專利名稱：高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高性能鋁合金制備裝置，具體為ー種高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)鋁鈧、鋁鈦、鋁錳、鋁銅、鋁鍶、鋁鋅、稀土等高性能鋁合金，主要采用對摻法、金屬熱還原法和熔鹽電解法，存在エ藝復(fù)雜、流程長、能耗高、污染嚴重、成本高等不足，采用直接在鋁電解槽上生產(chǎn)上述高性能鋁合金，エ藝簡單，成本低，有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)，但目前所使用的鋁電解槽因陽極結(jié)構(gòu)和加料方式的限制，使生產(chǎn)出來的高性能鋁合金中含鈧、鈦、鋯、釩、鎵、錫、錳、銅、鍶、鋅、稀土等元素含量較少，影響了高性能鋁合金的經(jīng)濟效益，同時采用目前的鋁電解槽生產(chǎn)高性能鋁合金操作復(fù)雜，控制難度大，甚至出現(xiàn)鋁電解槽正常生產(chǎn)遭到破壞，經(jīng)濟技術(shù)指標受到影響等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有鋁電解槽生產(chǎn)高性能鋁合金存在操作復(fù)雜、控制難度大、高性能鋁合金品質(zhì)差的問題，提供了ー種高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽。本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，包括連續(xù)陽極裝置、陰極裝置及位于連續(xù)陽極裝置上方的金屬平臺，連續(xù)陽極裝置的數(shù)量為ー個或多個，單個連續(xù)陽極裝置是由四周側(cè)壁包有鋁箔或鋁板且前后分布的若干陽極本體和陽極箱體組成，陽極箱體的上部設(shè)有套在陽極本體四周的一個或多個套狀金屬框架，金屬框架外側(cè)壁設(shè)有承重緊固圈，承重緊固圈下側(cè)四周固定有承重鉤連接件，陽極箱體的下部設(shè)有若干上下排列的密封罩板框架，密封罩板框架是由緊貼陽極本體四周側(cè)壁的若干密封罩板連接而成，密封罩板上開有若干導(dǎo)電棒孔，導(dǎo)電棒孔內(nèi)插有一端位于密封罩板外側(cè)、另一端插入陽極本體內(nèi)的導(dǎo)電棒，導(dǎo)電棒和導(dǎo)電棒孔之間設(shè)有與兩者緊密接觸且插入陽極本體內(nèi)的密封套，最下層的導(dǎo)電棒與承重鉤連接件之間設(shè)有與兩者連接的承重鉤，連續(xù)陽極裝置之間或陽極本體之間或金屬框架與陽極本體之間設(shè)有套狀填料框架或者打殼下料排氣機構(gòu)或者填料框架和位于填料框架內(nèi)部或外部的打殼下料排氣機構(gòu)，填料框架內(nèi)充填有填料，填料是由還原電位比鋁正的鈧、鈦、鋯、釩、鎵、錫、錳、銅、鋅、鍶、硅、鎳、鉻、鎂、稀土制成的，或者是由還原電位比鋁正的鈧、鈦、鋯、釩、鎵、錫、錳、銅、鋅、鍶、硅、鎳、鉻、鎂、稀土的氫氧化物、氧化物、氟化物、氯化物、硫化物、磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽制成的，金屬平臺的底部和內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有相互連通的排氣ロ。打殼下料排氣機構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實現(xiàn)的。使用時，直流電通過進電母線，從連續(xù)陽極裝置向陽極本體供電，通過計算機控制打殼下料排氣機構(gòu)作業(yè)，產(chǎn)生的電解廢氣經(jīng)打殼下料排氣機構(gòu)排出收集后，進入凈化系統(tǒng)處理后排放到大氣中；陽極本體產(chǎn)生的廢氣通過陽極本體上部的金屬平臺內(nèi)側(cè)的排氣ロ，進入排氣系統(tǒng)，凈化處理后排放到大氣中。