專利名稱：連續(xù)供應(yīng)鋁氧粉(氧化鋁)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與向電解槽內(nèi)連續(xù)供應(yīng)鋁氧粉(氧化鋁)或其它固體物料的方法和設(shè)備有關(guān)，在電解槽內(nèi)鋁氧粉轉(zhuǎn)化為鋁。
在電解鋁氧粉時(shí)，將固體的鋁氧粉溶于含有熔融的電解質(zhì)如冰晶石的槽或容器中，并希望電解質(zhì)中鋁氧粉的濃度保持在預(yù)先確定的范圍內(nèi)。在目前電解鋁氧粉的通用方法中，將鋁氧粉以預(yù)先確定大小的劑量連續(xù)供給在電解質(zhì)硬殼上打開的一個(gè)或幾個(gè)孔內(nèi)，從而在需要時(shí)可以供給定量的鋁氧粉。由于鋁氧粉的電解是連續(xù)進(jìn)行，因而希望可以連續(xù)取代在電解過程中所消耗的鋁氧粉，以便保持電解質(zhì)中鋁氧粉的最佳濃度。但是，最佳的操作條件是這樣，在電解質(zhì)的表面上電解質(zhì)的硬殼不斷再生，因而很難向熔融電解質(zhì)的硬殼下連續(xù)供給鋁氧粉。由于這個(gè)原因，已知的鋁氧粉供料方法包括使用硬殼破碎器，破碎器周期性操作打破電解質(zhì)硬殼，在硬殼中形成孔，通過孔可以供給固體的鋁氧粉。硬殼破碎器的工作是必要的，硬殼破碎機(jī)構(gòu)，如氣動(dòng)操作的軸，在軸的自由端帶有適當(dāng)?shù)蔫徸訖C(jī)構(gòu)(以下稱為插棒)，將在插棒形成的孔中來回運(yùn)動(dòng)。
在一個(gè)已知的供料程序中，使用兩個(gè)分離的氣動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)操作硬殼破碎機(jī)構(gòu)，另一個(gè)操作鋁氧粉供料系統(tǒng)，在這個(gè)程序中，操作硬殼破碎機(jī)構(gòu)的機(jī)械在電解質(zhì)硬殼中形成孔之后，有可能縮回硬殼破碎機(jī)構(gòu)，從而可以操作進(jìn)料系統(tǒng)在硬殼破碎機(jī)構(gòu)形成的孔內(nèi)放入鋁氧粉料。
在另一程序中，使用單個(gè)的氣動(dòng)系統(tǒng)來操作硬殼破碎機(jī)構(gòu)，從貯槽將鋁氧粉排出是與硬殼破碎機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)進(jìn)行。在這個(gè)程序中，鋁氧粉料是這樣釋放的，當(dāng)硬殼破碎機(jī)構(gòu)穿過硬殼時(shí)鋁氧粉不能進(jìn)入孔中，直到破碎機(jī)構(gòu)縮回時(shí)鋁氧粉才能進(jìn)入到孔內(nèi)。這個(gè)程序有只使用一個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，很清楚，當(dāng)硬殼破碎機(jī)構(gòu)縮回時(shí)并不是所有的鋁氧粉都能立刻通過孔進(jìn)入到電解質(zhì)中。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供能連續(xù)添加鋁氧粉到電解質(zhì)內(nèi)的設(shè)備。
本發(fā)明的進(jìn)料設(shè)備帶有硬殼破碎機(jī)構(gòu)。可以采用任何已知的或其它的適宜的硬殼破碎機(jī)構(gòu)。硬殼破碎機(jī)構(gòu)可以是氣動(dòng)操作的。硬索破碎機(jī)構(gòu)可以包括帶有切割刀刃安裝在可往復(fù)的插棒軸上的插棒。
