一種大型鋁電解槽結構的製作方法
2023-12-06 11:50:51 1
一種大型鋁電解槽結構的製作方法
【專利摘要】一種大型鋁電解槽由陽極碳、鋁導杆、陽極鋼爪組成的陽極碳塊導電裝置以及陽極大母線、水平煙罩板、鋁電解槽殼體等部件構造組成，其特徵是：解槽水平煙罩板到鋁電解槽槽殼水平翼板的高度在1300mm至1450mm之間，鋁電解槽採用陽極碳塊高度要740mm至800毫米之間，寬度740mm至800mm之間的大斷面陽極碳塊，致使陽極碳塊的換極周期大於40天，其鋁電電解槽每天換極塊數小於1.1塊，該技術方案實施的目的，是延長碳塊的使用周期，減少因換極量大，而帶降低電解鋁生產的綜合成本，以保證電解鋁生產效益的最大化。
【專利說明】—種大型鋁電解槽結構
[0001]【技術領域】:一種大型鋁電解槽結構，主要應用於400K A以上預焙鋁電解槽的設計、製作、生產和技術改造。
[0002]【背景技術】:現通用的400K A以上的大型鋁電解槽，是在鋁電解槽陰極結構，即陰極導電面積擴大的基礎上實現的，與鋁電解槽陰極電導電面積的擴大相對應，鋁電解槽陽極導電裝置的面積也隨之增加，即用增加碳塊的數量來擴大陽極導電面積多採用的是已在陽極碳塊高度基礎上的基礎上實現的，現在大型通用的400KA鋁電解槽多採用48組單陽極設計雙排列設計，即每組陽極大母線吊掛24組陽極碳塊.但是陽極碳塊的數量增加，其高度變化不大的，陽極碳塊的高度依然是小於650_的設計。按陽極每天消耗15_計算，陽極碳塊的平均使用周期在30天左右。按每臺鋁電解槽48組陽極計算，平均每天的換極塊數為1.5塊,即簡稱每天的換極頻率為1.5.[0003]在一般情況下，陽極碳塊的高度，決定陽極碳塊的使用更換周期，現在大型鋁電解槽的陽極總體導電面積的增大，在其陽極碳塊使用更換周期不變的情況下，由於其碳塊數量的增加，勢必造成陽極碳塊的更換頻率的增大。
[0004]大型鋁電解槽雖有著總體投資減少的優勢，但陽極碳塊斷面尺寸即高度和寬度設計決定著陽極碳塊的使用壽命周期。在大型鋁電解槽的設計上，影響陽極高度和寬度的加大設計的主要問題原因是:
[0005](I)陽極碳塊高度的增加可能會導致陽極電壓降的增加。
[0006](2)水平煙罩板到電解槽殼體的高度，只有1250_裝換陽極時尺寸高度受限。
[0007](3)陽極覆蓋保溫料難以均勻覆蓋，可能增加陽極電阻。
[0008](4)影響碳塊預熱和陽極底掌排氣。
[0009](5)陽極碳塊重量的增加，易造成爆炸焊片的脫落。
[0010]由於受到上述負面因素的影響和設計思路的限制，致使大型鋁電解槽的構造的設計和鋁陽極碳塊的使用壽命周期和每天的換極頻率仍然停留在小型傳統鋁電解槽的工藝水平上，並沒有得到擴展和創新，因此大型鋁電解槽陽極導電系統仍然存在著下列缺陷的產生。
[0011](I)殘極量大，碳塊利用率低:
[0012](2)換極頻繁曹操換極工人操作和機械運行強度較大，
[0013](3)陽極導電裝置的鋁導杆和陽極鋼爪的周轉量大，因而造成鋁電解槽投資成本加大。
[0014](4)陽極碳塊組裝即磷鐵澆鑄成本增加。
[0015](5)頻繁的更換陽極造成鋁電解槽熱平衡及電流均布受到破壞，造成鋁電解電耗增加。
[0016]
【發明內容】
:節能降耗，減少投資，較低生產成本，實現效益最大化，是電解鋁企業追求的的終極目標，為了克服現行400K A以上大型鋁電解槽沿用小斷面陽極所造成的換極周期短，生產及電耗成本加大的上述缺點。本發明提供了一種適合於新的大型鋁電解槽創新結構設計的技術方案克服加高陽極難以實現的技術保障措施。[0017]一種大型鋁電解槽由陽極碳、鋁導杆、陽極鋼爪組成的陽極碳塊導電裝置以及陽極大母線、水平煙罩板、鋁電解槽殼體等部件構造組成，其特徵是:鋁電解槽採用陽極碳塊高度要740mm至800毫米之間，寬度740mm至800mm之間的大斷面陽極碳塊,致使陽極碳塊的換極周期大於40天，其鋁電解槽水平煙罩板到鋁電解槽槽殼水平翼板的高度在1300mm至1450mm之間。
[0018]基於上述技術方案，大型鋁電解槽採用40組陽極碳塊、即鋁電解槽兩根陽極大母線每根懸掛20組，其單組陽極碳塊的高度大於740mm，寬度大於740mm，致使陽極碳塊的換極周期為40天以上，其鋁電解槽每天換極塊數小於1.1塊。
[0019]基於上述技術方案，大型鋁電解槽採用大於750mm以上的加高陽極，為了新陽極能夠裝入鋁電解槽，其鋁電解槽水平煙罩板到鋁電解槽槽殼體是邊緣的高度必須隨著碳塊加高的情況而加高，一般情況下高於1300mm.[0020]基於上述技術方案，大型鋁電解槽採用大於750mm以上的加高陽極，為了消除因碳塊加高而消除的電阻值(即增加的電壓降)可採用加粗陽極鋼爪直徑和改變磷鐵環形狀，用減少陽極碳塊和陽極導導電裝置連接電壓降的方法予以解決。
