[实用新型]一种热管以及基于热管的导流式铝电解槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及有色冶金领域，尤其涉及有色冶金设备中用于传递热量的热管以及基于热管的导流式铝电解槽。

背景技术

霍尔-埃鲁特电解炼铝法自1888年诞生以来，一直是工业上大规模炼铝的唯一方法。一百多年来，围绕铝电解槽的提高电流效率和降低能耗，人们已进行了不懈的努力，使电流效率由最初的60%左右提高到了96%的目前最好水平，直流电耗则由41900kWh/t-Al降至12900kWh/t-Al，铝电解槽寿命也达到了5年以上。在现有技术装备条件下，如果铝电解工艺和设备没有根本性改变，这些指标差不多均已达到极限。因此，如何进一步提高效率、降低能耗，仍是当代铝业科技工作者所面临的重要课题。1986年澳大利亚的科玛尔克（Comalco）研究群体提出了导流型阴极概念，为铝电解槽节能提供了一个新的方向，该导流型阴极概念的基本思想是：使阴极底掌下基本不存铝液，即没有目前由于铝液面的波动而不得不采用较高极距的问题，从而可大幅度降低极距，使电解过程得以在较低的极间压降或较高的电流密度状态下进行；配合合适的阴极涂层技术和保温设计，达到将能耗降至10000kWh/t-Al以下的目标。

自此之后国际上相继出现了许多有关导流式铝电解槽的技术方案，如中国专利ZL200410023392.X公开的一种导流式硼化钛涂层阴极铝电解槽，中国专利ZL01248353.2公开的泄流式TiB2－石墨复合材料阴极铝电解槽，美国专利US2003/0201169A1、US2002/0166775A1和US6436273B1等公开的相关技术，以上技术方案的基本思想与澳大利亚的科玛尔克（Comalco）研究群体提出的导流型阴极概念相似：即阴极碳块具有一定的坡度与电解槽侧壁形成有聚铝沟，聚铝沟中铝液定时抽走，这样可以降低铝液波动，从而减少极距，节省电能消耗。但是这种导流式铝电解槽仍存在以下问题：1、由于极距的降低，必然造成铝电解槽所产生的热量减少，从而造成冷槽或铝电解槽抗热扰动弱，影响铝电解的正常生产；2、导流式铝电解槽不能改变电解槽散热损失大、严重恶化铝电解车间的生产环境的缺陷；3、由于导流式铝电解槽的槽体侧部温度要远远高于槽体底部温度，因此造成了槽体热应力比较大，而对于像阴极开设聚铝沟的导流式铝电解槽，其对热应力更为敏感，必然造成导流型电解槽寿命比较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、便于将铝电解槽侧壁处的热量传递到槽底的热管，以及可降低铝电解槽侧部散热损失、提高铝电解槽热量利用率、使用寿命长的基于热管的导流式铝电解槽。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种热管，包括管壳、吸液芯和密封端盖，所述管壳呈L形，所述吸液芯覆设于管壳的内壁上，所述密封端盖装设于管壳的两端并形成封闭管腔，所述密封管腔内装有工作液体。

所述管壳为钢管。

一种基于热管的导流式铝电解槽，包括槽体，所述槽体外侧设有保温砖层，槽体于侧壁内侧设有侧部碳块，槽体于槽底内侧设有耐火砖层，所述耐火砖层上方设有阴极碳块，所述阴极碳块中部设有中央聚铝沟，所述阴极碳块两侧通过捣固糊与侧部碳块连接，所述捣固糊与阴极碳块的连接处设有周边聚铝沟，所述槽体内设有可将侧壁处的热量传递到槽底的上述的热管。

所述热管一边竖直设置于保温砖层与侧部碳块之间，另一边水平设置于保温砖层与耐火砖层之间。

所述保温砖层外侧包覆有微孔硅酸钙板。

所述耐火砖层与阴极碳块之间设有耐火防渗层。

所述捣固糊与侧部碳块下方设有耐火混凝土层。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：