專利名稱：節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽是主要應(yīng)用于電解鋁工業(yè)生產(chǎn)的一種新型 的預(yù)焙陽極鋁電解槽結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋁電解槽是用于電解鋁生產(chǎn)的裝備，它的主要功能是在低壓大電流的 作用下，使氧化鋁產(chǎn)生熱電化學(xué)反應(yīng)，生成電解鋁液。
現(xiàn)通用的鋁電解槽，由陰極槽結(jié)構(gòu)和陽極結(jié)構(gòu)兩大部分組成。電解槽 陰極槽結(jié)構(gòu)主要是在鋁電解槽陰極鋼殼體中，在構(gòu)筑保溫層和防滲漏料層 上，用搗固糊將陰極碳塊和陰極鋼棒砌筑成陰極內(nèi)襯，再在陰極內(nèi)襯周邊 砌筑上側(cè)部碳塊，構(gòu)筑而成的電熔池部分，它的作用是提供一個能傳導(dǎo)強(qiáng) 大電流，使氧化鋁生成 鋁的陰極熔池。
上部陽極結(jié)構(gòu)主要由門式支架桁梁、陽極母線提升裝置，陽極導(dǎo)電裝置， 打殼下料機(jī)構(gòu)、集氣煙罩和排煙管等部分組成。其中導(dǎo)電裝置由陽極鋼爪、 鋁導(dǎo)桿和陽極炭塊等部件組成，它的作用時將陽極母線的電流傳導(dǎo)到陽極 碳塊的下表面，讓陽極炭塊參加鋁電解的熱電化學(xué)反應(yīng)。
現(xiàn)通用的鋁電解槽從結(jié)構(gòu)設(shè)計、操作工藝、控制方式和電解槽工藝參 數(shù)的設(shè)定都存在很多缺陷，主要是電解槽的槽電壓的的設(shè)定較高平均在
4. 1V左右，致使電解鋁的電耗的噸鋁直流電耗約在13500KWh左右，電耗較高。
造成現(xiàn)通用的鋁電解槽電壓設(shè)定較高的主要因素是在鋁電解過程中，由 于電解生成的產(chǎn)成鋁液的比重大于電解質(zhì)的比重向下沉淀，依附在電解槽陰極內(nèi)襯上表面和電解質(zhì)即液態(tài)氧化鋁下表面之間，形成一層產(chǎn)成鋁液層， 由于現(xiàn)在的電解槽的出鋁采用的是間隔時點(diǎn)吸鋁方式，在一定的時間斷內(nèi)， 電解槽內(nèi)的產(chǎn)成鋁液層的高度隨著電解時間的增長不斷增高，這層鋁液層 在磁場的作用下，會產(chǎn)生較大的磁旋流層，這種鋁液磁旋流層的急劇的流 動和震蕩的負(fù)面影響也逐漸加大，為了消除鋁液層作為電磁旋流層的負(fù)面 影響，是通過設(shè)定高極距，用增加電壓降辦法，來穩(wěn)定電解工藝。
通常每增加lOmrn厚度的極距，電解槽的工藝電壓降就會增加350mV左 右，致使每噸鋁多耗電1000kwh左右。同時，電解過程中產(chǎn)成的鋁液，由 于在槽內(nèi)工況狀態(tài)下，能產(chǎn)生二次氧化反應(yīng)，致使電解鋁的產(chǎn)量下降，損 耗增加。
為消除現(xiàn)通用的鋁電解槽，因現(xiàn)有的間隔時點(diǎn)式吸鋁工藝，所造成的 在電解槽結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計方面的缺陷，降低電耗，增加電解鋁的產(chǎn)能，國 內(nèi)外電解鋁行業(yè)提出了將電解槽熔池底面既陰極碳塊內(nèi)襯上表面，由水平 式設(shè)計改為帶有一定坡度的傾斜式設(shè)計，或在水平式陰極碳塊內(nèi)襯上表面 開設(shè)上鋁液導(dǎo)流槽的設(shè)計方案，意圖將電解槽中的生成的鋁液即時連續(xù)的 排出的電解槽，采用降低鋁液層，實現(xiàn)降低極距電壓，達(dá)到降低電解鋁生 產(chǎn)工藝電耗的設(shè)計方案，但由于產(chǎn)成鋁液的即時排出的電解槽結(jié)構(gòu)的設(shè)計 問題，電解操作工藝、電解槽控制方法等多方面技術(shù)問題難以解決， 一直 停留在理論探討和試驗室試驗階段，從未加以實施。
