專利名稱：設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽是一種新型的鋁電解槽主要應用于電解鋁的生產(chǎn)和鋁電解槽設備的設計制造安裝。技術(shù)背景現(xiàn)通用的鋁電解槽主要由陽極導電裝置和鋁電解槽陰極熔池內(nèi)襯兩大部分構(gòu)造而成。鋁電解槽陰極熔池內(nèi)襯是在鋁電解槽鋼殼體內(nèi)，底部用陰極碳塊和陰極鋼棒組和搗固糊砌筑在保溫層上部，環(huán)周為側(cè)部爐墻的，能夠承載熔融電解質(zhì)和鋁液進行電解的凹型陰極熔池內(nèi)襯導電結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)通用的鋁電解槽在進行電解時，鋁電解槽陽極導電裝置的陽極碳塊的底平面坐落在電解質(zhì)上，將陽極電流傳導給熔融電解質(zhì)，進行分解氧化鋁的熱電化學反應。在進行電解后，氧化鋁中的鋁元素生成金屬鋁鋁液，由于比重(即密度)大于電解質(zhì)溶液，電解生成的金屬鋁液則沉降與熔融電解質(zhì)下部的鋁電解槽熔池內(nèi)的用陰極碳塊砌筑的陰極內(nèi)襯上， 鋁液層的上表面實際為熔融電解質(zhì)層所覆蓋?，F(xiàn)通用的鋁電解槽結(jié)構(gòu)作為其生產(chǎn)電解鋁的技術(shù)裝備，對電解工藝主要存在下列缺陷由于鋁電解槽內(nèi)的熔融電解質(zhì)液為冰晶石氟化鹽物質(zhì)，在電解工況狀態(tài)下，對金屬的腐蝕性極強，無法用靈敏度加高的金屬傳感器在電解工況狀態(tài)下連續(xù)測試電解質(zhì)的物理化學變量參數(shù)。以便對鋁電解槽生產(chǎn)工藝實施在線連續(xù)精確的調(diào)整控制。由于鋁電解槽內(nèi)的熔融電解質(zhì)液比重即密度小于其底部的鋁液層的密度，是以液態(tài)流體物質(zhì)的方式全面覆蓋在鋁液層之上。在電解進行到一段時間，需從電解熔池內(nèi)吸取鋁液，在出鋁時，出鋁抬包的吸鋁管，要先插入和經(jīng)過電解質(zhì)溶液層，才能進行吸鋁作業(yè)。此時電解質(zhì)溶液不僅能夠?qū)饘傥X管道造成熔蝕性損耗，造成吸鋁管的使用壽命減少，污染電解質(zhì)，而且由于電解質(zhì)結(jié)晶點較高，經(jīng)常粘附在出鋁管上，造成出鋁管堵塞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決現(xiàn)通用的鋁電解槽內(nèi)熔融電解質(zhì)對金屬測試傳感器進行熔蝕燒損嚴重，無法連續(xù)采集槽內(nèi)電解質(zhì)液工藝參數(shù)理化數(shù)據(jù)信息，進而對鋁電解槽實施連續(xù)在線精確調(diào)整控制的缺陷的問題，基于現(xiàn)通用的鋁電解槽熔電解質(zhì)層在鋁電解槽熔池陰極內(nèi)襯上全部懸浮覆蓋在鋁液層之上，電解槽內(nèi)生成鋁液層上部與電解質(zhì)液層下部接觸界面為大面積熔融導電結(jié)合的特點，為了獲取鋁電解槽內(nèi)在電解工況狀態(tài)下連續(xù)測試電解質(zhì)的物理化學變量參數(shù)的信息，提出了把鋁液作為測試電解質(zhì)的導體，用測試傳感器測試電解槽熔池內(nèi)金屬鋁液的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)信息，用于反應電解質(zhì)的工藝參數(shù)理化數(shù)據(jù)信息， 實施對電解槽進行連續(xù)在線精確調(diào)整控制的技術(shù)方案。同時為解決電解槽在出鋁時，電解質(zhì)對出鋁抬包的吸鋁管的熔蝕燒損和堵塞問題，同時為解決電解槽在出鋁時，電解質(zhì)對出鋁抬包的吸鋁管的熔蝕燒損和堵塞問題，提出了避開電解質(zhì)熔液層，將出鋁抬包的吸鋁管直接插入到鋁液層實施吸出電解槽熔池內(nèi)鋁液的技術(shù)方案。