一種遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構的製作方法

2023-04-27 15:19:51

專利名稱：一種遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構，屬於鋁電解技術領域。
背景技術：
電解槽是鋁電解生產的核心設備，其主要用途是提供條件利用"冰晶石_氧化鋁 熔鹽電解法"煉鋁的容器設備。在生產中，由於水平電流和電磁場作用而使金屬鋁液發生運 動(流動、波動、變形等現象)，造成陽極底面與鋁液液面的距離不一致或無規律變化，從而 使電壓增大，影響了電解的正常運行，造成大量的電能消耗。 為遏制鋁液因水平電流和電磁場作用而使金屬鋁液產生運動(流動、波動、變形 等現象)，已有以下幾種方法 1.六十年代，英國採用惰性陰極塗層法。 2.八十年代，美國鋁業公司，採用惰性雙極法，改造現行槽。 3、九十年代，美國鋁業公司提出採用異形惰性陰極結構電解槽， 4.近年，國內提出的在新建電解槽和大修槽安裝異型陰極。 從生產實踐中，上述幾種方法有以下幾種缺陷 1.陰極惰性塗層法不能解決電磁場對鋁液造成的影響。 2.惰性雙極改造電解槽投資巨大，無法在工業上大量應用。 3.異形惰性陰極結構電解槽因材料昂貴及技術原因不能規模應用。 4.安裝異型陰極的方法只能在新建電解槽或大修槽時進行改造，並不能在正在生
產運行中的電解槽上應用，而且還需改變現有的陰極結構，從而對現有的工裝設備都需要
進行改造才能適用，且不能根據電解生產時槽內鋁液現實情況確定對鋁液採取限制手段，
對穩定生產有相當的局限性。 綜上所述，隨著電解生產的強化與產量的提高，迫切的節能降耗要求，以上方法均 不夠理想，不能滿足現今鋁電解生產的需要。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能在生產運行中的電解槽上使用的、不需改變現 有電解槽任何結構的、且結構簡單、實施容易、工作性能穩定的遏制運行中電解槽內鋁液運 動的結構，以克服現有技術的不足。
本實用新型是這樣構成的在運行中的電解槽內安放有具有高密度、抗侵蝕和耐
高溫性能的阻尼塊，並且阻尼塊沉浸在鋁液中並貼合在電解槽底部的陰極上。
安放在電解槽內阻尼塊的數量N為3塊《N《電解槽的陽極數量的2倍。 阻尼塊為長條型塊形狀，其長條型塊的截面形狀為任意形狀，阻尼塊的長L、寬B、
高H分別為電解槽的鋁液熔池底寬度> L > 1/8電解槽1的鋁液熔池底寬度、電解槽中的
鋁液水平高度h > B > 1/3電解槽中的鋁液水平高度h、 H《電解槽中的鋁液水平高度h。[0018] 阻尼塊的體密> 2. 6噸/m3。 阻尼塊耐高溫的溫度^ IOO(TC。 由於採用了上述技術方案，本實用新型將長條狀的阻尼塊安放在電解槽中，能有 效地防止電解槽中的鋁液運動-流動、波動、變形等現象，因本實用新型的阻尼塊配方中有 金屬鋁粉，鋁鎂合金粉的加入降低了阻尼塊的電阻率，同時，其活性可先於材料中的碳與氧 反應，生成大量的尖晶石結構，提高了抗氧化性。使用石墨及Ti02保證熱處理後的條狀塊 具有低的電阻，並提高了耐侵蝕性，同時，添加酚醛樹脂為結合劑，形成結合橋架，形成導電 通道，降低了電阻率，因加入BC大大減少鋁液對阻尼塊的還原作用，有效地阻止了鋁液及 熔渣對阻尼塊的侵蝕。 本實用新型能有效地遏制運行中電解槽內的鋁液運動(即流動、波動、變形等現 象)，使用本實用新型能起到降低極距、降低電壓、節約電能的目的，可達到人們為穩定生產 而制定的生產目標。因此，本實用新型與現有技術相比，本實用新型不僅具有結構簡單、實 施容易、遏制鋁液運動效果好、提高電解槽的工作穩定性能的優點，而且還具有能在生產運 行中的電解槽上不需改變現有電解槽任何結構即可立即使用的優點。

