專利名稱：一種大型鋁電解槽結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種大型鋁電解槽結(jié)構(gòu)，主要應用于400K A以上預焙鋁電解槽的設(shè)計、制作、生產(chǎn)和技術(shù)改造。
背景技術(shù)：
現(xiàn)通用的400K A以上的大型鋁電解槽，是在鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)，即陰極導電面積擴大的基礎(chǔ)上實現(xiàn)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(shù)量來擴大陽極導電面積多采用的是已在陽極碳塊高度基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，現(xiàn)在大型通用的400KA鋁電解槽多采用48組單陽極設(shè)計雙排列設(shè)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(shù)量增加，其高度變化不大的，陽極碳塊的高度依然是小于650_的設(shè)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(shù)為1. 5塊,即簡稱每天的換極頻率為1. 5.
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(xiàn)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，由于其碳塊數(shù)量的增加，勢必造成陽極碳塊的更換頻率的增大。大型鋁電解槽雖有著總體投資減少的優(yōu)勢，但陽極碳塊斷面尺寸即高度和寬度設(shè)計決定著陽極碳塊的使用壽命周期。在大型鋁電解槽的設(shè)計上，影響陽極高度和寬度的加大設(shè)計的主要問題原因是(I)陽極碳塊高度的增加可能會導致陽極電壓降的增加。(2)水平煙罩板到電解槽殼體的高度，只有1250mm裝換陽極時尺寸高度受限。(3)陽極覆蓋保溫料難以均勻覆蓋，可能增加陽極電阻。(4)影響碳塊預熱和陽極底掌排氣。(5)陽極碳塊重量的增加，易造成爆炸焊片的脫落。由于受到上述負面因素的影響和設(shè)計思路的限制，致使大型鋁電解槽的構(gòu)造的設(shè)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(tǒng)鋁電解槽的工藝水平上，并沒有得到擴展和創(chuàng)新，因此大型鋁電解槽陽極導電系統(tǒng)仍然存在著下列缺陷的產(chǎn)生。(I)殘極量大，碳塊利用率低(2)換極頻繁曹操換極工人操作和機械運行強度較大，(3)陽極導電裝置的鋁導桿和陽極鋼爪的周轉(zhuǎn)量大，因而造成鋁電解槽投資成本加大。(4)陽極碳塊組裝即磷鐵澆鑄成本增加。(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。

發(fā)明內(nèi)容
節(jié)能降耗，減少投資，較低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)效益最大化，是電解鋁企業(yè)追求的的終極目標，為了克服現(xiàn)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(chǎn)及電耗成本加大的上述缺點。本發(fā)明提供了一種適合于新的大型鋁電解槽創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)方案克服加高陽極難以實現(xiàn)的技術(shù)保障措施。
一種大型鋁電解槽由陽極碳、鋁導桿、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(gòu)造組成，其特征是鋁電解槽采用陽極碳塊高度要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于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?；谏鲜黾夹g(shù)方案，大型鋁電解槽采用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于740mm，寬度大于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(shù)小于1.1塊?；谏鲜黾夹g(shù)方案，大型鋁電解槽采用大于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，一般情況下高于1300mm. 基于上述技術(shù)方案，大型鋁電解槽采用大于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)可采用加粗陽極鋼爪直徑和改變磷鐵環(huán)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。基于上述技術(shù)方案，大型鋁電解槽采用大于750mm以上的加高及寬度大于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，可采用在陽極碳塊底部開中縫槽的辦法予以解決?；谏鲜黾夹g(shù)方案，大型鋁電解槽采用大于750mm以上的加高及寬度大于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，陽極鋼爪與鋁導桿之間采用立式爆炸焊片或加強連接爆炸焊片與鋁導桿進行連接。大型鋁電解槽采用大于750毫米以上加高和740毫米加寬陽極碳塊的斷面技術(shù)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(shù)方案，由于擺脫了現(xiàn)有陽極碳塊斷面結(jié)構(gòu)尺寸的限制，可使現(xiàn)有大型鋁電解槽即大于400KA鋁電解槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)造成本及鋁電解生產(chǎn)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(yè)經(jīng)濟效益的目的。


本發(fā)明一種大型鋁電解槽結(jié)構(gòu)技術(shù)方案結(jié)合附圖和實施例說明。其技術(shù)方案和特征則更加清晰。圖1 :為本發(fā)明實施例的局部主視圖。圖2 :為圖1的平面圖示意圖。其圖中所示⑴陽極碳塊、(2)陽極鋼爪、(3)爆炸焊片、⑷鋁導桿、(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(huán)。
具體實施例本發(fā)明技術(shù)方案主要應用鋁大于400KA鋁電解槽的技術(shù)改造和新電解槽的制作與安裝，其技術(shù)方案和特征結(jié)合現(xiàn)有400KA的鋁電解槽改造則更加清楚。現(xiàn)有400KA鋁電解槽陽極碳塊鋁導桿組，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平方厘米。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。采用本發(fā)明技術(shù)方案，將陽極碳塊(I)的高度設(shè)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(shù)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(shù)量只有I塊。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)的高度大于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。采用該設(shè)計方案與現(xiàn)通用的最大采用高650mm的陽極碳塊鋁電解槽相比(I)陽極鋼爪和鋁導桿的周轉(zhuǎn)數(shù)量可減少30%左右。(2)陽極碳塊的利用率大幅提高，殘極可減少30%左右。 (3)陽極組裝和清殘極的工作量可減少30%左右。(4)磷鐵的澆鑄成本減少30%左右。(5)陽極鋼爪和鋁導桿的固定資產(chǎn)投資可減少30%左右。(6)由于換極次數(shù)的減少，可減少鋁電解槽的熱損失，有利于電解槽的熱平衡。其經(jīng)濟效益十分可觀。該項技術(shù)方案的技術(shù)路線是，為了延長陽極碳塊換極周期，減每天的少換極數(shù)量，可采用加高陽極和加大陽極斷面相結(jié)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(shù)經(jīng)濟指標優(yōu)化的情況下，盡量采用加高陽極的設(shè)計，降低電解鋁生產(chǎn)的綜合成本，以保證電解鋁生產(chǎn)效益的最大化。
權(quán)利要求
1.一種大型鋁電解槽由陽極碳、鋁導桿、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(gòu)造組成，其特征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，采用陽極碳塊高度在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(jù)權(quán)利要求1一種大型鋁電解槽其結(jié)構(gòu)特征是大型鋁電解槽采用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，寬度大于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(shù)小于1.1塊。
全文摘要
一種大型鋁電解槽由陽極碳、鋁導桿、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(gòu)造組成，其特征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，鋁電解槽采用陽極碳塊高度要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于40天，其鋁電電解槽每天換極塊數(shù)小于1.1塊，該技術(shù)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(chǎn)的綜合成本，以保證電解鋁生產(chǎn)效益的最大化。
文檔編號C25C3/08GK103014766SQ20131001810
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者高德金, 戚宗華, 張德成, 張念玲, 杜玉峰 申請人:戚宗華