[实用新型]一种铝电解槽用整体成形侧部收边装置

说明书

技术领域

本实用新型属于铝电解技术领域，涉及一种铝电解槽用整体成形侧部收边装置。

背景技术

在生产运行中提高铝电解装备技术水平，是实现铝电解生产节能、降耗、减排的关键。现有铝电解槽在生产运行中，阳极覆盖料层的成分是不同粒度大小的电解质颗粒和氧化铝颗粒的混合物料，覆盖料层主要起保温和防止阳极表面氧化的作用，覆盖料主要靠天车添加和人工砌筑而成。

现今的电解生产环节中，换极几乎成为每台电解槽每天所必须的操作工序，而从换极准备开始，到添加覆盖料位置，需时约30min。在换极过程中，存在这样一些步骤，如：准备换旧极前将阳极表面的松动覆盖料铲出、天车松动板结的覆盖层、取出阳极、在新极上添加覆盖料等，这些步骤中产生大量的粉尘，劣化操作环境。

同时，电解槽生产运行愈加要求精细化管理，在阳极覆盖料的添加上，各厂相应规范了覆盖料组分的配比、粒径的要求、覆盖厚度等。然而，更多的人工的参与使实际执行过程难以做到指标量化的监测与落实，每个工段、每个区的各电解槽的显现特征难以标准化。

另外，随着生产的运行与阳极的不断消耗，不同位置处的热条件也发生着改变，而现有的阳极覆盖方式较难做到对阳极覆盖的调整。

由于电解质的强腐蚀性，现有的一些保温覆盖装置会受到其影响而难以保证较长的寿命周期。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用于生产运行中的降低铝电解槽能耗、替换传统散状覆盖料的侧部收边装置，以克服现有技术的不足。

本实用新型的技术方案是这样的：

一种铝电解槽用整体成形侧部收边装置，包括电解槽内炉帮上设置的矩形砖，矩形砖上设有侧部收边装置；侧部收边装置位于电解槽炉壳与电解槽内阳极之间，侧部收边装置与矩形砖贴合；侧部收边装置为整体成形，包括工作层、保温层、耐热钢筋和钢架结构；其中保温层填充在工作层中，耐热钢筋置于工作层及保温层内部或仅在工作层内部，钢架结构与耐热钢筋连接；耐热钢筋在侧部收边装置内部，形成立体网状结构；钢架结构采用不锈钢材料。

工作层为中空无顶凹槽结构，工作层的厚度≥40mm。

保温层填充于工作层的凹槽空间，保温层材料为导热系数≤0.2W/(m.℃)、密度密度≤250kg/m3的轻质定型材料及无定形材料中的一种或两种的复合材料。

钢架结构由安装在电解槽炉壳槽沿的扣件和耐热钢筋连接两部分组成；钢架结构沿电解槽槽壳槽沿固定侧部收边装置。

多个侧部收边装置共同组成电解槽内沿槽沿的完整结构；相邻侧部收边装置间存在缝隙，使用耐火纤维绳进行填充密封。

紧贴保温层设有一层薄钢板将保温层固定在工作层的中空凹槽内；薄钢板与耐热钢筋焊接；或是钢架结构压紧薄钢板，耐热钢筋过透薄钢板，再将钢架结构与耐热钢筋焊接；或是钢架结构压紧薄钢板，与耐热钢筋焊接的预埋螺栓或螺杆穿过薄钢板和钢架结构后利用螺纹联结。

薄钢板厚度≤2mm。

本实用新型侧部收边装置由四部分构成：第一部分为高温、高强、耐磨、耐电解气氛腐蚀的耐火材料外部工作层，耐火材料为氧化铝含量大于40％的无钢纤维耐火材料、电解产生的电解质、碳素材料(如：电解槽废弃阴极等)中的一种，或者其中任何两种或者三种的复合材料，工作层的厚度≥40mm；第二部分为保温性能良好的轻质保温层，其材料为轻质定型材料(如：硅酸钙板等)及无定形(如：膨胀珍珠岩等)材料中的一种或两种的复合材料；第三部分为加强侧部收边装置整体性能而增设耐热钢筋网，单根耐热钢筋的最高使用温度≥500℃，直径≥4mm；第四部分为与安装在电解槽炉壳上的扣件连接的钢架结构。

为优化制造工艺，本实用新型还对外部工作层的拔模斜度及耐热钢筋网的配置做了优化设置，其中拔模斜度均≥3°，钢筋间距≥50mm。

本实用新型的原理及技术效果：

电解槽内气氛及电解质具有强腐蚀性，当它们与侧部收边装置接触时，容易造成外部工作层的腐蚀破坏，降低侧部收边装置的使用寿命。电解槽的保温性能是其能耗水平的一个重要指标，因此，侧部收边装置的使用也要保证其保温性能不得低于传统覆盖料的保温性能。另外，电解槽内的阳极及其产品铝液，接触空气时容易发生氧化，因此侧部收边装置也要起到密封隔绝空气的作用。在电解的阳极的整个寿命周期内，随着运行时间的增加，阳极不断消耗，阳极逐渐向下移动，要求侧部收边装置可灵活调节其高度，而不影响电解槽内其它保温层与阳极的同步运动。