[实用新型]节能型低电压设定铝电解槽有效

专利信息
申请号: 200820127503.5 申请日: 2008-07-22
公开(公告)号: CN201261808Y 公开(公告)日: 2009-06-24
发明(设计)人: 高德金;高伟 申请(专利权)人: 高德金
主分类号: C25C3/08 分类号: C25C3/08
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 531400广西壮族自*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 节能型 电压 设定 电解槽
【说明书】:

技术领域:

节能型低电压设定铝电解槽是主要应用于电解铝工业生产的一种新型的预焙阳极铝电解槽结构。

背景技术:

铝电解槽是用于电解铝生产的装备,它的主要功能是在低压大电流的作用下,使氧化铝产生热电化学反应,生成电解铝液。

现通用的铝电解槽,由阴极槽结构和阳极结构两大部分组成。电解槽阴极槽结构主要是在铝电解槽阴极钢壳体中,在构筑保温层和防渗漏料层上,用捣固糊将阴极碳块和阴极钢棒砌筑成阴极内衬,再在阴极内衬周边砌筑上侧部碳块,构筑而成的电熔池部分,它的作用是提供一个能传导强大电流,使氧化铝生成电解铝的阴极熔池。

上部阳极结构主要由门式支架桁梁、阳极母线提升装置,阳极导电装置,打壳下料机构、集气烟罩和排烟管等部分组成。其中导电装置由阳极钢爪、铝导杆和阳极炭块等部件组成,它的作用时将阳极母线的电流传导到阳极碳块的下表面,让阳极炭块参加铝电解的热电化学反应。

现通用的铝电解槽从结构设计、操作工艺、控制方式和电解槽工艺参数的设定都存在很多缺陷,主要是电解槽的槽电压的的设定较高平均在4.1V左右,致使电解铝的电耗的吨铝直流电耗约在13500KWh左右,电耗较高。

造成现通用的铝电解槽电压设定较高的主要因素是在铝电解过程中,由于电解生成的产成铝液的比重大于电解质的比重向下沉淀,依附在电解槽阴极内衬上表面和电解质即液态氧化铝下表面之间,形成一层产成铝液层,由于现在的电解槽的出铝采用的是间隔时点吸铝方式,在一定的时间断内,电解槽内的产成铝液层的高度随着电解时间的增长不断增高,这层铝液层在磁场的作用下,会产生较大的磁旋流层,这种铝液磁旋流层的急剧的流动和震荡的负面影响也逐渐加大,为了消除铝液层作为电磁旋流层的负面影响,是通过设定高极距,用增加电压降办法,来稳定电解工艺。

通常每增加10mm厚度的极距,电解槽的工艺电压降就会增加350mV左右,致使每吨铝多耗电1000kwh左右。同时,电解过程中产成的铝液,由于在槽内工况状态下,能产生二次氧化反应,致使电解铝的产量下降,损耗增加。

为消除现通用的铝电解槽,因现有的间隔时点式吸铝工艺,所造成的在电解槽结构和工艺设计方面的缺陷,降低电耗,增加电解铝的产能,国内外电解铝行业提出了将电解槽熔池底面既阴极碳块内衬上表面,由水平式设计改为带有一定坡度的倾斜式设计,或在水平式阴极碳块内衬上表面开设上铝液导流槽的设计方案,意图将电解槽中的生成的铝液即时连续的排出的电解槽,采用降低铝液层,实现降低极距电压,达到降低电解铝生产工艺电耗的设计方案,但由于产成铝液的即时排出的电解槽结构的设计问题,电解操作工艺、电解槽控制方法等多方面技术问题难以解决,一直停留在理论探讨和试验室试验阶段,从未加以实施。

为了解决现通用的铝电解槽高极距设定槽电压设定过高问题,为解决电解槽产成铝液在电解工况条件下能即时排出现有技术所存在的槽结构的设计问题,电解操作工艺操作问题、电解槽控制方法等多方面技术问题,实现电解铝的低极距,低电压的设定,降低电解铝的生产电耗,我们特研发了一种节能型低电压设定铝电解槽设计方案。

发明内容:

节能型低电压设定铝电解槽结构主要由阴极大母线、电解槽钢壳体、保温防渗漏层、侧部碳块、储铝槽以及由阴极碳块、阴极钢棒组合用捣固糊砌筑的阴极内衬所构造成的电解槽的下部阴极结构部分,和由阳极大母线、阳极碳块、铝导杆组、打壳下料装置、铝液截流装置、以及上部提升桁架梁所构造成的上部阳极结构部分,和槽控箱系统部分等组成,其特征是:在电解槽钢壳体内靠出铝端部,构造有能够调节控制铝液流量带有铝液截流装置的储铝槽,并在阴极内衬的上部,设置有与主干导流槽相通的分支导流槽,致使电解槽内产成的铝液能够沿着阴极内衬上的分支导流槽和主干导流槽,在铝液截流装置的调节控制下流入到储铝槽的盛铝池中。

依据上述技术方案节能型低电压设定铝电解槽,在钢壳体内靠出铝端侧,构造有储铝槽,阴极内衬侧端部和储铝槽之间构造有铝液导流聚沉槽,导聚沉槽长度方向与阴极钢棒相平行布置,底面低于阴极内衬的上表面和储铝槽上导流孔的下端。

依据上述技术方案节能型低电压设定铝电解槽,在阴极内衬上部沿长度方向中心线位置,构造有铝液主干导流槽和铝液分支导流槽,主干铝液导流槽的底部,由电解槽的一端向带有铝液储铝槽的一端倾斜,铝液分支导流槽设置在主干导流槽的两侧,两块相邻的阴极碳块之间中缝的捣固糊上,与主干导流槽成垂直分布,每个分支导流槽的底部由侧边部处向主干导流槽方向由高向低倾斜。

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