為了解決現(xiàn)通用的鋁電解槽高極距設(shè)定槽電壓設(shè)定過高問題，為解決 電解槽產(chǎn)成鋁液在電解工況條件下能即時排出現(xiàn)有技術(shù)所存在的槽結(jié)構(gòu)的 設(shè)計問題，電解操作工藝操作問題、電解槽控制方法等多方面技術(shù)問題，
實現(xiàn)電解鋁的低極距，低電壓的設(shè)定，降低電解鋁的生產(chǎn)電耗，我們特研
發(fā)了一種節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽設(shè)計方案。

發(fā)明內(nèi)容
節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽結(jié)構(gòu)主要由陰極大母線、電解槽鋼殼體、 保溫防滲漏層、側(cè)部碳塊、儲鋁槽以及由陰極碳塊、陰極鋼棒組合用搗固 糊砌筑的陰極內(nèi)襯所構(gòu)造成的電解槽的下部陰極結(jié)構(gòu)部分，和由陽極大母 線、陽極碳塊、鋁導(dǎo)桿組、打殼下料裝置、鋁液截流裝置、以及上部提升 桁架梁所構(gòu)造成的上部陽極結(jié)構(gòu)部分，和槽控箱系統(tǒng)部分等組成，其特征 是在電解槽鋼殼體內(nèi)靠出鋁端部，構(gòu)造有能夠調(diào)節(jié)控制鋁液流量帶有鋁 液截流裝置的儲鋁槽，并在陰極內(nèi)襯的上部，設(shè)置有與主干導(dǎo)流槽相通的 分支導(dǎo)流槽，致使電解槽內(nèi)產(chǎn)成的鋁液能夠沿著陰極內(nèi)襯上的分支導(dǎo)流槽 和主干導(dǎo)流槽，在鋁液截流裝置的調(diào)節(jié)控制下流入到儲鋁槽的盛鋁池中。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，在鋼殼體內(nèi)靠出鋁端 側(cè)，構(gòu)造有儲鋁槽，陰極內(nèi)襯側(cè)端部和儲鋁槽之間構(gòu)造有鋁液導(dǎo)流聚沉槽， 導(dǎo)聚沉槽長度方向與陰極鋼棒相平行布置，底面低于陰極內(nèi)襯的上表面和 儲鋁槽上導(dǎo)流孔的下端。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，在陰極內(nèi)襯上部沿長 度方向中心線位置，構(gòu)造有鋁液主干導(dǎo)流槽和鋁液分支導(dǎo)流槽，主干鋁液 導(dǎo)流槽的底部，由龜解槽的一端向帶有鋁液儲鋁槽的一端傾斜，鋁液分支 導(dǎo)流槽設(shè)置在主干導(dǎo)流槽的兩側(cè)，兩塊相鄰的陰極碳塊之間中縫的搗固糊 上，與主干導(dǎo)流槽成垂直分布，每個分支導(dǎo)流槽的底部由側(cè)邊部處向主干 導(dǎo)流槽方向由高向低傾斜。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，儲鋁槽上設(shè)置有盛鋁 池、導(dǎo)流孔、流通孔、檢修觀察孔，儲鋁槽的盛鋁池上可設(shè)有鋁液保溫蓋 板。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，陰極內(nèi)襯的構(gòu)造是陰 極炭塊的上表面為總體水平式設(shè)置，陽極碳塊的下表面與所對應(yīng)的陰極炭 塊的上表面垂直投影相互重疊，水平投影相互平行；主干導(dǎo)流槽的底部無 陰極炭塊和陰極鋼棒，構(gòu)筑陰極內(nèi)襯的陰極炭塊和陰極鋼棒采用左右分開 對稱式，中縫處采用搗固搗固砌筑而成，主干導(dǎo)流槽和分支導(dǎo)流槽的斷面 可以是梯形、U形或凹形。