專利名稱：電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控制裝 置，屬于鋁電解槽扎槽時(shí)溫度控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電解槽大修中，有一道重要的工序是扎槽工藝，而該工藝中槽 體加熱的溫度恒定控制，會(huì)對(duì)電解槽扎槽最后的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。 現(xiàn)有技術(shù)中，鋁電解槽的功率大小與槽底的陰極碳?jí)K數(shù)量有關(guān)，常見
的鋁電解槽的陰極碳?jí)K數(shù)量通常在15 21之間。扎槽工藝是指將陰極 碳?jí)K放置在電解槽的槽底后，需要用糊料將槽體四周和陰極碳?jí)K之間 的間隙涂滿。而扎槽糊料的溫度通常在90 110°C，因此在扎槽前需 要對(duì)碳?jí)K進(jìn)行加熱，使得碳?jí)K和糊料的溫度相同?，F(xiàn)有技術(shù)采用多組 加熱器對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，在每?jī)蓧K陰極碳?jí)K之間的縫隙中設(shè)置一 組加熱器(一組加熱器由30片加熱片組成)，所有陰極碳?jí)K的加熱器 采用一個(gè)裝置控制，控制精度低，采用連續(xù)加熱方式，浪費(fèi)熱能，而 且一旦加熱設(shè)備出故障，要靠檢修工人從十多組四五百片的加熱片中 找出故障點(diǎn)，需要很多時(shí)間，加大工人勞動(dòng)強(qiáng)度。溫度檢測(cè)也是通過(guò) 測(cè)溫設(shè)備在陰極碳?jí)K旁邊檢測(cè)，或者由工人靠經(jīng)驗(yàn)判斷，準(zhǔn)確度差。 而且在實(shí)際扎槽工藝中槽體加熱溫度會(huì)隨季節(jié)的不同和環(huán)境溫度的改 變而有所變化，且槽體的不同部位加熱溫度的溫升又是不同步的，單 靠人工來(lái)控制，要想在不同季節(jié)、不同環(huán)境溫度下，將槽體各部位的 溫度加熱到扎槽工藝要求的溫度，使電解槽底部碳?jí)K和側(cè)部碳?jí)K加熱
溫度與扎槽糊料溫度相同，達(dá)到最佳粘接效果是很難實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)常出 現(xiàn)烤槽溫度無(wú)法準(zhǔn)確掌握，有時(shí)甚至超過(guò)工藝要求溫度二十多度，給 糊料扎固帶來(lái)困難，影響扎槽質(zhì)量，從而影響電解槽的使用壽命。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種溫度控制精度高、能夠隨著環(huán) 境溫度的變化而變化、解決槽體的不同部位加熱溫度的溫升不同步的 問題，實(shí)現(xiàn)了電解槽扎槽前陰極碳?jí)K、周圍側(cè)塊加熱系統(tǒng)的電解槽扎 槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控制裝置，使電解槽各底部碳?jí)K和側(cè)部碳 塊加熱溫度達(dá)到最佳扎槽工藝溫度要求。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括電解槽1，在電解槽1底部設(shè) 置陰極碳?jí)K2，在電解槽1側(cè)面設(shè)有側(cè)部碳?jí)K6，電解槽l內(nèi)的陰極碳
塊2至少分為2個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K2上設(shè)有獨(dú)立的加熱裝 置，在每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K2上設(shè)有溫度檢測(cè)裝置。電解槽l內(nèi)的陰 極碳?jí)K2分為3 8個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包括2 10塊陰極碳?jí)K2。電解 槽l內(nèi)的陰極碳?jí)K2分為3 5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包括4 8塊陰極碳 塊2。加熱裝置的構(gòu)造包括設(shè)在陰極碳?jí)K2之間縫隙中的加熱器7，每 個(gè)區(qū)域的加熱器7連接一個(gè)控制裝置8。溫度檢測(cè)裝置的構(gòu)造包括測(cè) 溫碳?jí)K5，在測(cè)溫碳?jí)K5上設(shè)有孔，孔中設(shè)有測(cè)溫用的熱電阻，測(cè)溫 碳?jí)K5放置在每個(gè)區(qū)域中間的陰極碳?jí)K2的中部位置。測(cè)溫碳?jí)K5的 長(zhǎng)為100 200毫米、寬為50 150毫米、高為100 200毫米，孔的 直徑為5 10毫米，孔深為70 180毫米。