隨著陽極本體的消耗，先將最下層密封罩板中的導(dǎo)電棒拔出，然后將最下層密封罩板全部取出，再將金屬框架向上提升一定高度，調(diào)整所有承重鉤，使新的最下層導(dǎo)電棒同時均勻受力，最后在頂層密封罩板上方的陽極本體四周重新安裝ー層密封罩板，并在最上層密封罩板的導(dǎo)電棒孔內(nèi)釘上若干帶有密封套的導(dǎo)電棒；同時，填料裝置中的填料都隨陽極本體的消耗而逐漸消耗掉，需定期向填料裝置中添加填料，根據(jù)生產(chǎn)連續(xù)運行的特點，循環(huán)進行上述操作，采用氧化鋁做原料，添加還原電位比鋁正的鈧、鈦、錯、銀、鎵、錫、猛、銅、鋅、銀、娃、鎳、鉻、鎂、稀土及其氫氧化物、氧化物、氟化物、氯化物、硫化物、磷酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽的填料,通過一次電解即可生產(chǎn)出高品質(zhì)的高性能鋁合金，克服了現(xiàn)有鋁電解槽生產(chǎn)高性能鋁合金存在操作復(fù)雜、控制難度大、高性能鋁合金品質(zhì)差的問題。打殼下料排氣機構(gòu)包括打殼筒，打殼筒內(nèi)穿有打擊桿，打擊桿的下端設(shè)有打擊頭，打擊桿與打殼筒上端之間設(shè)有耐高溫絕緣密封件，打殼筒的外側(cè)設(shè)有由隔離板制成的給料排氣空腔，給料排氣空腔是由通過分隔板隔開的給料空腔和排氣空腔構(gòu)成的，給料空腔和排氣空腔與打殼筒下側(cè)相通，且給料空腔與排氣空腔上分別設(shè)有給料孔和排氣孔。
使用時，通過計算機控制打殼氣缸動作，帶動打擊桿和打擊頭往復(fù)運動，打開或擴大下料ロ，隨后定容下料器動作，定容下料器中原材料通過給料孔進入給料空腔，隨后經(jīng)下料ロ進入電解質(zhì)中溶解，下料ロ排出的電解廢氣通過排氣通道進入排氣空腔，經(jīng)排氣孔進入凈化系統(tǒng)處理后排放到大氣中。承重緊固圈上連接有緊固板，緊固板上開有若干與密封罩板對應(yīng)的連接孔，連接孔內(nèi)穿有緊固螺栓，通過緊固螺栓壓緊密封罩板，阻止陽極本體外鼓的發(fā)生。陽極本體內(nèi)插有若干各種形狀的鋁板或鋁箔，鋁板或鋁箔內(nèi)充填有填料，提高鋁合金品質(zhì)的同時有利于排氣的順暢，降低電解質(zhì)壓降，避免陽極本體中心過熱，有利于提高電流效率。填料還包括由電解質(zhì)粉或碎塊、冰晶石、氧化鋁、殼面碎塊、氟化鋁制成的填料，降低填料的流動性，阻止陽極本體外鼓和氧化，保護好陽極本體，進ー步強化排氣的順暢。 金屬框架內(nèi)側(cè)的四個角部為圓角、直角或斜角，斜角即為與相鄰兩邊均成鈍角的角，該結(jié)構(gòu)設(shè)計使得陽極本體底部的四個角部變?yōu)閳A角、直角或斜角，陽極本體角部為圓角或斜角時，相比直角能減少陽極本體的消耗。打殼下料排氣機構(gòu)與陽極本體的鋁板或鋁箔之間充填有填料。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理可靠，下料點處設(shè)有排氣通道，能及時抽走電解產(chǎn)生的廢氣，使電解產(chǎn)生的廢氣與陽極產(chǎn)生的廢氣有效分開，降低廢氣治理難度，有利于廢氣綜合回收利用；連續(xù)陽極本體形狀、尺寸、可以各異，陽極本體數(shù)目大小可變，利于電解槽大型化，利于電解廢氣排除，利于節(jié)能減排；陽極框架由上下兩部分組成，使陽極工作過程簡便，減少陽極工作事故的發(fā)生，利于陽極長期正常工作；陽極本體四周設(shè)有密封罩板，使穿入的導(dǎo)電棒排列整齊，阻止陽極外鼓，保護好陽極本體；陽極本體和穿入的導(dǎo)電棒及密封罩板的導(dǎo)電棒孔之間設(shè)有密封套，阻止陽極廢氣無組織逸出，減少廢氣處理量，減輕廢氣處理難度；承重鉤有效調(diào)節(jié)最下層導(dǎo)電棒和陽極框架上部分距離，使導(dǎo)電棒同時受力，減少陽極本體裂紋產(chǎn)生和掉塊，利于導(dǎo)電本體底掌和鋁液面吻合，便于電解槽高效穩(wěn)定生產(chǎn)；陽極本體的填料裝置，阻止陽極本體被氧化，利于加入到電解槽的各種填料均勻快速溶解，而且通過改變填料裝置中或在陽極本體插入的鋁板或鋁箔中的填料成分，直接生產(chǎn)各種高性能鋁合金材料，同時連續(xù)陽極裝置利用電解槽上部的散熱將陽極焙燒成導(dǎo)電良導(dǎo)體，省去陽極成型、焙燒、組裝、更換、殘極回收處理等エ序和對環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量的污染，具有生產(chǎn)エ藝簡單、流程短、控制難度小、耗能少、污染輕、成本低、品質(zhì)高的優(yōu)點。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的俯視示意圖；圖3為圖I的另一種俯視不意圖。圖中1-陰極裝置，2-金屬平臺，3-陽極本體，4-金屬框架，5-承重緊固圏，6-承重鉤連接件，7-密封罩板框架，8-導(dǎo)電棒，9-承重鉤，10-填料框架，11-排氣ロ，12-打殼筒，13-打擊桿，14-打擊頭，15-耐高溫絕緣密封件，16-隔離板，17-分隔板，18-給料空腔，19-排氣空腔，20-給料孔，21-排氣孔，22-緊固板，23-連接孔，24-鋁板。