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，儲鋁槽上流通孔的上 部，設(shè)置有鋁液截流裝置，該裝置，由截流棒、陽極導(dǎo)電連接卡具、提升 壓放機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，儲鋁槽內(nèi)盛鋁池的上 部設(shè)置有鋁液加熱裝置，鋁液加熱裝置由陽極加熱電極、加熱鋁導(dǎo)電桿導(dǎo) 電卡具、加熱裝置提升機(jī)構(gòu)構(gòu)造而成。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，打殼下料裝置由打殼 汽缸、打擊錘頭、導(dǎo)電連桿、傳感器、互感器、打殼汽缸控制回路、電磁 換向閥、電解氧化鋁下料箱控制回路、氧化鋁下料箱、和電解槽打殼下料 裝置槽控箱系統(tǒng)構(gòu)成，
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，槽控箱系統(tǒng)設(shè)置有能 夠根據(jù)打殼下料裝置上的打擊錘頭下降，接觸到電解質(zhì)表面后，獲得的電 壓電流信號，轉(zhuǎn)變成控制信號，控制打殼汽缸活塞行程，和氧化鋁定額下
料箱開關(guān)閉合的控制系統(tǒng)和功能；有能夠有根據(jù)電解槽內(nèi)的工藝狀況訊號， 控制鋁液截流裝置上的截流棒與儲鋁槽上的導(dǎo)流孔的閉合大小，實現(xiàn)控制 電解槽內(nèi)鋁液層水平高低，流出產(chǎn)成鋁量多少的控制系統(tǒng)和功能。
依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽打殼下料裝置，當(dāng)打擊 錘頭下降，接觸到電解質(zhì)表面后，由導(dǎo)電連桿、傳感器即刻把電解質(zhì)上的 電壓電流訊號，經(jīng)過電解槽槽控箱的互感器轉(zhuǎn)換成控制信號，經(jīng)過電磁換 向閥，控制打殼汽缸的活塞下行程，使打殼錘頭在完成擊穿氧化鋁電解質(zhì) 結(jié)殼動作后即刻返回。
節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽由于在槽結(jié)構(gòu)上設(shè)置了可調(diào)節(jié)電解槽內(nèi) 產(chǎn)成鋁液層界面高低，能夠控制鋁液流量的截流裝置，和能對盛鋁池內(nèi)鋁 液實施電極加熱的鋁液儲流槽，可使電解槽內(nèi)的產(chǎn)成鋁液沿著導(dǎo)流槽，在 鋁液截流裝置的控制下，通過導(dǎo)流孔流入到產(chǎn)成鋁液盛鋁池中，解決了現(xiàn)
通用電解槽內(nèi)產(chǎn)成鋁液不能連續(xù)即時排出、不能夠人為的調(diào)節(jié)控制的問題； 在打殼下料裝置中采用了靠打殼錘頭接觸電解質(zhì)獲取得電壓電流訊號，控 制汽缸行程和氧化鋁定額下料開關(guān)裝置，初部解決了低鋁水平工況條件下 電解質(zhì)中氧化鋁濃度的均衡加料問題；在電解槽槽控箱原系統(tǒng)功能的基礎(chǔ) 上，增加了自動調(diào)節(jié)鋁液水平和均衡加料的控制系統(tǒng)功能，為電解槽產(chǎn)成 鋁液在電解工況條件下能即時排出，消除鋁液層產(chǎn)生的磁場及磁旋流對電-解質(zhì)高度既高極距高電壓設(shè)定的負(fù)面影響，為實現(xiàn)電解槽在低極距低電壓 工況條件下，電解槽控制方法精確，電解槽的技術(shù)參數(shù)平衡，電解工藝操 作穩(wěn)定，降低電解鋁的生產(chǎn)電耗，提供了一種切實可行的節(jié)能型低電壓設(shè) 定鋁電解槽設(shè)計方案，可使槽電壓的設(shè)定低于3.75mV。


；
節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽結(jié)構(gòu)及設(shè)計方案參照

更加明了。