上述兩個技術(shù)方案的實施的關(guān)鍵問題是如何在鋁電解的生產(chǎn)過程中將鋁電解槽內(nèi)的電解質(zhì)液層和鋁液層分開，為此本發(fā)明提供了一種新型的鋁電解槽結(jié)構(gòu)設計方案，即設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽。設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的技術(shù)方案是；為了在電解工況狀態(tài)下，將鋁電解槽陰極內(nèi)襯熔池內(nèi)的鋁液和電解質(zhì)分開，以便用試傳感器連插入到鋁液分離孔池的鋁液中采集電解槽陰極內(nèi)襯熔池內(nèi)的鋁液層的理化數(shù)據(jù)變量信息，或?qū)⑽X管直接插入到鋁液分離孔池的鋁液中，直接進行吸鋁出鋁作業(yè)，避免電解質(zhì)對出鋁抬包吸鋁管的負面缺陷的影響的技術(shù)方案的實施，在鋁電解槽槽結(jié)構(gòu)上，設置構(gòu)造有鋁液能與電解質(zhì)相隔離開的鋁液分離孔池，依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池與電解槽陰極內(nèi)襯熔池之間設置有隔墻，隔墻底部設置有孔道，致使電解槽陰極內(nèi)襯熔池內(nèi)的鋁液與鋁液孔池中的鋁液相通，隔墻上部能將鋁液層上部的電解質(zhì)液層隔離開，防止熔融電解質(zhì)液流入到鋁液分離孔池中。依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池與電解陰極內(nèi)襯熔池之間的隔墻底部的通孔上部水平高度低于電解槽陰極內(nèi)襯熔池內(nèi)依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池構(gòu)造安裝在鋁電解槽端部的側(cè)部爐墻上。依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池先預制在碳塊上，再將帶有分離鋁孔池的碳塊砌筑在鋁電解槽端部的側(cè)部爐墻內(nèi)側(cè)。依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池可用耐火保溫材料構(gòu)造在鋁電解槽側(cè)部爐墻鋼殼體的外側(cè)，其側(cè)部爐墻可作為隔墻。依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池上部設置有保溫蓋板。依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池內(nèi)部鋁液層中插入鋁電解槽測試裝置的測試傳感器，以實現(xiàn)對鋁液的連續(xù)測試。依據(jù)上述技術(shù)方案設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池內(nèi)插入出鋁抬包的吸鋁管，可直接進行出鋁作業(yè)。在鋁電解槽上設置上鋁液分離孔池，具有以下優(yōu)點，鋁電解槽的測試裝置的測試傳感器，可以避免電解質(zhì)對金屬傳感器的電化學侵蝕，把鋁液作為測試對象對鋁電解槽的連續(xù)在線監(jiān)測，以便獲取反應鋁電解槽的工況信息，實施對鋁電解槽的精確調(diào)整控制，低電解鋁的電耗。同時還可以出鋁抬包的吸鋁管直接插入到鋁液分離孔池內(nèi)的鋁液中進行出鋁作業(yè)，免電解質(zhì)對出鋁抬包吸鋁管的燒損和粘附堵塞造成的消耗。


本發(fā)明設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽技術(shù)方案和特征參照實施例和附圖說明則更加明了。圖1 設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽實施例1的端部立面剖視圖。圖2 為圖1的俯視截面圖。圖3 設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽實施例2的端部立面剖視圖圖4 為圖3的側(cè)視截面圖。圖5 設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽實施4的端部立面剖視圖圖6 為圖5的俯視截面圖。其圖中所示1陽極碳塊、2電解質(zhì)、3鋁液、4陰極內(nèi)襯、5隔墻、6側(cè)部碳塊、7保溫層、8槽殼體、9鋁液分離孔池、10鋁液流通孔、11支撐凸臺、12測試傳感器或吸鋁管、13側(cè)部爐墻、14保溫蓋板、15搗固糊具體實施方式
