mm，厚度为50mm，其中铝的厚度为10mm。就是说平衡母线分流器铝成份仅占不到1%，可忽略不计。钢是含碳量在0.02%-2%之间的铁碳合金，故按铁的电阻率进行计算)。[0033]附图中的标号10是阳极导杆，阳极导杆与平衡母线通过小盒卡具紧密压接，将第二电解槽A面立柱母线过来的直流电传导至阳极，与电解槽底部阴极发生电化学反应。
[0034]本实施例使用6组(或6组以上，视分流大小而定)平衡母线分流器，在相邻两台电解槽的平衡母线上空安装平衡母线分流器相连接进行分流。本实用新型分流器充分利用钢材低高温电阻率差别大、熔断温度高及成本低等优点，且该分流器利用？?40mm圆钢的抗弯强度，两头用钢带组焊接起 软连接作用，可用天车直接吊装，解放人力，且具有高空安装的空间优势，不影响地面人员对电解槽的常规性操作，克服了铜分流器的缺点，如需加大分流量，可增加分流点，即可获得理想的分流效果。
【权利要求】
1.一种平衡母线分流器，其特征在于:包括圆钢(1)，所述圆钢(I) 一端下表面与由若干条钢带组成的软连接件(2 )上端固定连接，所述软连接件(2 )下端与导电固定压接板(5 )固定连接，所述圆钢(I)两端结构对称。
2.根据权利要求1所述的平衡母线分流器，其特征在于，所述圆钢(I)两端下表面各固定有一块钢板(3)，所述软连接件(2)上端与所述钢板(3)下表面固定连接。
3.根据权利要求2所述的平衡母线分流器，其特征在于，所述钢板(3)两侧各通过一块固定钢板(4)与所述圆钢(I)固定连接。
4.根据权利要求1?3之一所述的平衡母线分流器，其特征在于，所述圆钢(I)中部固定有吊环(9)。
5.根据权利要求4所述的平衡母线分流器，其特征在于，所述软连接件(2)包括9条350*100*1.5mm 的钢带。
6.根据权利要求5所述的平衡母线分流器，其特征在于，所述导电固定压接板(5)由铝板和钢板压接而成。
7.根据权利要求6所述的平衡母线分流器，其特征在于，所述导电固定压接板(5)尺寸为200*200*50mm ;所述软连接件(2)下端焊接到所述导电固定压接板(5)的钢板侧面上。
【文档编号】C25C3/16GK203668530SQ201320723757
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】杨玉荣, 卢达川, 吕健良, 阮兴龙, 黄胜, 李健屏, 张正林 申请人:中国铝业股份有限公司