[发明专利]一种铝电解用打壳锤头及打壳装置

说明书

本发明涉及一种铝电解用打壳锤头及打壳装置，该打壳锤头包括本体，所述本体表面设有多条依次相互平行分布的凹槽；所述凹槽的宽度、凹槽的深度、相邻凹槽的两条相邻顶边之间的距离分别为1‑500μm，所述凹槽的爬升角不大于90°；所述凹槽的宽度与相邻凹槽的两条相邻顶边之间的距离之比大于0.2。本发明的铝电解用打壳锤头，适用性强，突破传统设计思路，通过微米级凹槽的设置及对形状和尺寸的选用，实现熔融电解质在打壳锤头表面的润湿状态为Cassie润湿态，显著降低熔融电解质在打壳锤头表面的滑动接触角和接触角滞后，进一步提升了熔融电解质在打壳锤头表面的滑动性能，使得熔融电解质能快速从锤头表面滑落，实现自清洁。

技术领域

本发明涉及一种铝电解用打壳锤头及打壳装置，属于冶金设备领域。

背景技术

当前，铝电解行业普遍采用自动化中间点式下料，下料前需要用打壳锤头击穿坚硬的电解质壳形成下料孔。在击打过程中，锤头会深入熔融电解质中而沾上电解质，频繁的打壳操作后锤头上粘附的电解质会越来越多而形成电解质“粘包”。电解质“粘包”对铝电解槽的电解生产过程有严重的影响，其主要影响有：1.较大的“粘包”粘附在锤头上，打壳时增大了锤头的受力面积，使得壳面难以打开，氧化铝粉末无法进入电解质中，引发壳面积料现象，从而频繁引发铝电解槽效应，增加电能消耗；2.带有“粘包”的大锤头打击槽壳后会使下料口增大，导致大量氧化铝流向槽内，热量散失大，同时导致周围的阳极炭块严重氧化等不利现象，严重影响铝电解槽的稳定运行。

针对上面描述的电解质“粘包”现象，目前已经采用或提出的解决方法主要如下：

1.较大的电解质“粘包”不利于电解生产，于是工人们经常用工具敲掉“粘包”。人工敲打电解质“粘包”的过程非常费力，工人劳动强度大，同时会对打壳气缸造成一定损伤，降低了打壳气缸的的使用寿命，而且增大了粘包掉入电解质中产生沉淀结壳的风险。

2.精确控制锤头的打击深度，防止锤头进入电解质过深而粘附电解质。中国实用新型专利CN203440467U公开了一种防电解质粘连的打壳锤头装置，该装置能够有效的控制打壳锤头进入电解质的深度，但增加了不少附属机构，加大了工厂的投入，且不易实现。事实上，电解质熔盐处于波动当中，很难准确控制打壳锤头使其不深入电解质中。

3.通过附加的机械装置清理锤头上的“粘包”。中国实用新型专利CN205934050U公开了一种打壳锤头自清洁装置，通过装置中的刀片切掉锤头上粘附的多余电解质，理论上可以将电解质清理干净，但附加的装置较大，难以安装，较大的设备还会干扰下料，同时增加了投入。

4.改变打壳方式，无接触打壳。中国发明专利CN107502921A公开了一种激光打壳装置，该方法实现了零接触打壳，完全解决了电解质“粘包”问题，但该方法使用的激光装置较复杂，难以在电解槽上实现，且激光发生器昂贵，投入较大。

5.改变锤头材料，制作不粘电解质的打壳锤头。中国发明专利CN107099820A公开了一种不粘电解质的打壳锤头，使用不粘电解质的炭素或碳化硅材料来制作锤头，一定程度上解决了电解质“粘包”问题，但该锤头强度有限或高温氧化，使用寿命受到影响。

综上所述，当前提出的解决方法总会有这样或那样的问题，使得现行工业铝电解槽普遍仍在使用传统的铁质打壳锤头，电解质“粘包”问题仍然存在，给铝电解槽的稳定运行进行带来了极大的困扰。因此，工业上迫切的需要找到一种安装使用方便、成本低、结构简单的解决方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝电解用打壳锤头及打壳装置，以有效解决电解质“粘包”问题，降低工人劳动强度，保证铝电解槽的稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：