本實用新型屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋁電解槽用整體成形側(cè)部收邊裝置。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)運行中提高鋁電解裝備技術(shù)水平，是實現(xiàn)鋁電解生產(chǎn)節(jié)能、降耗、減排的關(guān)鍵?，F(xiàn)有鋁電解槽在生產(chǎn)運行中，陽極覆蓋料層的成分是不同粒度大小的電解質(zhì)顆粒和氧化鋁顆粒的混合物料，覆蓋料層主要起保溫和防止陽極表面氧化的作用，覆蓋料主要靠天車添加和人工砌筑而成。

現(xiàn)今的電解生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，換極幾乎成為每臺電解槽每天所必須的操作工序，而從換極準備開始，到添加覆蓋料位置，需時約30min。在換極過程中，存在這樣一些步驟，如：準備換舊極前將陽極表面的松動覆蓋料鏟出、天車松動板結(jié)的覆蓋層、取出陽極、在新極上添加覆蓋料等，這些步驟中產(chǎn)生大量的粉塵，劣化操作環(huán)境。

同時，電解槽生產(chǎn)運行愈加要求精細化管理，在陽極覆蓋料的添加上，各廠相應規(guī)范了覆蓋料組分的配比、粒徑的要求、覆蓋厚度等。然而，更多的人工的參與使實際執(zhí)行過程難以做到指標量化的監(jiān)測與落實，每個工段、每個區(qū)的各電解槽的顯現(xiàn)特征難以標準化。

另外，隨著生產(chǎn)的運行與陽極的不斷消耗，不同位置處的熱條件也發(fā)生著改變，而現(xiàn)有的陽極覆蓋方式較難做到對陽極覆蓋的調(diào)整。

由于電解質(zhì)的強腐蝕性，現(xiàn)有的一些保溫覆蓋裝置會受到其影響而難以保證較長的壽命周期。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種應用于生產(chǎn)運行中的降低鋁電解槽能耗、替換傳統(tǒng)散狀覆蓋料的側(cè)部收邊裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣的：

一種鋁電解槽用整體成形側(cè)部收邊裝置，包括電解槽內(nèi)爐幫上設置的矩形磚，矩形磚上設有側(cè)部收邊裝置；側(cè)部收邊裝置位于電解槽爐殼與電解槽內(nèi)陽極之間，側(cè)部收邊裝置與矩形磚貼合；側(cè)部收邊裝置為整體成形，包括工作層、保溫層、耐熱鋼筋和鋼架結(jié)構(gòu)；其中保溫層填充在工作層中，耐熱鋼筋置于工作層及保溫層內(nèi)部或僅在工作層內(nèi)部，鋼架結(jié)構(gòu)與耐熱鋼筋連接；耐熱鋼筋在側(cè)部收邊裝置內(nèi)部，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；鋼架結(jié)構(gòu)采用不銹鋼材料。

工作層為中空無頂凹槽結(jié)構(gòu)，工作層的厚度≥40mm。

保溫層填充于工作層的凹槽空間，保溫層材料為導熱系數(shù)≤0.2W/(m.℃)、密度密度≤250kg/m3的輕質(zhì)定型材料及無定形材料中的一種或兩種的復合材料。

鋼架結(jié)構(gòu)由安裝在電解槽爐殼槽沿的扣件和耐熱鋼筋連接兩部分組成；鋼架結(jié)構(gòu)沿電解槽槽殼槽沿固定側(cè)部收邊裝置。

多個側(cè)部收邊裝置共同組成電解槽內(nèi)沿槽沿的完整結(jié)構(gòu)；相鄰側(cè)部收邊裝置間存在縫隙，使用耐火纖維繩進行填充密封。

緊貼保溫層設有一層薄鋼板將保溫層固定在工作層的中空凹槽內(nèi)；薄鋼板與耐熱鋼筋焊接；或是鋼架結(jié)構(gòu)壓緊薄鋼板，耐熱鋼筋過透薄鋼板，再將鋼架結(jié)構(gòu)與耐熱鋼筋焊接；或是鋼架結(jié)構(gòu)壓緊薄鋼板，與耐熱鋼筋焊接的預埋螺栓或螺桿穿過薄鋼板和鋼架結(jié)構(gòu)后利用螺紋聯(lián)結(jié)。

