[发明专利]一种预焙阳极铝电解槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用霍尔-埃鲁熔盐电解法生产铝的设备—铝电解槽，尤其涉及一种400kA级以上的预焙阳极铝电解槽。

背景技术

自1886年美国Hall与法国Heroult发明冰晶石—氧化铝熔体电解法制取铝以来，世界上铝工业生产，到目前为止，一直沿用该法。电解法生产铝的关键设备是电解槽，电解槽从诞生到现在，先后经历了小型预焙阳极电解槽、侧部导电连续自焙阳极电解槽(HSS)、上部导电连续自焙阳极电解槽(VSS)、边部加工大容量预焙阳极电解槽(SWPB)、中间线下料预焙阳极电解槽(CWPB)和目前的中间点式下料预焙阳极电解槽(PFPB)。

随着铝电解工业的迅速发展，大容量预焙阳极铝电解槽开发取得了一系列成果，大容量预焙阳极铝电解槽已经成为铝电解工业的主体槽型。现在的预焙阳极铝电解槽主要由上部结构和阴极结构组成。上部结构主要包括：阳极碳块组、阳极母线、大梁及门型立柱、阳极提升机构、打壳下料装置、槽密闭排风系统和打壳装置等。阴极结构主要是由槽壳、内衬和阴极母线组成。

现有预焙阳极铝电解槽主要存在以下不足：

(1)电解槽的阳极电流密度偏低：现有电解槽的阳极电流密度一般都在0.8A/cm²以下。

(2)电解槽槽壳散热能力欠佳，阴极电压过高：现有电解槽的槽壳与摇篮架之间，有的采用焊接连接，有的采用接触连接，大部分槽壳没有焊接散热片，即使焊接了散热片，也没有进行优化设计，因此阴极槽壳的散热能力欠佳，对于高阳极密度的电解槽来说，不利于侧部炉帮的形成，影响槽寿命。

(3)电解槽的密闭排烟系统存在一定缺陷，抽烟不均匀：电解槽的集气结构设计分段不合理，电解槽内各部分的抽气不均匀，罩板之间缝隙过大，使整个系统的集气效率不高。

(4)电解槽的端部散热能力不足，槽壳温度过高：现有电解槽的端部结构采用围板加筋板结构，整个端部看上去像个蜂窝，这种结构非常不利于散热，使得此处的槽壳温度过高，导致槽壳变形，影响槽寿命。

发明内容

本发明提供就是为了解决上述技术问题而提供一种预焙阳极铝电解槽，目的是为了提高提升机构的同步性、散热性、减少沿程损失、增强排烟的均匀性、提高电解槽的阳极电流密度。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种预焙阳极铝电解槽，它包括上部结构、阴极结构和阴极母线三大部分，上部结构包括大梁及门型立柱、阳极炭块组、阳极大母线、阳极提升机构、打壳下料系统、密闭排烟系统；阴极结构包括槽壳和内衬；其中阳极提升机构采用滚珠丝杠加三角板结构；密闭排烟系统为下烟道分段密闭排烟系统；阴极炭块为石墨化宽阴极炭块结构；槽壳为焊接式摇篮槽壳结构，阴极母线为非对称阴极母线。

所述的大梁由两个腹扳梁构成主承力框架，腹扳梁的两端由2-6根立柱支撑。

所述的大梁之间打壳下料系统，打壳下料系统有5～8个氧化铝料箱和1～2个氟化盐料箱，并配有相应的打壳下料机构，料箱内装有0.9～1.8kg的定容下料装置，下料点位于电解槽的纵向中心线位置，沿电解槽的纵向均匀分布。

所述的料箱与大梁做成一体，直接利用大梁的腹板作为料箱的一个侧面。

所述的门型立柱坐落在电解槽的两个端头。

所述的阳极碳块组采用双阳极，双阳极组数为24～48组，阳极炭块组由阳极炭块，钢爪、阳极导杆及爆炸焊块组成，每个阳极炭块的阳极钢爪数为3～4个。

所述的阳极碳块组采用单阳极，单阳极组数为48～96组，阳极炭块组由阳极炭块，钢爪、阳极导杆及爆炸焊块组成，每个阳极炭块的阳极钢爪数为3～4个。

所述的阳极炭块的尺寸为长1500～2000mm，宽660～700mm，高550～650mm。

所述的阳极大母线共4根，分布在大梁的两侧，每侧两根通过软带束连接，大梁两侧的阳极大母线通过平衡母线连接。

所述的滚珠丝杠加三角板结构为全槽8个吊点，每侧4个吊点，每根阳极大母线有2个吊点，采用一套驱动装置，驱动装置和减速机安装在电解槽的一端大梁顶沿以上。

所述的密闭排烟系统的排烟管道设置在水平罩板下和大梁中，排烟管道沿电解槽纵向分成1～8个独立的烟道管，每个烟道管负责一个区域的烟气收集。

所述的排烟管道为分段式密闭排烟管道。

所述的密闭排烟系统由侧部大面弧形罩板，端部罩板、小面转轴式门型罩板和水平罩板构成。

所述的槽壳为摇篮式船形槽壳，它是由用薄钢板做成的矩形槽壳和沿纵向分布的摇篮架构成的。