圖h '節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽主視剖視圖示意圖2:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽側(cè)視剖面圖示意圖3:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽陰極內(nèi)襯上表面俯視圖4:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽陰極內(nèi)襯與儲鋁槽立面斷面圖5:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽陰極內(nèi)襯與陽極碳塊立面斷面圖6;節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽陰極內(nèi)襯與陽極碳塊側(cè)視斷面圖7:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽儲鋁槽主視圖8:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽儲鋁槽側(cè)視斷面圖9:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽儲鋁槽斷面與截流裝置示意圖10:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽儲鋁槽斷面與加熱裝置示意圖11:節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽打殼下料裝置與槽控箱電路控制系
統(tǒng)原理圖。
其中圖中序號所示
l陰極大母線2陰極內(nèi)襯、3陰極碳塊、4陰極鋼棒、5搗固糊、6側(cè) 部炭塊、7防滲漏料層、8保溫層、9電解槽鋼殼、10陽極大母線、11陽 極碳塊導(dǎo)電裝置、12鋁搗桿、13小合卡具、14陽極鋼爪、15陽極碳塊、 16氧化鋁料、17電解質(zhì)、18鋁液、19石墨炭硼化鈦涂層、20主干導(dǎo)流槽、 21分支導(dǎo)流槽、22導(dǎo)流聚沉槽、23盛鋁池、24導(dǎo)流孔、25流通孔、26 檢修觀察孔、27儲鋁槽、28、保溫蓋板、29鋁液截流裝置、30截流棒、 31連接卡具、32提升機(jī)構(gòu)、33提升壓放電機(jī)、34閉合截止棒、35鋁液加 熱裝置、36加熱電極、37加熱導(dǎo)電桿、38導(dǎo)電卡具、39加熱裝置提升機(jī) 構(gòu)、40打殼下料裝置、41打殼汽缸、42打擊錘頭、43絕緣導(dǎo)電連桿、44 傳感器、45互感器、46、打殼汽缸控制回路、47下料箱控制回路、48電 磁換向閥、49下料箱、50槽控箱系統(tǒng)、51系統(tǒng)回路、52陰極加熱分流 器、53分流導(dǎo)線、54分流開關(guān)、55加熱陰極鋼棒56上部提升桁架梁、 57耐火塞料，
具體實施例方式
如圖l、圖2、圖3、所示，節(jié)能型低電壓設(shè)置電解陰極內(nèi)襯的砌筑， 在鋼殼體9內(nèi)，保溫層8、防滲漏料層7之上構(gòu)筑有陰極內(nèi)襯2，陰極內(nèi)襯 2由陰極碳塊3、陰極鋼棒4、搗固糊5、側(cè)部炭6砌筑而成，陰極內(nèi)襯2 上表面搗打有一層石墨炭硼化鈦涂層19，陰極內(nèi)襯2靠出鋁端側(cè)端部，構(gòu) 造有儲鋁槽27，陰極內(nèi)襯2側(cè)端部和儲鋁槽27之間構(gòu)造有導(dǎo)流聚沉槽22，。