薄鋼板厚度≤2mm。

本實用新型側(cè)部收邊裝置由四部分構(gòu)成：第一部分為高溫、高強、耐磨、耐電解氣氛腐蝕的耐火材料外部工作層，耐火材料為氧化鋁含量大于40％的無鋼纖維耐火材料、電解產(chǎn)生的電解質(zhì)、碳素材料(如：電解槽廢棄陰極等)中的一種，或者其中任何兩種或者三種的復合材料，工作層的厚度≥40mm；第二部分為保溫性能良好的輕質(zhì)保溫層，其材料為輕質(zhì)定型材料(如：硅酸鈣板等)及無定形(如：膨脹珍珠巖等)材料中的一種或兩種的復合材料；第三部分為加強側(cè)部收邊裝置整體性能而增設耐熱鋼筋網(wǎng)，單根耐熱鋼筋的最高使用溫度≥500℃，直徑≥4mm；第四部分為與安裝在電解槽爐殼上的扣件連接的鋼架結(jié)構(gòu)。

為優(yōu)化制造工藝，本實用新型還對外部工作層的拔模斜度及耐熱鋼筋網(wǎng)的配置做了優(yōu)化設置，其中拔模斜度均≥3°，鋼筋間距≥50mm。

本實用新型的原理及技術(shù)效果：

電解槽內(nèi)氣氛及電解質(zhì)具有強腐蝕性，當它們與側(cè)部收邊裝置接觸時，容易造成外部工作層的腐蝕破壞，降低側(cè)部收邊裝置的使用壽命。電解槽的保溫性能是其能耗水平的一個重要指標，因此，側(cè)部收邊裝置的使用也要保證其保溫性能不得低于傳統(tǒng)覆蓋料的保溫性能。另外，電解槽內(nèi)的陽極及其產(chǎn)品鋁液，接觸空氣時容易發(fā)生氧化，因此側(cè)部收邊裝置也要起到密封隔絕空氣的作用。在電解的陽極的整個壽命周期內(nèi)，隨著運行時間的增加，陽極不斷消耗，陽極逐漸向下移動，要求側(cè)部收邊裝置可靈活調(diào)節(jié)其高度，而不影響電解槽內(nèi)其它保溫層與陽極的同步運動。

本實用新型可以很好的解決上述問題，本實用新型在保證傳統(tǒng)的氧化鋁和電解質(zhì)混合覆蓋料的保溫、防氧化功能的基礎上，氧化鋁含量大于40％的無鋼纖維耐火材料、電解產(chǎn)生的電解質(zhì)、碳素材料(如：電解槽廢棄陰極等)中的一種，或者其中任何兩種或者三種的復合材料，制作保溫覆蓋裝置的工作層，利用硅鈣板或膨脹珍珠巖制造保溫層，整體結(jié)構(gòu)加以耐熱鋼筋網(wǎng)加固。

本實用新型的實施可充分利用電解槽的廢棄物，降低運行成本，減少環(huán)境污染，同時也可大幅降低傳統(tǒng)散狀覆蓋料結(jié)塊后的破碎、輸送、加料等系統(tǒng)的建設投資和運行費用；降低電解車間的粉塵，改善工作環(huán)境。