進(jìn)料設(shè)備還至少包含一個(gè)粉碎得很細(xì)的鋁氧粉貯槽，由料斗或類似容器組成。進(jìn)料設(shè)備可以帶有其它的貯槽，以便將其它的添加劑加到電解槽中，如氟化鋁、氟化鈣，破碎的電解質(zhì)，純堿，冰晶石。其它貯槽可與下面描述的鋁氧粉加料相類似的方式將它們貯存的物料加入電解槽。
每個(gè)貯槽都適于按照需要排放預(yù)定數(shù)量的貯存物料供給電解槽。貯槽內(nèi)物料的計(jì)量和排放機(jī)構(gòu)可以是任何已知的或其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。
本發(fā)明與從鋁氧粉的供料室供應(yīng)鋁氧粉有關(guān)，預(yù)定數(shù)量的鋁氧粉從鋁氧粉貯槽加到該供料室內(nèi)。
因此本發(fā)明提供供應(yīng)鋁氧粉到鋁氧粉電解槽的設(shè)備，包括一個(gè)鋁氧粉貯槽，它適合按照需要釋放鋁氧粉，通過由破殼破碎機(jī)構(gòu)在電解質(zhì)硬殼中形成的孔進(jìn)入到電解質(zhì)中，設(shè)備的特征是鋁氧粉貯槽與鋁氧粉供料室的入口孔相連，供料室有底板，從底板向上的內(nèi)側(cè)和外側(cè)壁構(gòu)成入口孔;與底板相隔一定距離在室的各側(cè)壁之間橫向延伸的透氣板，在室的入口下面形成壓力通風(fēng)室，氣體可通過氣體入口引入到壓力通風(fēng)室內(nèi)，透氣板允許流過足夠量的氣體以使鋁氧粉流態(tài)化，但不允許鋁氧粉進(jìn)入壓力通風(fēng)室;至少一個(gè)放料管通過底板和橫向板延伸到供料室下面的出口，在使用中出口位于由插棒在電解質(zhì)硬殼中形成的孔上面，而導(dǎo)管的另一端為入口位于橫向板的上面，有一定的距離;蓋帽元件位于放料管入口的上面，但伸展到入口之下。
本發(fā)明也公開供給鋁氧粉的方法，適合從貯槽周期供給預(yù)定數(shù)量的鋁氧粉，其特征是將預(yù)定數(shù)量的鋁氧粉供料給供料室，通過鋁氧粉下面的透氣板注入氣體使供料室內(nèi)鋁氧粉流態(tài)化，流態(tài)化的鋁氧粉從供料室流過放料管。
作為本發(fā)明特征的鋁氧粉供料室部分由底板和與它聯(lián)接的內(nèi)外側(cè)壁構(gòu)成，側(cè)壁從底板向供料室的上部延伸，在那里它們可相互配合構(gòu)成入口孔，鋁氧粉從鋁氧粉貯槽通過入口也進(jìn)入供料室。
供料室也包括在內(nèi)外側(cè)壁之間的橫向透氣板。透氣板最好相對(duì)水平面有些傾斜，其理由見下面的討論。
橫向板位于底板和室入口之間，與底板相隔一定距離，以便形成具有底板和側(cè)壁的壓力通風(fēng)室，氣體，最好是空氣，以可控制的方式引入壓力通風(fēng)室。裝設(shè)氣體入口使氣體能進(jìn)入壓力通風(fēng)室。
制作橫向板所用的透氣材料可為任何適于這種用途的材料。該材料必須能流過足夠量的氣體以使鋁氧粉流態(tài)化，但同時(shí)不能讓鋁氧粉進(jìn)入壓力通風(fēng)室。這材料應(yīng)適合承受使用的溫度。一種適宜的材料是多孔的或網(wǎng)狀的不銹鋼板。
至少有一個(gè)放料管通過供料室的底板和橫向透氣板延伸到供料室下面的出口。在使用中放料管出口是這樣定位以便使鋁氧粉能直接進(jìn)入由插棒在電解質(zhì)硬殼中形成的孔內(nèi)。放料管的另一端是入口，位于橫向板的上面，有一定的距離。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括蓋帽元件，它位于放料管入口的上面，并伸展到入口面之下。蓋帽元件和入口的間距是這樣，當(dāng)鋁氧粉進(jìn)入或裝滿入口上面的供料室時(shí)，能防止鋁氧粉從供料室到放料管的重力流動(dòng)。蓋帽元件最好有懸垂的外圍，外圍的下緣延伸到導(dǎo)管入口面之下。