本實(shí)用新型是申請(qǐng)人多年工作和試驗(yàn)，根據(jù)電解槽大修工序中。 針對(duì)扎槽工藝上槽體加熱溫度會(huì)隨季節(jié)的不同和環(huán)境溫度的改變而有 所變化的問題，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝，找出最佳的控制槽體溫度的方法 和裝置。扎槽對(duì)電解槽槽體加熱時(shí)，不同部位的溫升是不相同的，在
實(shí)際工作中測(cè)量發(fā)現(xiàn)槽體兩端溫升較慢，而中部溫升較快，最大溫差
27°C，平均溫差15.4'C，這樣大的溫差直接影響大修電解槽扎槽的質(zhì) 量。因此本實(shí)用新型采用相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)加熱控制裝置，根據(jù)溫度的 不同，將槽體分為多個(gè)區(qū)域，通常為3 8個(gè)區(qū)域，分別用獨(dú)立的溫度 自動(dòng)加熱裝置對(duì)這些區(qū)域的陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱和控制，把多個(gè)區(qū)域的 控制溫度設(shè)置相同值，使得實(shí)際加熱槽體兩端和中部的溫度相同，從 而消除了因槽體不同部位加熱溫差造成的影響。同時(shí)，如果有某個(gè)區(qū) 域的加熱片損壞，只需對(duì)該區(qū)域的加熱片進(jìn)行檢測(cè)，不必檢測(cè)整個(gè)電 解槽的加熱片，減少了工作量。
申請(qǐng)人結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，設(shè)計(jì)選擇最佳檢測(cè)點(diǎn)和與之相匹配的檢測(cè) 裝置，解決測(cè)量溫度與碳?jí)K實(shí)際溫度一致的問題。經(jīng)多次試驗(yàn)，選取 各個(gè)區(qū)域的最佳檢測(cè)位置是每個(gè)區(qū)域中間位置的陰極碳?jí)K的中部。
經(jīng)多次試驗(yàn)，檢測(cè)裝置選擇加工三塊小碳?jí)K，材質(zhì)與電解槽底部 碳?jí)K相同，每塊長(zhǎng)為100 200毫米、寬為50 150毫米、高為100 200毫米，在每塊碳?jí)K上分別鉆孔的直徑為5 10毫米，孔深為70 180毫米的圓孔一個(gè)，監(jiān)測(cè)時(shí)把熱電阻輕輕插入孔中，然后把小碳?jí)K 分別平穩(wěn)地放置在電解槽底部各個(gè)區(qū)域的最佳檢測(cè)位置，這樣可以使 得檢測(cè)溫度與陰極碳?jí)K實(shí)際溫度的誤差達(dá)到最小。
同時(shí)，由于陰極碳?jí)K的加熱通常需要維持12小時(shí)，持續(xù)一夜，因 此本實(shí)用新型還可以合理選用溫度檢測(cè)儀表的報(bào)警不靈敏區(qū)，經(jīng)過(guò)反
復(fù)試驗(yàn)，總結(jié)出報(bào)警不靈敏區(qū)的時(shí)間和設(shè)定值，即在當(dāng)晚20: 00------
次日4: 00報(bào)警不靈敏區(qū)調(diào)到5度，即在這段時(shí)間內(nèi)，陰極碳?jí)K加熱 的溫度與設(shè)定溫度的溫差超過(guò)了 5度后，溫度檢測(cè)儀表才報(bào)警，這時(shí) 設(shè)備動(dòng)作，停止對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，當(dāng)陰極碳?jí)K加熱的溫度與設(shè)定 溫度的溫差低于5度后，又對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，從而控制陰極碳?jí)K
加熱的溫度在設(shè)定溫度值士5度范圍內(nèi)，達(dá)到延長(zhǎng)陰極碳?jí)K加熱的停、
