一種鋁電解槽用陽極柔性覆蓋裝置的製作方法

2023-06-13 07:53:46 1

本實用新型涉及鋁電解技術領域，具體涉及一種鋁電解槽用陽極柔性覆蓋裝置。

背景技術：

在生產運行中提高鋁電解裝備技術水平，是實現鋁電解生產節能、降耗、減排的關鍵。現有鋁電解槽在生產運行中，陽極覆蓋料層的成分是不同粒度大小的電解質顆粒和氧化鋁顆粒的混合物料，覆蓋料層主要起保溫和防止陽極表面氧化的作用，覆蓋料主要靠天車添加和人工砌築而成。

現今的電解生產環節中，換極幾乎成為每臺電解槽每天所必須的操作工序，而從換極準備開始，到添加覆蓋料位置，需時約30min。在換極過程中，存在這樣一些步驟，如：準備換殘極前將陽極表面的鬆動覆蓋料耙出、在新極上添加覆蓋料等。

同時，電解槽生產運行愈加要求精細化管理，在陽極覆蓋料的添加上，各廠相應規範了覆蓋料各組分的配比、粒徑的要求、厚度的管理等。然而，更多的人工的參與使實際執行過程難以做到指標量化的監測與落實，每個工段、每個區的各電解槽的顯現特徵難以標準化。

另外，隨著生產的運行與陽極的不斷消耗，不同位置處的熱條件也發生著改變，而現有的陽極覆蓋方式較難做到對陽極覆蓋的調整。

由於電解質的強腐蝕性，現有的一些陽極保溫覆蓋裝置會受到其影響而難以保證較長的壽命周期。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種鋁電解槽用陽極柔性覆蓋裝置，在保證現有電解槽覆蓋的保溫、防氧化功能的基礎上，可以減少構建現有覆蓋料的破碎、輸送、加料等系統的建設投資和運行費用；可以減少維持現有覆蓋料生產的打殼、砌築、收邊等操作的工作量和時間；可以減少覆蓋料循環處理費用和原材料資金積壓；提高熱量回收利用率，殘極上的高溫陽極覆蓋裝置可直接用於新極上，減少了熱量損耗，同時可預熱新極。

本實用新型的技術方案是這樣的：

一種鋁電解槽用陽極柔性覆蓋裝置，它是在陽極上表面鋪設有一層陽極防氧化覆蓋層，在陽極防氧化覆蓋層上方設有一個支撐裝置，支撐裝置的支腿放置陽極上，在支撐裝置上設有陽極柔性覆蓋層。陽極防氧化覆蓋層指電解槽換極時，鋪散在陽極上表面的一層顆粒狀或粉狀物料，物料主要由電解質破碎料、氧化鋁粉組成。其作用之一是防止陽極與空氣的過度接觸而被氧化。

其中，支撐裝置由金屬材料件或炭素材料件構建而成的棚架結構。或者，支撐裝置由金屬材料組成骨架，外面包覆炭素材料保護層。支撐裝置(3)的各構成部件可進行拆分與組合，並且便於更換。

進一步的，陽極柔性覆蓋層是由一種耐火保溫材料組成或由兩種以上耐火保溫材料複合而成。陽極柔性覆蓋層是由耐火保溫棉、毯、氈或繩等構成的柔性形式結構。

本實用新型是在陽極頂面放置支撐裝置，在支撐裝置上放置陽極柔性覆蓋層。陽極防氧化覆蓋層覆蓋於陽極上表面，隔絕空氣防止炭素陽極上表面氧化。在電解槽生產運行中進行更換陽極操作時，陽極柔性覆蓋層和支撐裝置可在熱態下從使用後的陽極更換至新的陽極上，以便重複連續使用；支撐裝置的高度可以調節，其高度在0～200mm範圍。支撐裝置的各構成部件可進行拆分與組合，並且便於更換。

本實用新型的原理和技術效果：

由於電解質的強腐蝕性，陽極柔性覆蓋層不宜與電解質直接接觸。而在實際生產運行中，特別是在換極前幾日，由於陽極高度已降低，但電解質與鋁液組成的熔體高度變化不大，如果陽極柔性覆蓋層直接放置在陽極表面或與之距離較近，將會使陽極柔性覆蓋層與電解質過渡接觸從而腐蝕陽極保溫覆蓋裝置並降低其使用壽命；其次，在電解生產運行中，熔體波動的存在，當陽極柔性覆蓋層的位置不當時也易與電解質碰觸並導致腐蝕的產生，因此，本實用新型中支撐裝置隔絕陽極柔性覆蓋層與電解過程中熔體的直接接觸。支撐裝置可由金屬材料件或炭素材料件構建而成，當炭素材料置於金屬材料的外部可有效地保護金屬材料不易被腐蝕。支撐裝置的各構成部件可進行拆分與組合，當部分構建被腐蝕後可容易地進行更換。

附圖說明

圖1是鋁電解槽用的陽極柔性覆蓋裝置示意圖；

圖2是包覆炭素材料保護層的支撐裝置示意圖。

附圖標記說明：1-陽極，2-陽極柔性覆蓋層，3-支撐裝置，4-陽極防氧化覆蓋層，5-金屬材料件，6-炭素材料保護層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本實用新型是在陽極1上表面鋪設有一層陽極防氧化覆蓋層4，在所述陽極防氧化覆蓋層4上方設有一個支撐裝置3，支撐裝置3的支腿放置陽極1上，在支撐裝置3上設有陽極柔性覆蓋層2。如圖2所示，支撐裝置3是一種棚架結構，支撐裝置3由金屬材料5組成骨架，外面包覆炭素材料保護層6。實施例1：

在首次使用本實用新型的方法時，其實施步驟如下：

(1)在即將更換的新陽極1上鋪設一層陽極防氧化覆蓋層4，厚度1～5cm；

(2)將支撐裝置3放置於陽極防氧化覆蓋層4上方；其後，在支撐裝置3上放置陽極柔性覆蓋層2；

(3)用氧化鋁粉填充鋼爪間縫和極上覆蓋裝置間縫；

(4)天車拔出殘極(不用打殼、扒渣、撈塊等操作)，將新陽極1吊運並安裝就位，用少量氧化鋁粉填充極上覆蓋裝置間縫，換極完畢。

實施例2：

當需要使用殘極上的陽極柔性覆蓋層2時，其實施步驟如下：

(1)在即將更換的新陽極1上鋪設一層陽極防氧化覆蓋層4，厚度1～5cm；

(2)天車拔出殘極，將殘極上的陽極柔性覆蓋層2和支撐裝置3更換放置到新陽極上；

(3)吊運並安裝新極就位，用少量氧化鋁粉填充極上覆蓋裝置間縫和鋼爪間縫，換極完畢。

實施例3：

當需要使用殘極上的陽極柔性覆蓋層時，其實施步驟如下：

在即將更換的新陽極1上鋪設一層陽極防氧化覆蓋層4，厚度1～5cm；

將支撐裝置3放置於陽極防氧化覆蓋層4上方；

天車拔出殘極，將殘極上的陽極柔性覆蓋層2更換放置到新陽極1上；

吊運並安裝新極就位，用少量氧化鋁粉填充極上覆蓋裝置間縫和鋼爪間縫，換極完畢。

實施例4：

如圖2所示，支撐裝置3可由金屬材料件5組成骨架，在金屬材料件5外面包覆炭素材料保護層6。當炭素材料保護層6被腐蝕後可進行更換。

當然，以上只是本實用新型的具體應用範例，本實用新型還有其他的實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求的保護範圍之內。