[发明专利]一种自动调节容量的铝电解槽料箱及其智能下料方法

说明书

本发明公开了一种自动调节容量的铝电解槽料箱及其智能下料方法，所述料箱的内腔设有容积动态调节器，所述容积动态调节器具有占用料箱内腔部分容积的弹性中空腔体，该弹性中空腔体通过管路与压力介质连接，所述容积动态调节器的弹性中空腔体通过充入压力介质产生变形调节料箱的内部容积。本发明采用的铝电解槽料箱能够实现电解铝过程中的智能下料，使得电解槽在工作时槽内氧化铝浓度空间均匀性好、热平衡波动小、效应系数低、综合能耗低，提高了电解铝生产的效率。此外，本发明不需要对料箱的其他部分与打壳系统进行改动，对传统铝电解槽的料箱改动小、投资小，经济效益显著。

技术领域

本发明属于铝电解技术领域，具体涉及一种自动调节容量的铝电解槽料箱及其智能下料方法。

背景技术

传统霍尔-埃鲁特法(Hall-Héroult)铝电解工艺中，氧化铝和炭素阳极为仅有的消耗性原材料，其中又以氧化铝更为关键，直接关系电解过程的物料平衡与电解槽稳定性。常规电解过程中，氧化铝通过料箱添加到电解槽内的熔融电解质中，经过烧结、扩散与溶解后，在阳极界面参与电化学反应，最终被还原成为液态金属铝。

在现代点式下料器出现以前，电解槽的下料为一个纯人工过程，即电解工在每天在固定时间段进行数次加料操作，每次加料量达50-100kg。很明显，此种下料对电解槽的稳定生产破坏很大，故现早已淘汰。之后出现的点式下料系统由槽上料箱和点式下料器组成，通过计算机对下料器的电磁阀的控制，每次向电解槽添加1-3kg的氧化铝，并采用间歇的下料模式，时间间隔有计算机通过对全槽电压和系列电流的计算确定。该套下料系统与计算机控制系统的配置，让中小型电解槽(<240kA)在浓度的控制上获得了较为显著的产业化成绩。

当前，我国电解槽的大型化趋势十分明显，主流槽型基本在400kA和500kA级别，新型的600kA技术也日臻成熟。在如此规模的大型或超大型铝电解槽上，一般基本应用6-10个下料器，然而现行多下料器的设计中，均采取多个下料点同时动作或者分成两组相继进行动作，每个下料器的大小和下料量是完全一样的，即把氧化铝在电解质中的浓度当作均匀分布进行对待。如此设计和布置可让上部结构更为简单，但也出现另外一个严重的问题，即由于电解槽容量增大(等于长度的增加)，电解槽内氧化铝浓度的分布问题和区域性差异已日趋严重，现行下料器的配置已经不能完全满足大型铝电解槽对于物料浓度的控制要求，特别是对于区域浓度偏差来说完全没有适应性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现行铝电解槽所采用的下料器无法解决超大型铝电解槽氧化铝浓度的均匀性的问题，提供一种自动调节容量的铝电解槽料箱及其智能下料方法，在不对电解槽控制系统和上部结构进行大的改动情况下，优化氧化铝浓度的分布。

本发明采用如下技术方案实现：

一种自动调节容量的铝电解槽料箱，所述料箱2的内腔设有容积动态调节器1，所述容积动态调节器1具有占用料箱2内腔部分容积的弹性中空腔体，该弹性中空腔体通过管路3与压力介质连接，所述容积动态调节器1的弹性中空腔体通过充入压力介质产生变形调节料箱2的内部容积。

进一步的，所述容积动态调节器1的弹性中空腔体紧贴料箱2的内壁呈环状设置。

进一步的，所述容积动态调节器1的弹性中空腔体采用具备弹性的耐磨橡胶壁包围，其厚度为2-5mm。

具体的，冲入容积动态调节器1的弹性中空腔体的压力介质为压力液体或压缩空气。

在本发明的一种自动调节容量的铝电解槽料箱中，所述管路3上设有控制压力介质进入容积动态调节器1的控制阀4。

进一步的，所述控制阀4为电动控制阀，其控制模块与铝电解槽的阳极电流检测系统6通信连接。

本发明还公开了一种上述铝电解槽料箱所使用的智能下料方法，所述料箱2内部装满氧化铝，并执行料箱内腔氧化铝全部添加的下料方式；