[0021]基於上述技術方案，大型鋁電解槽採用大於750mm以上的加高及寬度大於700mm以上的大斷面陽極碳塊，為克服陽極底掌排氣和陽極預熱慢的問題，可採用在陽極碳塊底部開中縫槽的辦法予以解決。
[0022]基於上述技術方案，大型鋁電解槽採用大於750mm以上的加高及寬度大於740mm以上的大斷面陽極碳塊，為防止因重量增加，鋁鋼爆炸焊片過渡連接脫落，陽極鋼爪與鋁導杆之間採用立式爆炸焊片或加強連接爆炸焊片與鋁導杆進行連接。
[0023]大型鋁電解槽採用大於750毫米以上加高和740毫米加寬陽極碳塊的斷面技術方案實施的目的，是延長碳塊的使用周期，減少因換極量大，而帶來的損失。該技術方案，由於擺脫了現有陽極碳塊斷面結構尺寸的限制，可使現有大型鋁電解槽即大於400KA鋁電解槽的結構設計、構造成本及鋁電解生產和陽極組裝成本大幅度降低，從而達到降低電解鋁成本，提高電解鋁企業經濟效益的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0024]本發明一種大型鋁電解槽結構技術方案結合附圖和實施例說明。其技術方案和特徵則更加清晰。
[0025]圖1:為本發明實施例的局部主視圖。
[0026]圖2:為圖1的平面圖示意圖。
[0027]其圖中所示:⑴陽極碳塊、(2)陽極鋼爪、(3)爆炸焊片、⑷鋁導杆、(5)陽極大母線、(6)水平煙罩板、(7)鋁電解槽殼體、(8)鋁電解槽水平翼板、(9)磷鐵環。
具體實施例:
[0028]本發明技術方案主要應用鋁大於400KA鋁電解槽的技術改造和新電解槽的製作與安裝，其技術方案和特徵結合現有400KA的鋁電解槽改造則更加清楚。
[0029]現有400KA鋁電解槽陽極碳塊鋁導杆組，共有48組，其陽極碳塊(I)的高度為650mm,陽極碳塊(I)的寬度為650mm,陽極碳塊的長度為1550mm。其48組陽極碳塊(I)的水平投影的總面積為483600平方釐米。其陽極碳塊按每天消耗15.5mm計算，殘極高度按150mm計算，陽極碳塊的平均使用壽命為32天.平均每天換陽極1.5塊。
[0030]採用本發明技術方案，將陽極碳塊(I)的高度設置為760mm，陽極碳塊的寬度為780mm，整臺鋁電解槽的陽極碳塊總數為40組，在陽極碳塊的長度為1550mm不變的情況下，其陽極碳塊按每天消耗15.5mm計算，殘極高度為150mm計算，陽極碳塊的平均使用壽命為40天.則平均每天換更換陽極碳塊的數量只有I塊。
[0031]以400KA大型鋁電解槽為例:其水平煙罩板(6)到鋁電解槽殼體水平翼板(8)的高度大於1300mm.陽極碳塊的高度為750mm至800mm之間，陽極碳塊的寬度在740mm800mm之間.可使鋁電解槽陽極碳塊的換極周期達到40天。即平均每天換I塊陽極。採用該設計方案與現通用的最大採用高650mm的陽極碳塊鋁電解槽相比:
[0032](I)陽極鋼爪和鋁導杆的周轉數量可減少30%左右。
[0033](2)陽極碳塊的利用率大幅提高，殘極可減少30%左右。
[0034](3)陽極組裝和清殘極的工作量可減少30%左右。
[0035](4)磷鐵的澆鑄成本減少30%左右。
[0036](5)陽極鋼爪和鋁導杆的固定資產投資可減少30%左右。
[0037](6)由於換極次數的減少，可減少鋁電解槽的熱損失，有利於電解槽的熱平衡。
[0038]其經濟效益十分可觀。
[0039]該項技術方案的技術路線是，為了延長陽極碳塊換極周期，減每天的少換極數量，可採用加高陽極和加大陽極斷面相結合的方式進行，即在保證陽極總水平投影面積不變，在保證陽極電流分布均勻，陽極電壓降增加量在工況條件和技術經濟指標優化的情況下，儘量採用加高陽極的設計，降低電解鋁生產的綜合成本，以保證電解鋁生產效益的最大化。
【權利要求】
1.一種大型鋁電解槽由陽極碳、鋁導杆、陽極鋼爪組成的陽極碳塊導電裝置以及陽極大母線、水平煙罩板、鋁電解槽殼體等部件構造組成，其特徵是:鋁電解槽水平煙罩板到鋁電解槽槽殼水平翼板的高度在1300mm至1450mm之間，採用陽極碳塊高度在740mm至800毫米之間，寬度在740_至800_之間的大斷面陽極碳塊。
2.依據權利要求1一種大型鋁電解槽其結構特徵是:大型鋁電解槽採用40組陽極碳塊、即鋁電解槽兩根陽極大母線每根懸掛20組，其單組陽極碳塊的高度為750mm，寬度大於780mm，致使陽極碳塊的換極周期為40天以上，鋁電解槽每天換極塊數小於1.1塊。
【文檔編號】C25C3/08GK203393238SQ201320026055
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年1月18日 優先權日:2013年1月18日
【發明者】高德金, 戚宗華, 張德成, 張念玲, 杜玉峰 申請人:新疆農六師煤電有限公司