本發(fā)明設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽結(jié)構(gòu)設計和實施的目的是對現(xiàn)通用的鋁電解槽結(jié)構(gòu)的上進行改進，在鋁電解槽陰極槽結(jié)構(gòu)上，構(gòu)造砌筑上能夠?qū)㈦娊獠蹆?nèi)的鋁液和電解質(zhì)分開的裝置結(jié)構(gòu)，以便，避開電解質(zhì)對測試傳感器的侵蝕環(huán)境影響，在鋁電解槽陰極內(nèi)襯熔池上，將電解質(zhì)和鋁液分開，構(gòu)造一個無電解質(zhì)侵蝕因素影響， 只有導體鋁液的區(qū)域環(huán)境，即在電解槽上設置構(gòu)造上鋁液能與電解質(zhì)相隔離開的鋁液分離孔池(9)，以便用金屬測試傳感器(1 連續(xù)長期的對鋁液實施數(shù)據(jù)傳感監(jiān)測，同時改變出鋁作業(yè)方式。其具體實施方案是在鋁電解槽槽殼體⑶內(nèi)，爐底保溫層(7)以上，由陰極碳塊鋼棒組砌筑的鋁電解槽陰極內(nèi)襯(4)完成后，選擇在鋁電解槽的一端，(如果是用于測試鋁液的則選擇在靠近槽控箱的一端，如果是用于出鋁則選擇在出鋁端)，在其端部的側(cè)部爐墻(13)內(nèi)構(gòu)造上鋁液分離孔池(9)。實施例1 如圖1、圖2所示，利用鋁電解槽預備砌筑在側(cè)部爐墻(13)的側(cè)部碳塊 (6)，將其加寬加厚，在加寬加厚的側(cè)部碳塊(6)上，預先按設計形狀和尺寸，加工出上下垂直陰極平面的孔洞作為鋁液分離孔池(9)，在側(cè)部碳塊(6)的底部再加工出平行于陰極平面的鋁液流通孔(10)，然后把加工好的側(cè)部碳塊(6)用搗固糊料(1 砌筑在鋁電解槽端部側(cè)部爐墻(13)內(nèi)側(cè)即可。此時側(cè)部碳塊(6)靠近電解陰極內(nèi)襯⑷熔池的內(nèi)上部為鋁液 ⑶與電解質(zhì)O)的分離隔墻(5)。實施例2 如圖3、圖4所示，利用鋁電解槽預備砌筑在側(cè)部爐墻(13)的側(cè)部碳塊 (6)，將其加寬加厚，在加寬加厚的側(cè)部碳塊(6)上，預先按設計形狀和尺寸，加工出上下垂直陰極平面的孔洞作為鋁液分離孔池(9)，然后把加工好的側(cè)部碳塊(6)用搗固糊料(15) 砌筑在鋁電解槽端部內(nèi)側(cè)部的，陰極內(nèi)襯的支撐凸臺(11)上即可，此時側(cè)部碳塊(6)靠近電解陰極內(nèi)襯⑷熔池的內(nèi)上部分為鋁液⑶與電解質(zhì)⑵的分離隔墻(5)，其側(cè)部碳塊 (6)的底部與陰極內(nèi)襯⑷上部支撐凸臺(11)左右空隙間，為鋁液流通孔道(10)。實施例3 利用耐高溫、抗電解質(zhì)侵蝕的耐火材料如碳素搗固糊料和氮化硅結(jié)合碳塊硅定型磚等材料，按設計圖紙要求，在電解槽的端部采用砌筑電解質(zhì)( 與鋁液(3)隔墻(5)的方法也可。砌筑時，側(cè)部爐墻(13)上構(gòu)造出鋁液分離孔池(9)和鋁液流通孔(10) 即可。實施例4:。如圖5、圖6所示。利用耐火高溫抗電解質(zhì)侵蝕的耐火材料如碳素搗固糊料(15)和定型磚，按設計圖紙要求，將鋁液分離孔池(9)構(gòu)造在鋁電解槽側(cè)部爐墻
(13)鋼殼體(8)的外部的鋼結(jié)構(gòu)殼體內(nèi)也可，用電解槽的側(cè)部爐墻(13)可作為隔墻(5)。 隔墻(5)內(nèi)下部設置有防滲漏耐熱管道(10)，能使電解槽內(nèi)的鋁液(3)，流入到設置在電解槽鋼殼體(8)外部的鋼結(jié)構(gòu)殼體內(nèi)的用耐火材料砌筑成的鋁液分離孔池(9)中設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其鋁液C3)和電解質(zhì)( 之間的隔墻( 底部的鋁液通流孔(10)上頂端的高度，一定要低于陰極內(nèi)襯⑷熔池內(nèi)鋁液(3)層在出鋁工序完成后鋁液C3)層的最低高度，以防止電解質(zhì)( 流入到鋁液分離孔池(9)中。為防止鋁液(3)的熱散失，鋁電解槽的鋁液分離孔池(9)上部設置有保溫蓋板