具體實施方式
高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，包括連續(xù)陽極裝置、陰極裝置I及位于連續(xù)陽極裝置上方的金屬平臺2，連續(xù)陽極裝置的數(shù)量為ー個或多個，單個連續(xù)陽極裝置是由四周側(cè)壁包有鋁箔或鋁板且前后分布的若干陽極本體3和陽極箱體組成，陽極箱體的上部設(shè)有套在陽極本體3四周的一個或多個套狀金屬框架4，金屬框架4外側(cè)壁設(shè)有承重緊固圈5，承重緊固圈5下側(cè)四周固定有承重鉤連接件6，陽極箱體的下部設(shè)有若干上下排列的密封罩板框架7，密封罩板框架7是由緊貼陽極本體3四周側(cè)壁的若干密封罩板連接而成，密封罩板上開有若干導(dǎo)電棒孔，導(dǎo)電棒孔內(nèi)插有一端位于密封罩板外側(cè)、另一端插入陽極本體3內(nèi)的導(dǎo)電棒8，導(dǎo)電棒8和導(dǎo)電棒孔之間設(shè)有與兩者緊密接觸且插入陽極本體3內(nèi)的密封套，最下層的導(dǎo)電棒8與承重鉤連接件6之間設(shè)有與兩者連接的承重鉤9，連續(xù)陽極裝置之間或陽極本體3之間或金屬框架4與陽極本體3之間設(shè)有套狀填料框架10或者打殼下料排氣機構(gòu)或者填料框架10和位于填料框架10內(nèi)部或外部的打殼下料排氣機構(gòu)，填料框架10內(nèi)充填有填料，填料是由還原電位比鋁正的鈧、鈦、鋯、釩、鎵、錫、錳、銅、鋅、鍶、硅、鎳、鉻、鎂、稀土制成的，或者是由還原電位比鋁正的鈧、鈦、鋯、釩、鎵、錫、錳、銅、鋅、鍶、硅、鎳、鉻、鎂、稀土的氫氧化物、氧化物、氟化物、氯化物、硫化物、磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽制成的，金屬平臺2的底部和內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有相互連通的排氣ロ 11。打殼下料排氣機構(gòu)包括打殼筒12，打殼筒12內(nèi)穿有打擊桿13，打擊桿13的下端設(shè)有打擊頭14，打擊桿13與打殼筒12上端之間設(shè)有耐高溫絕緣密封件15，打殼筒12的外側(cè)設(shè)有由隔離板16制成的給料排氣空腔，給料排氣空腔是由通過分隔板17隔開的給料空腔18和排氣空腔19構(gòu)成的，給料空腔18和排氣空腔19與打殼筒12下側(cè)相通，且給料空腔18與排氣空腔19上分別設(shè)有給料孔20和排氣孔21 ；承重緊固圈5上連接有緊固板22，緊固板22上開有若干與密封罩板對應(yīng)的連接孔23，連接孔23內(nèi)穿有緊固螺栓；陽極本體3內(nèi)插有若干各種形狀的鋁板24或鋁箔，鋁板24或鋁箔內(nèi)充填有填料；填料還包括由電解質(zhì)粉或碎塊、冰晶石、氧化鋁、殼面碎塊、氟化鋁制成的填料。[0023]金屬框架內(nèi)側(cè)的四個角部為圓角、直角或斜角。打殼下料排氣機構(gòu)與陽極本體3的鋁板24或鋁箔之間充填有填料。具體實施過程中，填料框架10的高度為10-800cm、寬度為l-59cm，長度不大于金屬框架寬度，鋁板24或鋁箔的厚度為O. 001-50cm ;對于單個連續(xù)陽極裝置，由于填料框架10和打殼下料排氣機構(gòu)固定于金屬框架4內(nèi)，陽極本體3四周形狀隨填料框架10和打殼 下料排氣機構(gòu)的形狀變化而改變；當金屬框架4為ー個吋，金屬框架4套在所有陽極本體3上，當金屬框架4為多個吋，金屬框架4套在ー個或多個陽極本體3的四周；對于多個連續(xù)陽極裝置，當填料框架10和打殼下料排氣機構(gòu)固定于金屬框架4外吋，陽極本體3四周形狀不隨此填料框架10和打殼下料排氣機構(gòu)的形狀變化而改變。