送電時(shí)間，減少了設(shè)備的反復(fù)動(dòng)作和熱能損耗。在次日4: 00------8:
OO即調(diào)到O. 1，即在這段時(shí)間內(nèi)，陰極碳?jí)K加熱的溫度與設(shè)定溫度的 溫差超過(guò)了 0. 1度，設(shè)備停止對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度 0. 1度時(shí)進(jìn)行加熱，從而控制陰極碳?jí)K加熱的溫度恒定在設(shè)定溫度值 ±0.1度范圍內(nèi)，提高了陰極碳?jí)K加熱溫度的精度，保證第二扎槽時(shí) 的加熱溫度達(dá)到最佳工藝要求。這樣既能降低加熱能耗，又能延長(zhǎng)接 觸器的使用壽命、同時(shí)，還能保證陰極碳?jí)K加熱溫度達(dá)到設(shè)定的最佳 工藝要求。
本實(shí)用新型解決了各型電解槽大修過(guò)程中，槽體底部各碳?jí)K和側(cè) 部碳?jí)K加熱溫度不同造成各部位溫差大的缺點(diǎn)，調(diào)節(jié)不同季節(jié)和環(huán)境 溫度對(duì)槽體加熱溫度的影響，使槽體碳?jí)K與糊料之間達(dá)到最佳扎槽工 藝溫度和粘接效果，從而延長(zhǎng)大修電解槽使用壽命；同時(shí)，還采取間 歇式加熱，節(jié)約能源；設(shè)計(jì)利用儀器、儀表診斷故障位置，縮小處理 故障時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，各企業(yè)對(duì)大修電 解槽工藝將進(jìn)行不斷改進(jìn)，對(duì)扎槽工藝槽體整體加熱溫度會(huì)提出更高 要求，目前還未有專門針對(duì)電解槽大修工序一扎槽工藝槽體整體加熱、 分段控制的研究和開發(fā)，而此項(xiàng)實(shí)用新型正好解決各企業(yè)對(duì)電解槽大 修過(guò)程中槽體整體恒溫加熱的溫度控制需要，具有前瞻性、先進(jìn)性， 符合企業(yè)發(fā)展的需要，具有很好的推廣前景和廣闊的市場(chǎng)空間。


附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為附圖1的D—D剖視圖。
附圖標(biāo)記l-電解槽，2-陰極碳?jí)K，3-糊料，4-鋼棒，5-測(cè)溫碳?jí)K， 6-側(cè)部碳?jí)K，7-加熱器，8-控制裝置。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例l:對(duì)電解槽l進(jìn)行扎槽時(shí)，需要在電解槽l 扎槽前對(duì)陰極碳?jí)K2進(jìn)行加熱，如圖1所示，電解槽1底部放置16塊 陰極碳?jí)K2，陰極碳?jí)K2中組裝入兩根鋼棒4，在電解槽l側(cè)面安裝有 側(cè)部碳?jí)K6，扎槽是指將陰極碳?jí)K2加熱到與糊料3的溫度相同時(shí)， 用糊料3將陰極碳?jí)K2和側(cè)部碳?jí)K6的間隙涂滿。本實(shí)用新型的裝置 是，將電解槽l內(nèi)的陰極碳?jí)K2分為A、 B、 C， 3個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域 的陰極碳?jí)K2的數(shù)量分別為4塊，8塊，4塊。分別采用獨(dú)立的加熱裝 置對(duì)每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K2進(jìn)行加熱，加熱裝置采用現(xiàn)有的加熱器和 控制裝置制作，然后對(duì)每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K2進(jìn)行溫度檢測(cè)，使得各 個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K2溫度相同，消除電解槽1各個(gè)部位的溫差。
陰極碳?jí)K2采用的加熱裝置的構(gòu)造包括設(shè)在陰極碳?jí)K2之間縫隙 中的加熱器7，加熱器7由30個(gè)加熱片組成，每個(gè)區(qū)域的加熱器7連 接一個(gè)控制裝置8，這樣就將A、 B、 C區(qū)域的加熱裝置獨(dú)立來(lái)控制和 操作。溫度檢測(cè)裝置的構(gòu)造包括測(cè)溫碳?jí)K5，在測(cè)溫碳?jí)K5上鉆出孔， 孔中插入測(cè)溫用的熱電阻，將測(cè)溫碳?jí)K5放置在每個(gè)區(qū)域中間的陰極 碳?jí)K2的中部位置。