圖1是本實用新型的結構示意圖； 圖2是本實用新型的阻尼塊放在電解槽中時任意擺放的俯視示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但並不作為對本實用 新型做任何限制的依據。 本實用新型的實施例採用本實用新型對現有的電解槽1進行改造時，先製作出 具有導電、耐火、高熱導率、高密度、抗侵蝕性能的阻尼塊2，阻尼塊2由A1203、 Mg02、 Al粉、 Al. Mg合金粉、BC、 Ti02、 C七種原料再加結合劑複合而成，各原料按重量份的配比為A1203 40 70份，Mg02 5 30份，Al粉0. 5 5份，Al. Mg合金粉0. 5 5份，BC 1. 5 5份， Ti02 15 30份，C 4 20份，結合劑3 10份，先將各原料磨成粉狀，然後將所有原 料與結合劑混合在一起攪拌得混合料，結合劑可直接採用市場上出售的有機醇類產品或酚 醛樹脂，根據實驗表明結合劑最好採用酚醛樹脂；將製得的混合料用1200噸或以上的壓力 機壓製成截面形狀為矩形的長條塊的塊狀型的原料(長條塊的截面形狀也可根據使用需 要製作成任意形狀)，長條塊的尺寸即為製作好後的阻尼塊2尺寸，阻尼塊2尺寸的長L、寬 B、高H根據電解槽的規格確定，其尺寸範圍分別為電解槽1的鋁液熔池底寬度> L > 1/8 電解槽1的鋁液熔池底寬度、電解槽1中的鋁液水平高度h > B > 1/3電解槽1中的鋁液 水平高度h、H《電解槽中的鋁液水平高度h (在實施的時候要注意；在電解槽中的鋁液水平 高度h上還有一層電解質層)，在通常情況下長條塊的長LX寬BX高H可控制在(800 2600毫米)X (80 240毫米)X (80 240毫米)的範圍；然後將長條i央在1100 1250°C 的溫度下熱處理100 130小時，為了得到更好的阻尼塊質量，在對塊狀型的原料進行熱處 理時，將塊狀型的原料在氮氣氛或埋碳的條件下進行熱處理，這樣即可製得到具有導電、耐 火、高熱導率、抗侵蝕並且體密> 2. 6噸/m3、耐高溫的溫度^ IOO(TC的阻尼塊2 ;然後在運行的電解槽1中，當其每更換一組陽極3時，用多功能天車機械手夾住阻尼塊2的中部直接 將阻尼塊2從拆除陽極的位置處放置到陰極4上，然後再按常規方式更換陽極3，正常更換 陽極N塊就放置阻尼塊N塊，直至陽極更換一個周期完成，這樣即可使阻尼塊2沉浸在鋁液 中與電解槽l底部的陰極貼合，使安放在電解槽l內的阻尼塊2的數量與電解槽1的陽極 數量相同，安放在電解槽內阻尼塊2的數量N —般可控制在3塊《N《電解槽陽極數量的 2倍的範圍，但具體使用數量的多少可根據使用情況進行確定；在將阻尼塊2放置到電解槽 1中時，阻尼塊2放置在電解槽1中的擺放位置可以是任意的，可根據使用的具體情況進行 調整擺放，並且在放置時可使阻尼塊2與阻尼塊2之間按適當的等間隔或不等間隔放置，只 要能使電解槽1內的鋁液能相互貫通、保持流暢即可；當將阻尼塊2放置好後，即可在電解 槽1中形成穩固的阻尼塊與阻尼塊之間的間隔，這樣即可有效地遏制運行中電解槽1內鋁 液的運動(即流動、波動、變形等現象)，並達到穩定鋁液、穩定極距，降低電壓的目的。
權利要求一種遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構，其特徵在於在運行中的電解槽(1)內安放有具有高密度、抗侵蝕和耐高溫性能的阻尼塊(2)，並且阻尼塊(2)沉浸在鋁液中並貼合在電解槽(1)底部的陰極(4)上。
2. 根據權利要求1所述的遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構，其特徵在於安放在電解槽(1)內阻尼塊(2)的數量N為3塊《N《電解槽(1)的陽極(3)數量的2倍。
3. 根據權利要求1所述的遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構，其特徵在於阻尼塊(2)為長條型塊形狀，其長條型塊的截面形狀為任意形狀，阻尼塊(2)的長(L)、寬(B)、高 (H)分別為電解槽(1)的鋁液熔池底寬度>長(L) > 1/8電解槽(1)的鋁液熔池底寬度、 電解槽(1)中的鋁液水平高度(h) >寬(B) > 1/3電解槽中的鋁液水平高度(h)、高(H)《 電解槽中的鋁液水平高度(h)。
4. 根據權利要求1所述的遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構，其特徵在於阻尼塊 (2)的體密> 2.6噸/m3。
5. 根據權利要求1所述的遏制運行中電解槽內鋁液變形的結構，其特徵在於阻尼塊 (2)耐高溫的溫度^ IOO(TC。
專利摘要本實用新型公開了一種遏制運行中電解槽內鋁液運動的結構，本實用新型在運行中的電解槽(1)內安放有具有高密度、抗侵蝕和耐高溫性能的阻尼塊(2)，並且阻尼塊(2)沉浸在鋁液中並貼合在電解槽(1)底部的陰極(4)上。在相同的生產情況下，使用本實用新型能起到降低極距、降低電壓、節約電能的目的。本實用新型不僅具有結構簡單、實施容易、遏制鋁液運動(流動、波動、變形等現象)效果好、促使電解槽的工作性能穩定的優點，更具有能在生產運行中的電解槽上不需改變現有電解槽任何結構即可立即使用的優點。
文檔編號C25C3/08GK201501931SQ20092030820
公開日2010年6月9日 申請日期2009年8月18日 優先權日2009年8月18日
發明者付念華 申請人:付念華