權(quán)利要求1.ー種高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，包括連續(xù)陽極裝置、陰極裝置(I)及位于連續(xù)陽極裝置上方的金屬平臺(2)，其特征在干連續(xù)陽極裝置的數(shù)量為ー個或多個，單個連續(xù)陽極裝置是由四周側(cè)壁包有鋁箔或鋁板且前后分布的若干陽極本體(3)和陽極箱體組成，陽極箱體的上部設(shè)有套在陽極本體(3)四周的一個或多個套狀金屬框架(4)，金屬框架(4)外側(cè)壁設(shè)有承重緊固圈(5)，承重緊固圈(5)下側(cè)四周固定有承重鉤連接件(6)，陽極箱體的下部設(shè)有若干上下排列的密封罩板框架(7)，密封罩板框架(7)是由緊貼陽極本體(3)四周側(cè)壁的若干密封罩板連接而成,密封罩板上開有若干導(dǎo)電棒孔,導(dǎo)電棒孔內(nèi)插有一端位于密封罩板外側(cè)、另一端插入陽極本體(3)內(nèi)的導(dǎo)電棒(8),導(dǎo)電棒(8)和導(dǎo)電棒孔之間設(shè)有與兩者緊密接觸且插入陽極本體(3)內(nèi)的密封套，最下層的導(dǎo)電棒(8)與承重鉤連接件(6)之間設(shè)有與兩者連接的承重鉤(9)，連續(xù)陽極裝置之間或陽極本體(3)之間或金屬框架(4)與陽極本體(3)之間設(shè)有套狀填料框架(10)，或者打殼下料排氣機構(gòu)，或者填料框架(10)和位于填料框架(10)內(nèi)部或外部的打殼下料排氣機構(gòu)，填料框架(10)內(nèi)充填有填料，金屬平臺(2)的底部和內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有相互連通的排氣ロ(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在于打殼下料排氣機構(gòu)包括打殼筒(12)，打殼筒(12)內(nèi)穿有打擊桿(13)，打擊桿(13)的下端設(shè)有打擊頭(14 )，打擊桿(13 )與打殼筒(12 )上端之間設(shè)有耐高溫絕緣密封件(15 )，打殼筒(12 )的外側(cè)設(shè)有由隔離板(16)制成的給料排氣空腔，給料排氣空腔是由通過分隔板(17)隔開的給料空腔(18)和排氣空腔(19)構(gòu)成的，給料空腔(18)和排氣空腔(19)與打殼筒(12)下側(cè)相通，且給料空腔(18)與排氣空腔(19)上分別設(shè)有給料孔(20)和排氣孔(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在干承重緊固圈(5)上連接有緊固板(22)，緊固板(22)上開有若干與密封罩板對應(yīng)的連接孔(23)，連接孔(23)內(nèi)穿有緊固螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在干陽極本體(3)內(nèi)插有若干各種形狀的鋁板(24)或鋁箔，鋁板(24)或鋁箔內(nèi)充填有填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在干陽極本體(3)內(nèi)插有若干各種形狀的鋁板(24)或鋁箔，鋁板(24)或鋁箔內(nèi)充填有填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在于金屬框架(4)內(nèi)側(cè)的四個角部為圓角、直角或斜角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在干金屬框架(4)內(nèi)側(cè)的四個角部為圓角、直角或斜角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，其特征在干打殼下料排氣機構(gòu)與陽極本體(3)的鋁板(24)或鋁箔之間充填有填料。
專利摘要本實用新型具體為一種高性能鋁合金制備用多連續(xù)陽極電解槽，解決了現(xiàn)有鋁電解槽存在操作復(fù)雜、控制難度大的問題。單個連續(xù)陽極裝置是由若干陽極本體和陽極箱體組成，陽極箱體的上部設(shè)有金屬框架，陽極箱體的下部設(shè)有穿有導(dǎo)電棒的密封罩板框架，下層導(dǎo)電棒與金屬框架上的承重鉤連接件之間設(shè)有承重鉤，填料框架內(nèi)的填料是鈧、鈦、錳、銅、鋅、鍶、硅、鎳、鉻、鎂、稀土制成，或由其氫氧化物、氧化物、氟化物、氯化物、硫化物、磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽制成，金屬框架內(nèi)設(shè)有填料框架和打殼下料排氣機構(gòu)的一種或兩種，金屬平臺上設(shè)有排氣口。本實用新型具有生產(chǎn)工藝簡單、流程短、控制難度小、耗能少、污染輕、成本低、品質(zhì)高的優(yōu)點。
文檔編號C25C3/08GK202610351SQ20122000867
公開日2012年12月19日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者黨建平 申請人:山西關(guān)鋁股份有限公司