(14)。設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池(9)內(nèi)部鋁液(3)層中插入鋁電解槽測試裝置的測試傳感器(12)，以實現(xiàn)對鋁液的連續(xù)測試。設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽的鋁液分離孔池(9)內(nèi)部鋁液(3)層中插入出鋁抬包的吸鋁管(12)，可直接進行出鋁作業(yè)。
權(quán)利要求1.設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽槽結(jié)構(gòu)由槽鋼殼體、保溫層、側(cè)部爐墻、和陰極內(nèi)襯構(gòu)筑而成，其技術(shù)特征是；在鋁電解槽槽結(jié)構(gòu)上，設置構(gòu)造有能致使鋁液與電解質(zhì)相隔離開的鋁液分離孔池。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其特征是鋁液分離孔池與電解槽陰極內(nèi)襯熔池之間設置有隔墻，隔墻底部設置有鋁液流通孔道，致使電解槽陰極內(nèi)襯熔池內(nèi)的鋁液與鋁液孔池中的鋁液相通，隔墻上部能將鋁液層上部的電解質(zhì)液層隔離開，防止熔融電解質(zhì)液流入到鋁液分離孔池中。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其特征是鋁液分離孔池與電解陰極內(nèi)襯熔池之間的隔墻底部的鋁液流通孔道上部水平高度低于電解槽陰極內(nèi)襯熔池內(nèi)鋁液層的高度。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其特征是鋁液分離孔池構(gòu)造安裝在鋁電解槽端部的側(cè)部爐墻上。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其特征是鋁液分離孔池先預制在側(cè)部爐墻的側(cè)部碳塊上，再將帶有鋁液分離鋁孔池的側(cè)部碳塊砌筑在鋁電解槽端部的側(cè)部爐墻內(nèi)側(cè)。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其特征是鋁液分離孔池可用耐火保溫材料構(gòu)造在鋁電解槽側(cè)部爐墻鋼殼體的外側(cè)，其側(cè)部爐墻可作為隔墻。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽，其特征是鋁液分離孔池上部設置有保溫蓋板。
專利摘要設置有鋁液分離孔池的鋁電解槽是一種新型的鋁電解槽，主要應用于電解鋁的生產(chǎn)和鋁電解槽設備的制造與安裝。在鋁電解槽上設置上鋁液分離孔池，在電解工況狀態(tài)下，將鋁電解槽熔池內(nèi)的鋁液和電解質(zhì)分開，以便用傳感器插入到鋁液中，采集熔池內(nèi)的鋁液層的理化數(shù)據(jù)變量信息，或?qū)⑽X管直接插入到鋁液分離孔池的鋁液中，直接進行吸鋁出鋁作業(yè)。以避免電解質(zhì)對金屬傳感器的電化學侵蝕，把鋁液作為測試對象對鋁電解槽的連續(xù)在線監(jiān)測，實施對鋁電解槽的精確調(diào)整控制，降低電解鋁的生產(chǎn)電耗。同時還可以出鋁抬包的吸鋁管直接插入到鋁液分離孔池內(nèi)的鋁液中進行出鋁作業(yè)，避免電解質(zhì)對出鋁抬包吸鋁管的燒損和粘附堵塞造成的消耗。
文檔編號C25C3/08GK201962372SQ20102066525
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者高偉, 高德金 申請人:高德金