根據(jù)電解槽1的大小和陰極碳?jí)K2數(shù)量的多少，可以將電解槽1 內(nèi)的陰極碳?jí)K2分為3 8個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包括2 10塊陰極碳?jí)K2。 經(jīng)過(guò)申請(qǐng)人反復(fù)試驗(yàn)，較好的方案是將電解槽1內(nèi)的陰極碳?jí)K2分為 3 5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包括4 8塊陰極碳?jí)K2，這樣既可以保證每個(gè) 區(qū)域內(nèi)的陰極碳?jí)K2溫度相差不大，又不會(huì)增加太多的控制設(shè)備，提 高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本。
經(jīng)申請(qǐng)人反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)陰極碳?jí)K2進(jìn)行溫度檢測(cè)的最佳部位為每 個(gè)區(qū)域中間位置陰極碳?jí)K2的中部。采用溫度檢測(cè)的方法為，用陰極
碳?jí)K同樣的材料制作出測(cè)溫碳?jí)K5，在測(cè)溫碳?jí)K5上鉆出孔，監(jiān)測(cè)時(shí) 把熱電阻輕輕插入孔中，然后把測(cè)溫碳?jí)K5分別平穩(wěn)地放置在電解槽 底部各個(gè)區(qū)域的最佳檢測(cè)位置。為了保證傳熱效果，每塊測(cè)溫碳?jí)K5 的長(zhǎng)為100 200毫米、寬為50 150毫米、高為100 200毫米，孑L 的直徑為5 10毫米，孔深為70 180毫米。如圖1所示，A、 B、 C 區(qū)域溫度檢測(cè)的最佳部位為電解槽1左起第2塊、第8塊、第15塊陰 極碳?jí)K2的中部。溫度檢測(cè)的最佳部位也可以為電解槽1左起第3塊、 第9塊、第14塊陰極碳?jí)K2的中部。
本實(shí)用新型的申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，總結(jié)出溫度檢測(cè)儀表報(bào)警不
靈敏區(qū)的使用時(shí)間和設(shè)定值，即在當(dāng)晚20: 00------次日4: 00報(bào)警
不靈敏區(qū)調(diào)到5度，即在這段時(shí)間內(nèi)，陰極碳?jí)K加熱的溫度與設(shè)定溫 度的溫差超過(guò)了 5度后，溫度檢測(cè)儀表才報(bào)警，這時(shí)設(shè)備動(dòng)作，停止 對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，當(dāng)陰極碳?jí)K加熱的溫度與設(shè)定溫度的溫差低于 5度后，又對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，從而控制陰極碳?jí)K加熱的溫度在設(shè) 定溫度值士5度范圍內(nèi)，達(dá)到延長(zhǎng)陰極碳?jí)K加熱的停、送電時(shí)間，減
少了設(shè)備的反復(fù)動(dòng)作和熱能損耗。在次日4: 00------8: 00即調(diào)到
0.1，即在這段時(shí)間內(nèi)，陰極碳?jí)K加熱的溫度與設(shè)定溫度的溫差超過(guò)了 0. 1度，設(shè)備停止對(duì)陰極碳?jí)K進(jìn)行加熱，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度0. 1度時(shí)進(jìn) 行加熱，從而控制陰極碳?jí)K加熱的溫度恒定在設(shè)定溫度值士O.l度范 圍內(nèi)，提高了陰極碳?jí)K加熱溫度的精度，保證第二扎槽時(shí)的加熱溫度 達(dá)到最佳工藝要求。這樣既能降低加熱能耗，又能延長(zhǎng)接觸器的使用 壽命、同時(shí)，還能保證陰極碳?jí)K加熱溫度達(dá)到設(shè)定的最佳工藝要求。
本實(shí)用新型的實(shí)施例2:電解槽1底部放置21塊陰極碳?jí)K2，將 電解槽l內(nèi)的陰極碳?jí)K2分為5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K2的數(shù) 量分別為3塊，5塊，5塊，5塊，3塊。溫度檢測(cè)的最佳部位為電解
