铝电解大型号分流装置研制应用技术总结报告

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2024年5月22日发(作者：)

铝电解大型号分流装置研制应用技术总结报告

大封铝厂进入今年以来，亏损问题已经成了集团公司的焦点。亏损原因之

一就是电价太高。由于国家对电力市场进行整顿，使得今年的电价一再上调。

铝厂要减亏，必须尽快使用集团公司自备电厂的发电量。但是由于泰安电业局

的百般阻挠，限制我们的电厂发电量，拒绝我们的发电厂上网发电，影响了铝

厂和电厂的发展，为了尽快的扭转这种被动局面，集团公司经过多方面的认证

和考察，决定形成自己的区域独立电网，来满足铝厂的供电负荷。

一、课题的提出

独立电网形成运行后，由于供电负荷不可靠将会给电解槽的生产带来极大

的影响，特别是在电解槽的启动过程中，由于短路片的拆除以及分流片的接入，

将造成负荷的频频升降或长时停电。给电厂的操作带来难度并使正在生产的电

解槽遭受严重经济损失。因为在电解槽的焙烧启动过程中，若全电流通入待熔

化的电解槽，会因各部位的电压降过大而超出设备的负荷能力，势必影响到通

电焙烧过程的安全进行。为了解决这个问题，需要对通入电解槽的电流进行分

流，采用分流器的办法，使进入槽内的电流在刚送电时只占很少的一部分，而

大部分电流通过分流片分流。随着阳极炭温度的不断升高，炭块的导电能力增

强，使槽内的电流逐步增加，当槽内的电流达到一定程度。然后分批对称拆除

分流器后使电解槽达到全电流通入。

传统的分流方式采取按电解槽阳极组数配备分流器，分流器是用钢片制作

的，分流器断面大小与电解槽底铺设的焦粒厚度有关，焦粒的厚度薄，分流器

的断面小，如焦粒层厚度为15㎜时，则每个分流器由4片组成，每片厚度1.5

㎜ 宽120㎜，每片长度2000～2700㎜，薄钢片组成（每片长短按钢爪上缘至

阴极棒距离选取）分流器的安装，将分流片一端焊在阳极钢爪上部，另一端焊

在阴极棒上，阳极铝导杆与阳极母线采用模糊连接，如下图所示。

其明显的缺陷是安装难度大，需要焊接，由于磁场的影响，焊接口焊点质

量很难保证，容易造成分流不均匀，另一方面，拆卸比较麻烦，安装时，有时

需要停电，为了彻底解决这个难度，更适应独立网运行启动的需要，我们选择

了研制一种不停电安装的大型分流装置，做为攻关课题，并取得了圆满成功。

二、设计依据

在190kA大型预焙槽的焙烧过程，以及正常槽长时间停电后二次启动时，

其刚开始，通过电解槽的电流越低越好，我们通过总结62台电解槽的焙烧启动

经验，得出分流器的分流率90～95%为最佳，因此我们在设计大型分流装置时，

应充分考虑分流率，并利用分流率来确定分流片的规格。

1．分流率的确定

我厂系列电流目前保持在194kA，因此分流率必须达到：

194×90%=174.6kA

为了确保电流的分流均匀，我依据阳极大母线的长度和立柱母线的设置距

离，进行对称4点分流，则每点的分流率为：

174.6÷4=43.65kA

2．分流片数的确定

依据传统分流片的特点，我初步确定为大型分流装置分流片的规格为160

×4700×2（截面积为3.2cm

2

）其工作电流密度为1650A/ cm

2

则需要160×4700×2(截面积为3.2cm

2

)的分流片数

43650A÷3.2÷1650=8.26片 取8片

3．结论

通过理论研究发现，分流率与工作电流密度间有一个近似的反比例关系，

即工作电流密度间有一个近似的反比例关系，即工作电流密度低者，其分流率

要高，反之其分流率要低。或者说，电流流动截面积大者，其分流率高，反之，

分流率要低，因此，要提高特制分流器的分流率，就必须适当增大分流器的截

面积，我们通过反复验证，最终确定其分流片为每组8片，规格为160×4700

×2（㎜）

4．设计原则

本次大型分流装置设计的原则是：要有利于现场在不停电的情况下，进行

焙烧启动槽的安装，并且要求操作方便、灵活（如图所示）

由于电解槽在生产时，通过短路口将电解槽短接，电流不经过电解槽，因

此我们可以利用这一点，将大型分流装置在不停电的状况下，将未启动的电解

槽与相邻的正常生产的电解槽的阳极大母线短接，然后再进行焙烧启动作业。

三、方案确定

课题组通过对现场的认真分析研究，最终确定了两种方案：一种方案是将

大型分流装置与正常生产槽的阳极大母线和立柱母线连接起来，形成分流系统：

另一种方案是将两槽之间阳极大母线通过大型分流装置连接起来，形成分流系

统。

（1）4个立柱母线配4组大型分流装置，其一端用螺栓与压板固定在焙烧

槽阳极大母线上，另一端固定在下一台槽立柱母线下。（如下图所示）

四、方案的实施与改进

我们于2004年10月8日分别对两种不同类型的分流装置进行了试制并在

现场进行了安装试验。在试验过程中，发现两种类型的分流装置在安装过程中

都存在安装困难，操作难度大的情况，特别是在正常通电的情况下，受磁场的

影响，每安装一组分流装置大约需要1个多小时，并且分流装置与大母线的接

触面是铁一铝接触，在通过大电流时极易造成接触不良引起发热，这与现场的

使用是完全违背的。为了解决这个难题，课题组成员通过认真的总结经验，对

两种类型的大母线进行了对比，最终确定采用Ⅱ型分流装置，并对其进行如下

改进。

（1）为了解决安装困难的缺点，将紧固夹板改为U型卡具，从而使接触板

重量减少，有利于安装进行。

（2）为了解决铁一铝接触面接触不良的缺点，利用爆炸焊块（通过爆破焊

接在一起的铁铝材料）作为接解板。如图所示：

五、效果总结与效益分析

通过现场的测试，大型分流装置的分流效果可以达到90%，并且可以在不

停电的情况下进行操作。有效的减少停电的时间，78台电解槽启动可缩短停电

72小时，可增加铝产量：

0.3355×190×0.93×72×124=529吨

增加产值529吨×1.6万元=864万元。特别是对于16台正常生产槽长时间

停电后二次启动将更加显示出优越分流效果。

本文标签： 分流装置电解槽