鋁氧粉供料室可以是使用時(shí)位于插棒軸一側(cè)的分開的容器，在這個(gè)實(shí)施方案中，上述的供料室內(nèi)外側(cè)壁可形成該室連續(xù)的圓周狀外壁。供料室的另一形式是環(huán)狀，與插棒軸同軸設(shè)置。供料室有一個(gè)或幾個(gè)放料管。
在使用時(shí)，先操作本發(fā)明的鋁氧粉供料室，從鋁氧粉貯槽供給預(yù)定數(shù)量的鋁氧粉。然后氣體最好是空氣通過氣體入口進(jìn)入壓力能風(fēng)室，進(jìn)入的氣體通過透氣的橫向板使鋁氧粉流態(tài)化，促使它流動(dòng)通過蓋帽元件進(jìn)入放料管入口并通過放料管。
通過控制通入氣體的壓力，通入的時(shí)間周期和連續(xù)注入期之間的時(shí)間間隔來控制氣體的注入。通過控制注入氣體的這些參數(shù)，也就控制了供給供料室鋁氧粉預(yù)定的頻率和數(shù)量，就能使放料管內(nèi)鋁氧粉的流動(dòng)保持要求的連續(xù)性。最好是每隔一定時(shí)間間隔注入氣體提供流化脈沖。脈沖長(zhǎng)度和脈沖之間的時(shí)間可根據(jù)需要改變。例如可以維持鋁氧粉從放料出口以某一速度連續(xù)流出，這速度是按照在下一批預(yù)定數(shù)量的鋁氧粉從貯槽釋放出來之前，供料室內(nèi)鋁氧粉的供料而計(jì)算的。根據(jù)鋁氧粉從貯槽釋放的頻率可以改變供料室放料出口的流速。當(dāng)插棒在電解質(zhì)硬殼上打孔或使孔暢通的時(shí)候，可暫時(shí)停止鋁氧粉從放料出口流出。
通入壓力通風(fēng)室的氣體壓力可為5KPa數(shù)量級(jí)，但可根據(jù)透氣板的透氣性，板上鋁氧粉的高度和進(jìn)入供料室的鋁氧粉的顆粒大小進(jìn)行改變。最好在一定的壓力和氣體流速下將氣體通入壓力通風(fēng)室以避免鋁氧粉的過度流態(tài)化?？衫萌魏芜m宜的機(jī)構(gòu)將氣體通入壓力通風(fēng)室，例如可用電磁控制閥為氣體壓力的入口閥以便控制此閥門的開和閉。另外也可用電磁控制打開氣體入口閥;以對(duì)抗使閥關(guān)閉的彈簧或其它機(jī)構(gòu)所施加的機(jī)械壓力。
為便于更清楚地了解本發(fā)明，現(xiàn)在參考


一個(gè)最優(yōu)實(shí)施方案。應(yīng)理解這個(gè)實(shí)施方案僅作為示例給出，本發(fā)明并不局限于該方案。
該圖示意地顯示與插棒軸1和硬殼破碎插棒2同軸安裝的最優(yōu)鋁氧粉環(huán)形供料室。供料室由內(nèi)壁2、外壁4和底板5構(gòu)成。外壁4的上部向內(nèi)朝內(nèi)壁3收縮形成供料室的入口，來自貯槽(未示出)的鋁氧粉可通過該入口進(jìn)入供料室，如果需要可通過傾斜板6轉(zhuǎn)換流向。蓋帽元件7防止進(jìn)入的鋁氧粉直接進(jìn)入放料管8。蓋帽元件7的懸垂外圍9進(jìn)一步防止進(jìn)入的鋁氧粉的正常堆積可能進(jìn)入放料管8的入口。
透氣板10與供料室的側(cè)壁3、4的下面部分及底板5形成壓力通風(fēng)室11。注入的氣體通過管12以可控的方式進(jìn)入壓力通風(fēng)室，使已進(jìn)入供料室上部的鋁氧粉流態(tài)化，于是流態(tài)化的物料在蓋帽7的下面流入放料管8通過其出口13流出。出口13正對(duì)著由插棒12所形成的電解質(zhì)硬殼上的孔。
透氣板10最好如圖示相對(duì)水平面有些傾斜。當(dāng)加壓氣體通過壓力通風(fēng)室11時(shí)，板10上面的鋁氧粉流態(tài)化，而鋁氧粉料中可能存在的較重的雜質(zhì)沉降到板10的下部，可以周期性地清除出去。在透氣板下部任何雜質(zhì)的積累都會(huì)阻塞氣體的流動(dòng)而使氣體勢(shì)能減至最小，這也有利于防止雜質(zhì)被夾帶進(jìn)入放料管。