槽1左起第2塊、第6塊、第11塊、第16塊、第20塊陰極碳?jí)K2的中部。
每個(gè)區(qū)域的加熱裝置和溫度檢測(cè)裝置如實(shí)施例1。
權(quán)利要求1、一種電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控制裝置，它包括電解槽(1)，其特征在于在電解槽(1)底部設(shè)置陰極碳?jí)K(2)，在電解槽(1)側(cè)面設(shè)有側(cè)部碳?jí)K(6)，電解槽(1)內(nèi)的陰極碳?jí)K(2)至少分為2個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K(2)上設(shè)有獨(dú)立的加熱裝置，在每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K(2)上設(shè)有溫度檢測(cè)裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控 制裝置，其特征在于電解槽(1)內(nèi)的陰極碳?jí)K(2)分為3 8個(gè)區(qū) 域，每個(gè)區(qū)域包括2 10塊陰極碳?jí)K(2)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控 制裝置，其特征在于電解槽(1)內(nèi)的陰極碳?jí)K(2)分為3 5個(gè)區(qū) 域，每個(gè)區(qū)域包括4 8塊陰極碳?jí)K(2)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控 制裝置，其特征在于加熱裝置的構(gòu)造包括設(shè)在陰極碳?jí)K(2)之間縫 隙中的加熱器(7)，每個(gè)區(qū)域的加熱器(7)連接一個(gè)控制裝置(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控 制裝置，其特征在于溫度檢測(cè)裝置的構(gòu)造包括測(cè)溫碳?jí)K(5)，在測(cè) 溫碳?jí)K(5)上設(shè)有孔，孔中設(shè)有測(cè)溫用的熱電阻，測(cè)溫碳?jí)K(5)放 置在每個(gè)區(qū)域中間的陰極碳?jí)K(2)的中部位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控 制裝置，其特征在于測(cè)溫碳?jí)K(5)的長(zhǎng)為100 200毫米、寬為50 150毫米、高為100 200毫米，孔的直徑為5 10毫米，孔深為70 180毫米。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電解槽扎槽陰極碳?jí)K加熱系統(tǒng)的溫度控制裝置，它包括加熱裝置和溫度檢測(cè)裝置，其特征在于在電解槽(1)底部設(shè)置陰極碳?jí)K(2)，在電解槽(1)側(cè)面設(shè)有側(cè)部碳?jí)K(6)，電解槽(1)內(nèi)的陰極碳?jí)K(2)至少分為2個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K(2)上設(shè)有獨(dú)立的加熱裝置，在每個(gè)區(qū)域的陰極碳?jí)K(2)上設(shè)有溫度檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型解決了各型電解槽大修過(guò)程中，槽體底部各碳?jí)K和側(cè)部碳?jí)K加熱溫度不同造成各部位溫差大的缺點(diǎn)，調(diào)節(jié)不同季節(jié)和環(huán)境溫度對(duì)槽體加熱溫度的影響，使槽體碳?jí)K與糊料之間達(dá)到最佳扎槽工藝溫度和粘接效果，從而延長(zhǎng)大修電解槽使用壽命。
文檔編號(hào)C25C3/00GK201065437SQ20072012307
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者劉延生, 剛 吳, 姚起飛, 尹國(guó)勛, 朱貴武, 程守勇, 陽(yáng)志強(qiáng), 黃志國(guó), 龍昌貴 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司