如圖3、圖4、圖5、圖6所示，在陰極內(nèi)襯上部2沿長度方向中心 線位置構(gòu)造有主干鋁液導(dǎo)流槽20和鋁液分支導(dǎo)流槽21，主千鋁液導(dǎo)流槽 20的底部由電解槽的一端向帶有鋁液儲鋁槽27的一端傾斜，鋁液分支導(dǎo) 流槽21設(shè)置在主干導(dǎo)流槽20的兩側(cè)，兩塊相鄰的陰極碳塊3之間中縫的 搗固糊5上，與主干導(dǎo)流槽20成垂直分布，每個分支導(dǎo)流槽21的底部由 側(cè)部碳塊6向主干導(dǎo)流槽由高向低的傾斜，如圖3、圖4、圖5、圖6所示， 致使電解生成的鋁液能沿著鋁液分支導(dǎo)流槽21和主干導(dǎo)流槽20由高向 低、經(jīng)過導(dǎo)流聚沉槽22和儲鋁槽上的導(dǎo)流孔24、流通孔25順利的流到儲 鋁槽27盛鋁池23中。
如圖3、圖7、圖8、圖9所示，節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽，在鋼殼
體(9)內(nèi)，陰極內(nèi)襯2側(cè)端部靠出鋁端側(cè)構(gòu)造有儲鋁槽27，儲鋁槽27上 設(shè)置有盛鋁池23、導(dǎo)流孔24、流通孔25、檢修觀察孔26，儲鋁槽27盛鋁 池23上可設(shè)有鋁液保溫蓋板28。流通孔25在進(jìn)行鋁液18流通時，流通 孔25的內(nèi)上部設(shè)有截流棒39，流通孔25在做為備用時，可固定插入鋁液 閉合截止棒34。導(dǎo)流孔24的上端沿低于電解槽內(nèi)的鋁液18層水平高度， 以防止電解質(zhì)17流入盛鋁池23。檢修觀察孔26為儲鋁槽27的檢修工藝 孔，平時不用時，應(yīng)用耐火塞料57堵死。
如圖1、圖3、圖4所示，節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽，在陰極內(nèi)襯2 的側(cè)端部陰極炭塊3和儲鋁槽27之間構(gòu)造有導(dǎo)流聚沉槽22，導(dǎo)流聚沉槽 22長度方向與陰極鋼棒4相平行布置，底面應(yīng)低于陰極內(nèi)襯2的上表面和 儲鋁槽27上導(dǎo)流孔24的下端，如圖3所示，致使由分支導(dǎo)流槽21和主干 導(dǎo)流槽20流過的產(chǎn)成鋁液，先經(jīng)過導(dǎo)流聚沉槽22，在上部氧化鋁16電解 質(zhì)17結(jié)殼保溫層的下，先經(jīng)過聚合、沉淀、均質(zhì)后經(jīng)過導(dǎo)流孔24流入盛 鋁池23中，以起到凈化鋁液18，穩(wěn)定電解槽工藝參數(shù)的作用。
如圖2、圖5、圖6所示，節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽，陰極內(nèi)襯2的 構(gòu)造為陰極炭塊3的上表面為整體為水平式設(shè)置，致使陽極碳塊1的下表 面與所對應(yīng)的陰極炭塊3的上表面垂直投影相互重合，水平投影相互平行； 構(gòu)造陰極2內(nèi)襯的陰極炭塊3和陰極鋼棒4采用左右分開對稱式構(gòu)造，主 干導(dǎo)流槽20的底部無陰極炭塊3和陰極鋼棒4，主干導(dǎo)流槽20底部，既 左右分開對稱的陰極炭塊3的中縫處，采用搗固糊5搗固砌筑而成，主干 導(dǎo)流槽20和分支導(dǎo)流槽21的斷面是梯形、U形或凹形。
如圖l、圖9、所示節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽，在儲鋁槽27上流通孔
25的上部設(shè)置有鋁液截流裝置29，該裝置29，由截流棒30、陽極導(dǎo)電連 接卡具31、提升壓放機(jī)構(gòu)32所構(gòu)成。電解槽內(nèi)的產(chǎn)成鋁液18增多或減少， 需根據(jù)電解槽的工藝狀況進(jìn)行調(diào)整，加大或減少產(chǎn)成鋁液18的排出量；鋁 液18排出量的多少，用截流棒30的與流通孔25的穿插深度，調(diào)節(jié)導(dǎo)流孔 24與流通孔25之間的垂直交叉的閉合截面的大小來實現(xiàn)。