專利名稱:鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型專利涉及一種電解槽的冷卻設(shè)備,特別是涉及用于鋁電解槽 的強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備。
背景技術(shù):
在用霍爾一埃魯特法電解生產(chǎn)鋁的過程中,通過焦耳效應(yīng)使鋁液和電解
質(zhì)熔體溫度大約穩(wěn)定在95(TC,熱量再通過內(nèi)襯和覆蓋料層散失出去,進而 使得整個電解槽體處于熱平衡狀態(tài)。但隨著鋁電解槽電流的不斷增大,其陰 極槽殼的單位面積散熱量也越大,這必將導(dǎo)致槽幫厚度的減薄、槽殼溫度的 升高和外部鋼板的變形,從而影響電解槽的熱平衡、穩(wěn)定性和槽壽命。因此, 必須采取有效的散熱措施,來提高槽殼的散熱能力。
旨在加強電解槽側(cè)部散熱的方法及申請的專利有很多,大致可分為自然 對流、修改槽側(cè)部內(nèi)襯結(jié)構(gòu)和強制對流三種。
第一種自然對流冷卻即為通過優(yōu)化槽周圍的相關(guān)部件來規(guī)整槽周圍的 氣流,使之流通更加順暢,或是增大散熱面積,進而帶走更多的熱量。自然 對流冷卻方法比較簡單,但效果不是很明顯,尤其在環(huán)境溫度較高的情況下。
第二種修改槽側(cè)部內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的大致思路是在側(cè)部內(nèi)襯中預(yù)埋管件,通過 供風(fēng)冷卻電解槽。但這就導(dǎo)致內(nèi)襯結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,可實施性較差。
第三種為強制通風(fēng)冷卻。主要是沿槽鋪設(shè)通風(fēng)管,用強制通風(fēng)的辦法冷 卻電解槽。此方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,冷卻效果較好。
例如由Pechiney公司申請的專利US 6 251 237Bl(相應(yīng)于FR 2 777 574) 提出一種通過圍繞槽殼鼓風(fēng)冷卻電解槽的非密封型冷卻裝置。但此方法將大量的熱吹入電解車間,使槽周圍的溫度上升,惡化了電解車間內(nèi)的操作環(huán)境。
Pechiney的另 一 實用新型專利CN 1665963A (對應(yīng)于US 20060118410A1)提出了另一種冷卻方法,即將對應(yīng)于熔體區(qū)域的電解槽外 部槽殼密封,并開設(shè)兩個入口, 一個噴嘴鼓入空氣,另一個則是冷卻劑,例 如蒸餾水。將冷卻劑霧化,使之與槽殼表面形成對流換熱,借助汽化潛熱貯 存槽殼的散熱,最后通過強制空氣流動將其帶走。同時,該專利還為此研制 了一套完整的循環(huán)冷卻系統(tǒng),將冷卻劑冷凝再循環(huán)利用。此密閉系統(tǒng)具有較 高的冷卻效率,但電解槽對此系統(tǒng)的依賴性太強, 一經(jīng)運行就不能停止;且 此冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,并額外添加了冷凝器、霧化裝置等設(shè)備,增加了運 行成本。
實用新型專利200620168327.0在US 6 251 237B1的基礎(chǔ)上添加了一個 半密封的箱體,且在箱體外表面鋼板處安設(shè)了一個導(dǎo)流板。但此冷卻系統(tǒng)仍 然將熱空氣排往電解車間,惡化了操作環(huán)境。
針對鋁電解槽側(cè)部的散熱問題,上述專利均存在一定的缺陷,所以本申 請人旨在提出一種簡單易行且低成本的設(shè)備和系統(tǒng),用于大型鋁電解槽槽殼 的冷卻。
實用新型內(nèi)容
本實用新型就是為了解決上述技術(shù)問題而提供一種鋁電解槽強制吹風(fēng) 冷卻設(shè)備,它通過強制吹風(fēng)的方式,破壞和轉(zhuǎn)移槽高溫壁面附近的高溫空氣 層,加劇近壁面的空氣流動,強化對流換熱,進而達到冷卻電解槽的目的, 保護槽殼及槽內(nèi)襯,延長槽壽命,可切實改善電解車間內(nèi)的操作環(huán)境。
為了解決上述技術(shù)問題,本實用新型是這樣實現(xiàn)的鋁電解槽強制吹風(fēng) 冷卻設(shè)備,在鋁電解槽側(cè)部和端部的兩搖籃架之間設(shè)置有散熱片,在兩散熱 片間隔內(nèi)或是散熱片與搖籃架間隔內(nèi)或是兩搖籃架間隔內(nèi)設(shè)置箱體,箱體內(nèi)壁至少包括一段槽殼壁面,在箱體上設(shè)有進氣口和排氣口,在電解車間外設(shè) 風(fēng)機,每臺風(fēng)機控制多個鋁電解槽,風(fēng)機經(jīng)進氣管路與進氣口連接,排氣口 經(jīng)出氣端管和排風(fēng)管與大氣連接。
所述的箱體外側(cè)壁面為可拆卸式結(jié)構(gòu)。
所述的箱體底部壁面為全封閉式或半封閉式。
所述的箱體內(nèi)的槽殼壁面上焊接有小塊箱內(nèi)散熱片。
所述的風(fēng)機經(jīng)過送風(fēng)總管、各槽的送風(fēng)管、各槽的進氣端管與各箱體的 進氣口連通。
所述的風(fēng)機出口設(shè)有總調(diào)節(jié)閥門。 在進每臺槽前的送風(fēng)管上安設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。