本發(fā)明可以延長(zhǎng)進(jìn)入電解質(zhì)的鋁氧粉測(cè)量負(fù)荷的通過時(shí)間，因而相當(dāng)大量的物料能以可調(diào)的流速和基本上連續(xù)的方式進(jìn)入電解質(zhì)。鋁氧粉大量負(fù)荷的使用減小分配設(shè)備的磨損，并有可能提高負(fù)荷測(cè)量精度。
權(quán)利要求
1.將鋁氧粉供給鋁氧粉電解槽的設(shè)備，包括鋁氧粉貯槽，該槽適合按照需要釋放鋁氧粉，通過由硬殼粉碎機(jī)構(gòu)在電解質(zhì)硬殼中形成的孔進(jìn)入到電解質(zhì)中，其特征在于鋁氧粉的貯槽與鋁氧粉供應(yīng)室的入口孔相連，供料室有底板。從底板向上的內(nèi)側(cè)和外側(cè)壁構(gòu)成入口孔；與底板相隔一定距離在室的各側(cè)壁之間橫向延伸透氣板，在室的入口下面構(gòu)成壓力通風(fēng)室，氣體可通過氣體入口引入到壓力通風(fēng)室內(nèi)，透風(fēng)板允許流過足夠的氣體以使鋁氧粉流態(tài)化，但不允許鋁氧粉進(jìn)入到壓力通風(fēng)室內(nèi)；至少一個(gè)放料管通過底板和橫向板延伸到供料室下面的出口，在使用中出口位于由插棒在電解質(zhì)硬殼中形成的孔上面，而導(dǎo)管的另一端，入口位于橫向板的上面，有一定的距離；蓋帽元件位于放料管入口的上面，但伸展到入口之下。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是供料室的形狀基本上是環(huán)形的，并與插棒的軸同心設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征是透氣的橫向板時(shí)水平面傾斜。
4.從貯槽供給鋁氧粉的方法，適合周期供給預(yù)定數(shù)量鋁氧粉，其特征是將預(yù)定數(shù)量鋁氧粉供料給供料室，通過鋁氧粉下面的透氣板注入氣體使供料室內(nèi)鋁氧粉流態(tài)化，流態(tài)化的鋁氧粉從供料室流過放料管。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是氣體的壓力，注入的時(shí)間周期，間斷時(shí)間都按照供料到供料室的預(yù)先確定的鋁氧粉數(shù)量和頻率進(jìn)行控制，以維持放料管流出的鋁氧粉流體所需的連續(xù)性。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征是注入到壓力通風(fēng)室的氣體，其壓力和氣體流量應(yīng)避免鋁氧粉的過度流態(tài)化。
全文摘要
供應(yīng)鋁氧粉到電解槽的設(shè)備包括一供料室，在供料室內(nèi)從鋁氧粉下面透氣的壁(10)注入氣體，將從貯槽周期送來的鋁氧粉流態(tài)化，然后鋁氧粉流經(jīng)放料管(8)到電解質(zhì)硬殼上形成的孔內(nèi)。流態(tài)化的鋁氧粉向上流動(dòng)，通過蓋帽(7)到達(dá)放料管(8)的入口，蓋帽防止非流態(tài)化的鋁氧粉進(jìn)入到入口。還公開了使用這樣的設(shè)備構(gòu)成的裝置供應(yīng)鋁氧粉的方法。
文檔編號(hào)C25C3/06GK1060506SQ9110960
公開日1992年4月22日 申請(qǐng)日期1991年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月5日
發(fā)明者J·P·基桑 申請(qǐng)人:波特蘭冶煉事業(yè)有限公司