當(dāng)需加大產(chǎn)成 鋁掖18的排出量時，靠提升壓放機(jī)構(gòu)32，抬高截流棒30的高度，減少截 流棒30與流通孔25的穿插深度，增大導(dǎo)流孔24與流通孔25之間的垂直 交叉的閉合截面，加大電解槽內(nèi)的產(chǎn)成鋁液18的排出量；當(dāng)需減少產(chǎn)成鋁 的排出量時，靠提升壓放機(jī)構(gòu)32，壓低截流棒30的高度，增加截流棒30 的與流通孔25的穿插深度，縮少導(dǎo)流孔24與流通孔25之間的垂直交叉的 閉合截面，減少電解槽內(nèi)的產(chǎn)成鋁液18的排出量。為防止截流棒30的表 面冷凝粘結(jié)鋁液18，影響其密封或調(diào)節(jié)性能，截流棒30可通過陽極導(dǎo)電 連接卡具31與陽極大母線10連接，利用電解槽生產(chǎn)用電流對其加熱，以 消除截流棒30粘結(jié)冷凝鋁的負(fù)面影響。提升壓放機(jī)構(gòu)32，可提升電動機(jī) 33執(zhí)行動作，電動機(jī)33和電解槽槽控箱50的控制系統(tǒng)相連接，以實現(xiàn)自 動化控制。
如圖l、圖IO所示節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽，在儲鋁槽27內(nèi)盛鋁池23 的上部設(shè)置有鋁液加熱裝置35，鋁液加熱裝置35由陽極加熱電極36、加熱 鋁導(dǎo)電桿37、導(dǎo)電卡具38、加熱裝置提升機(jī)構(gòu)39構(gòu)造而成。當(dāng)電解槽內(nèi)的 產(chǎn)成鋁掖18流入到盛鋁池23后，時間久后其溫度會有所降低，為防止鋁液 18的冷凝，不利于產(chǎn)成鋁液18經(jīng)過吸鋁管的負(fù)壓吸出，特在盛鋁池23的上 部設(shè)置有鋁液加熱裝置35，如圖10所示。鋁液18加熱時，加熱鋁導(dǎo)桿37與
陽極大母線10相連接，利用陽極加熱電極36與鋁液18接觸時產(chǎn)生的電阻熱 進(jìn)行加熱，此時，鋁液為陰極；為加大電流通量，增加電流密度，可安裝52 陰極加熱分流器52，利用陰極大母線l的短路電流，對鋁液18進(jìn)行加熱。陰 極加熱分流器52由分流導(dǎo)線53、分流開關(guān)54、加熱陰極鋼棒55所構(gòu)成，加 熱陰極鋼棒55可預(yù)先砌筑在儲鋁槽27墻體內(nèi)盛鋁池23的底部，需用時接通 分流開關(guān)54;也可用碳素材料做成鋁液插入式，放入盛鋁槽通電即可。
如圖1、圖11所示節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽的打殼下料裝置40、由 打殼汽缸41、打擊綞頭42、導(dǎo)電連桿43、傳感器44、互感器45、打殼汽 缸控制回路46、電磁換向閥47、電解氧化鋁下料箱控制回路48、、氧化鋁 下料箱49、和電解槽打殼下料裝置槽控箱系統(tǒng)50構(gòu)成。當(dāng)打擊錘頭42下 降，接觸到電解質(zhì)17表面后，由導(dǎo)電連桿43、傳感器44即刻把電解質(zhì)17 上的電壓電流訊號，經(jīng)過電解槽槽控箱50的互感器45轉(zhuǎn)換成控制信號， 經(jīng)過電磁換向閥48，控制打殼汽缸41的活塞下行程，使打殼錘頭42在完 成擊穿氧化鋁16電解質(zhì)17結(jié)殼動作后即刻返回。如圖11所示
節(jié)能型低電壓設(shè)置電解槽，在槽控箱系統(tǒng)設(shè)置有能夠根據(jù)打殼下料 裝置40上設(shè)置的打擊錘頭42下降，接觸到電解質(zhì)17表面后，由導(dǎo)電連桿 43、傳感器44所傳輸?shù)碾妷弘娏餍盘?，?jīng)過互感器45處理轉(zhuǎn)變成能夠經(jīng) -過電磁換向閥48，控制打殼汽缸41活塞下行程，和氧化鋁定額下料箱開 關(guān)閉合的控制系統(tǒng)和功能；有能夠根據(jù)電解槽內(nèi)的工藝狀況訊號控制鋁液 截流裝置29上的截流棒30與儲鋁槽27上的導(dǎo)流孔24的閉合大小，實現(xiàn) 控制電解槽內(nèi)鋁液18層水平高低，流出產(chǎn)成鋁量多少的控制系統(tǒng)和功能。