所述的每臺電解槽的槽殼上設(shè)有1-10個箱體。 所述的兩搖籃架間的出氣端管的數(shù)量為1 50根. 所述的槽兩端部的排風(fēng)管為2 8根,兩側(cè)部的排風(fēng)管為2 20根。 所述的搖籃架的外側(cè)設(shè)置有多個風(fēng)管支架,送風(fēng)管和排風(fēng)管設(shè)在風(fēng)管支 架上。
本實用新型的特點和效果如下 一臺風(fēng)機可以控制若干槽,每臺槽有一 根總送風(fēng)管,總管上設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。在槽側(cè)部和端部的兩散熱片間或是散熱 片與搖籃架間或是兩搖籃架間用鋼板圍成(如焊接)密封箱(底部可以敞開), 箱體的外表面鋼板可拆卸。在箱內(nèi)的槽殼壁面上再焊接若干小塊鋼板。箱體 上開設(shè)進氣口和排氣口。設(shè)排風(fēng)管,將高溫空氣引出電解車間。本實用新型 通過在單槽總送風(fēng)管處安設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥,可根據(jù)現(xiàn)場實際(例如季節(jié)變化、 焙燒啟動、強化電流等)調(diào)節(jié)由強制氣流從電解槽帶走的熱量大小,便于控 制槽殼溫度。在密封箱內(nèi)的槽殼上焊接小塊鋼板,起到了增大散熱面積和擾 動氣流的作用,可強化換熱效果。通過增設(shè)密封箱,可有效提高冷卻空氣的利用率,減少耗氣量。通過增設(shè)排風(fēng)管,可將熱空氣引出電解車間,有效改 善了電解車間內(nèi)的工作環(huán)境,且不影響車間內(nèi)的正常生產(chǎn)與操作。冷卻設(shè)備 結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,拆裝、管理和維修方便。本系統(tǒng)能有效冷卻電解槽側(cè) 部的高溫區(qū)域,使槽內(nèi)形成規(guī)整爐幫,保護側(cè)部炭塊,有利于電解生產(chǎn)和延 長槽壽命??蓪⑴懦鲭娊廛囬g的高溫空氣回收再利用,例如余熱發(fā)電等。
圖1為本實用新型鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為箱體放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為進風(fēng)管路配置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為排風(fēng)管路配置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中,1、導(dǎo)桿;2、鋼爪;3、覆蓋料;4、陽極炭塊;5、熔融電解質(zhì); 6、鋁液;7、陰極炭塊;8、搖籃架;9、陰極鋼棒;10、側(cè)部炭塊;11、槽 殼;12、箱體;13、送風(fēng)管;14、排風(fēng)管;15、箱內(nèi)散熱片;16、風(fēng)管支架; 17、進氣端管;18、出氣端管;19、風(fēng)機;20、總調(diào)節(jié)閥門;21、風(fēng)量調(diào)節(jié) 閥;22、送風(fēng)總管。
具體實施方式
以下通過具體實施方式
的描述對本實用新型作進一步說明,但這并 非是對本實用新型的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的基本思 想,可以做出各種修改或改進,但是只要不脫離本實用新型的基本思想, 均在本實用新型的范圍之內(nèi)。
如圖1所示,鋁電解槽是由導(dǎo)桿l、鋼爪2、覆蓋料3、陽極炭塊4、熔 融電解質(zhì)5、鋁液6、陰極炭塊7、搖籃架8、陰極鋼棒9、側(cè)部炭塊10和槽 殼11等結(jié)構(gòu)構(gòu)成;本實用新型鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)如下本實 用新型在鋁電解槽側(cè)部和端部的兩搖籃架之間設(shè)置有散熱片,在兩散熱片間隔內(nèi)或是散熱片與搖籃架8間隔內(nèi)或是兩搖籃架8間隔內(nèi)設(shè)置箱體12,其中 箱體12可為封閉或是半封閉,箱體12內(nèi)壁至少包括一段槽殼11壁面,在 箱體12上設(shè)有進氣口和排氣口,在電解車間外設(shè)風(fēng)機19,每臺風(fēng)機控制若 干槽,風(fēng)機19經(jīng)進氣管路與進氣口連接,排氣口經(jīng)出氣端管18和排風(fēng)管14 與大氣連接。