權(quán)利要求
1、一種節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽結(jié)構(gòu)主要由陰極大母線(1)、電解槽鋼殼體(9)、保溫防滲漏層(7、8)、側(cè)部碳塊(6)、儲鋁槽(27)以及由陰極碳塊(3)、陰極鋼棒(4)組合用搗固糊(5)砌筑的陰極內(nèi)襯(2)所構(gòu)造成的電解槽的下部陰極結(jié)構(gòu)部分，和由陽極大母線(10)、陽極碳塊(15)、鋁導(dǎo)桿組(12)、打殼下料裝置(40)、鋁液截流裝置(29)、以及上部提升桁架梁(56)所構(gòu)造成的上部陽極結(jié)構(gòu)部分，和槽控箱系統(tǒng)(50)部分等組成，其特征是在電解槽鋼殼體(9)內(nèi)靠出鋁端部，構(gòu)造有能夠調(diào)節(jié)控制鋁液(18)流量帶有鋁液截流裝置(29)的儲鋁槽(27)，并在陰極內(nèi)襯(2)的上部，設(shè)置有與主干導(dǎo)流槽(20)相通的分支導(dǎo)流槽(21)，致使電解槽內(nèi)產(chǎn)成的鋁液(18)能夠沿著陰極內(nèi)襯上(2)的分支導(dǎo)流槽(21)和主干導(dǎo)流槽(20)，在鋁液截流裝置(20)的調(diào)節(jié)控制下流入到儲鋁槽(24)的盛鋁池(23)中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是 在鋼殼體內(nèi)(9)靠出鋁端側(cè)，構(gòu)造有儲鋁槽(27)，陰極內(nèi)襯(2)側(cè)端 部和儲鋁槽(27)之間構(gòu)造有鋁液導(dǎo)流聚沉槽(22)，導(dǎo)流聚沉槽(22) 長度方向與陰極鋼棒(4)相平行布置，底面低于陰極內(nèi)襯(2)的上表面 和儲鋁槽(27)上導(dǎo)流孔(24)的下端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是 在陰極內(nèi)襯(2)上部沿長度方向中心線位置，構(gòu)造有鋁液主干導(dǎo)流槽(20) 和鋁液分支導(dǎo)流槽(21)，主干鋁液導(dǎo)流槽(20)的底部，由電解槽的一端 向帶有鋁液儲鋁槽(27)的一端傾斜，鋁液分支導(dǎo)流槽(21)設(shè)置在主干 導(dǎo)流槽(20)的兩側(cè)，兩塊相鄰的陰極碳塊(3)之間中縫的搗固糊(5)上，與主干導(dǎo)流槽(20)成垂直分布，每個分支導(dǎo)流槽(21)的底部由側(cè) 邊部處向主干導(dǎo)流槽方向由高向低傾斜。
4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是儲 鋁槽(27)上設(shè)置有盛鋁池(23)、導(dǎo)流孔(24)、流通孔(25)、檢修觀 察孔(26)，儲鋁槽(27)盛鋁池(23)上可設(shè)有鋁液保溫蓋板(28)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是 陰極內(nèi)襯(2)的構(gòu)造是陰極炭塊(3)的上表面為總體水平式設(shè)置，陽極 碳塊(15)的下表面與所對應(yīng)的陰極炭塊(3)的上表面垂直投影相互重疊， 水平投影相互平行；主干導(dǎo)流槽(20)的底部無陰極炭塊(3)和陰極鋼棒(4)，構(gòu)筑陰極內(nèi)襯(2)的陰極炭塊(3)和陰極鋼棒(4)采用左右分開 對稱式，中縫處采用搗固糊(5)搗固砌筑而成，主干導(dǎo)流槽(20)和分支 導(dǎo)流槽(21)的斷面可以是梯形、U形或凹形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是 儲鋁槽(27)上流通孔(25)的上部，設(shè)置有鋁液截流裝置(29)，該裝置(29)，由截流棒(30)、陽極導(dǎo)電連接卡具(31)、提升壓放機(jī)構(gòu)(32)所 構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是 儲鋁槽(27)內(nèi)盛鋁池(23)的上部設(shè)置有鋁液加熱裝置(35)，鋁液加熱 裝置(35)由陽極加熱電極(36)、加熱鋁導(dǎo)電桿(37)、導(dǎo)電卡具(38)、 加熱裝置提升機(jī)構(gòu)(39)構(gòu)造而成。