如圖3和圖4所示,其中進氣和排氣管路的具體結(jié)構(gòu)如下包括通過槽 周鋪設(shè)的送風(fēng)管13將氣流由風(fēng)機19經(jīng)進氣端管17引入箱體12內(nèi),與箱體 12各內(nèi)壁換熱后再經(jīng)出氣端管18進入排風(fēng)管14中,最后排出電解車間。其 中,風(fēng)機19出口設(shè)總調(diào)節(jié)閥門20,經(jīng)過送風(fēng)總管22給每臺槽供風(fēng);在進每 臺槽前的送風(fēng)管13上安設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥21;兩搖籃架8間的進氣端管17數(shù)量 可為1 50根,進氣端管17管徑可為10 200mm;兩搖籃架8間的箱體12 數(shù)量可為1 10個;如圖2所示,箱體12內(nèi)壁至少包括一段槽殼11壁面, 箱體12底部壁面可以不用完全密封,外側(cè)壁面可為拆卸式;箱體12內(nèi)的槽 殼11壁面上可焊接若干小塊箱內(nèi)散熱片15;兩搖籃架8間的出氣端管18 的數(shù)量可為1 50根;熱空氣在排風(fēng)管14內(nèi)匯總后排出電解車間,槽兩端 部的排風(fēng)管14可為2 8根,兩側(cè)部的排風(fēng)管14可為2 20根。搖籃架8 的外側(cè)設(shè)置有多個風(fēng)管支架16,送風(fēng)管13和排風(fēng)管14設(shè)在風(fēng)管支架16上。 每臺電解槽的槽殼上設(shè)有1-10個箱體12。
權(quán)利要求1、鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于在鋁電解槽側(cè)部和端部的兩搖籃架之間設(shè)置有散熱片,在兩散熱片間隔內(nèi)或是散熱片與搖籃架(8)間隔內(nèi)或是兩搖籃架(8)間隔內(nèi)設(shè)置箱體(12),箱體(12)內(nèi)壁至少包括一段槽殼(11)壁面,在箱體(12)上設(shè)有進氣口和排氣口,在電解車間外設(shè)風(fēng)機(19),每臺風(fēng)機(19)控制多個鋁電解槽,風(fēng)機(19)經(jīng)進氣管路與進氣口連接,排氣口經(jīng)出氣端管(18)和排風(fēng)管(14)與大氣連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于所 述的箱體(12)外側(cè)壁面為可拆卸式結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在 于所述的箱體(12)底部壁面為全封閉式或半封閉式。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在 于所述的箱體(12)內(nèi)的槽殼(11)壁面上焊接有小塊箱內(nèi)散熱片(15)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于所 述的風(fēng)機(19)經(jīng)過送風(fēng)總管(22)、各槽的送風(fēng)管(13)、各槽的進氣端管(17)與各箱體(12)的進氣口連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在 于所述的風(fēng)機(19)出口設(shè)有總調(diào)節(jié)閥門(20)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于在 進每臺槽前的送風(fēng)管(13)上安設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(21)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于所 述的每臺電解槽的槽殼上設(shè)有1-10個箱體(12)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于所 述的兩搖籃架(8)間的出氣端管(18)的數(shù)量為1 50根.
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于所 述的槽兩端部的排風(fēng)管(14)為2 8根,兩側(cè)部的排風(fēng)管(14)為2 20根。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,其特征在于所 述的搖籃架(8)的外側(cè)設(shè)置有多個風(fēng)管支架(16),送風(fēng)管(13)和排風(fēng)管(14)設(shè)在風(fēng)管支架(16)上。
專利摘要本實用新型公開了一種電解槽的冷卻設(shè)備,特別是用于鋁電解槽的強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備。鋁電解槽強制吹風(fēng)冷卻設(shè)備,它是在鋁電解槽側(cè)部和端部的兩搖籃架之間設(shè)置有散熱片,在兩散熱片間隔內(nèi)或是散熱片與搖籃架(8)間隔內(nèi)或是兩搖籃架(8)間隔內(nèi)設(shè)置箱體(12),箱體(12)內(nèi)壁至少包括一段槽殼(11)壁面,在箱體(12)上設(shè)有進氣口和排氣口,在電解車間外設(shè)風(fēng)機(19),每臺風(fēng)機(19)控制多個鋁電解槽,風(fēng)機(19)經(jīng)進氣管路與進氣口連接,排氣口經(jīng)出氣端管(18)和排風(fēng)管(14)與大氣連接。本套冷卻設(shè)備能有效降低槽殼溫度及其溫度梯度,保護槽殼及槽內(nèi)襯,延長槽壽命,可切實改善電解車間內(nèi)的操作環(huán)境。
文檔編號C25C3/08GK201367469SQ20092001113
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者劉雅鋒, 周東方, 朱佳明, 楊曉東, 王富強 申請人:沈陽鋁鎂設(shè)計研究院