8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是打 殼下料裝置(40)由打殼汽缸(41)、打擊錘頭(42)、導(dǎo)電連桿(43)、傳感器(44)、互感器(45)、打殼汽缸控制回路(46)、電磁換向閥(47)、 電解氧化鋁下料箱控制回路(48)、氧化鋁下料箱(49)、和電解槽打殼下 料裝置槽控箱系統(tǒng)(50)構(gòu)成，
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽，其特征是 槽控箱系統(tǒng)設(shè)置(50)有能夠根據(jù)打殼下料裝置(40)上的打擊錘頭(42) 下降，接觸到電解質(zhì)(17)表面后，獲得的電壓電流信號，轉(zhuǎn)變成控制信 號，控制打殼汽缸(41)活塞行程，和氧化鋁定額下料箱開關(guān)閉合的控制 系統(tǒng)和功能；有能夠有根據(jù)電解槽內(nèi)的工藝狀況訊號，控制鋁液截流裝置(290上的截流調(diào)整棒(30)與儲鋁槽27上的導(dǎo)流孔(24)的閉合大小， 實現(xiàn)控制電解槽內(nèi)鋁液(18)層水平高低，流出產(chǎn)成鋁量多少的控制系統(tǒng) 和功能。
10、依據(jù)上述技術(shù)方案節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽打殼下料裝置(40)， 當(dāng)打擊錘頭(42)下降，接觸到電解質(zhì)(17)表面后，由導(dǎo)電連桿(43)、 傳感器(44)即刻把電解質(zhì)(17)上的電壓電流訊號，經(jīng)過電解槽槽控箱 (50)的互感器(45)轉(zhuǎn)換成控制信號，經(jīng)過電磁換向閥(48)，控制打殼 汽缸(410的活塞下行程，使打殼錘頭(420在完成擊穿氧化鋁(16)電解 質(zhì)(17)結(jié)殼動作后即刻返回。
全文摘要
節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽在槽結(jié)構(gòu)上設(shè)置了可調(diào)節(jié)電解槽內(nèi)產(chǎn)成鋁液層界面高低，能夠控制鋁液流量的截流裝置，和能對盛鋁池內(nèi)鋁液實施電極加熱的鋁液儲流槽，可使電解槽內(nèi)的產(chǎn)成鋁液沿著導(dǎo)流槽，在鋁液截流裝置的控制下，通過導(dǎo)流孔流入到產(chǎn)成鋁液盛鋁池中，解決了現(xiàn)通用電解槽內(nèi)產(chǎn)成鋁液不能連續(xù)即時排出、不能夠人為的調(diào)節(jié)控制的問題；為電解槽產(chǎn)成鋁液在電解工況條件下能即時排出，消除鋁液層產(chǎn)生的磁場及磁旋流對電解質(zhì)高度既高極距高電壓設(shè)定的負(fù)面影響，為實現(xiàn)電解槽在低極距低電壓工況條件下，降低電解鋁的生產(chǎn)電耗，提供了一種切實可行的節(jié)能型低電壓設(shè)定鋁電解槽設(shè)計方案，可使槽電壓的設(shè)定低于3.75mV。
文檔編號C25C3/00GK101348922SQ20081013440
公開日2009年1月21日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者偉 高, 高德金 申請人:高德金;高 偉