附圖說明

圖1是鋁電解槽示意圖；

圖2是側(cè)部覆蓋裝置布置示意圖；

圖3是鋁電解槽用側(cè)部保溫裝置示意圖；

圖4是鋁電解槽用側(cè)不保溫裝置三維示意圖。

附圖標記說明：1-電解槽內(nèi)爐幫，2-矩形磚，3-側(cè)部收邊裝置，4-電解槽爐殼，5-電解槽內(nèi)陽極，6-工作層，7-保溫層，8-耐熱鋼筋，9-鋼架結(jié)構(gòu)，10-扣件，11-耐火纖維繩，12-薄鋼板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本實用新型在電解槽內(nèi)爐幫1上放置一塊與爐幫頂部緊貼的矩形磚2，然后在矩形磚2上放置側(cè)部收邊裝置3，側(cè)部收邊裝置3位于電解槽爐殼4與電解槽內(nèi)陽極5之間，側(cè)部收邊裝置3與矩形磚2完全貼合。圖3中，側(cè)部收邊裝置3為整體成形，包括工作層6、保溫層7(隔熱層)、耐熱鋼筋8、鋼架結(jié)構(gòu)9。其中保溫層7填充在工作層6中，耐熱鋼筋8置于工作層6及保溫層7內(nèi)部(或僅在工作層6內(nèi)部)，鋼架結(jié)構(gòu)9與耐熱鋼筋8連接(焊接或聯(lián)結(jié))。工作層6具有耐電解槽環(huán)境腐蝕、耐磨、熱震性好、強度高的特點。保溫層7具有良好的保溫性能，保溫層導熱系數(shù)≤0.2W/(m.℃)、密度≤250kg/m3。耐熱鋼筋8在側(cè)部收邊裝置③內(nèi)部，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強側(cè)部收邊裝置的整體性能和抗拉強度，耐熱鋼筋的最高使用溫度≥500℃。鋼架結(jié)構(gòu)9由不銹鋼組成，防止磁化后與電解槽槽沿等其他鋼構(gòu)件或母線吸附而影響正常生產(chǎn)操作。

工作層6的結(jié)構(gòu)如圖3所示，工作層6為中空無頂凹槽結(jié)構(gòu)，工作層6的厚度≥40mm，內(nèi)部配置耐熱鋼筋8(最高使用溫度≥500℃)，耐火材料為氧化鋁含量大于40％的無鋼纖維耐火材料、電解產(chǎn)生的電解質(zhì)、碳素材料(如：電解槽廢棄陰極等)中的一種，或者其中任何兩種或者三種的復合材料。工作層6的作用：工作層6為整體成形，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐腐蝕、耐磨，能夠保護保溫層7、耐熱鋼筋8不受腐蝕影響維持性能不變。耐火材料的使用溫度≥800℃。工作層6成型過程中，拔模斜度均≥3°。

保溫層7的結(jié)構(gòu)如圖3所示，保溫層7填充于工作層的凹槽空間，保溫層7材料為導熱系數(shù)≤0.2W/(m.℃)、密度密度≤250kg/m3的輕質(zhì)定型材料(如：硅酸鈣板等)及無定形(如：膨脹珍珠巖等)材料中的一種或兩種的復合材料。保溫層7的作用：保溫層7輕質(zhì)高熱阻，大大降低電解生產(chǎn)過程中的熱量損失，維持電解槽槽況溫度場的穩(wěn)定。保溫材料的使用溫度≥300℃。

鋼架結(jié)構(gòu)9的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，圖中鋼架結(jié)構(gòu)9由安裝在電解槽爐殼4槽沿的扣件10和耐熱鋼筋8連接(焊接或聯(lián)結(jié))兩部分組成。鋼架結(jié)構(gòu)9的作用：沿電解槽槽殼4槽沿固定側(cè)部收邊裝置3，在換極前繞扣件10旋轉(zhuǎn)開啟側(cè)部收邊裝置3至設定位置，換極結(jié)束后繞扣件10向電解槽內(nèi)關(guān)閉至設定位置。

多個側(cè)部收邊裝置3共同組成電解槽內(nèi)沿槽沿的完整結(jié)構(gòu)，如圖2所示。相鄰側(cè)部收邊裝置3間存在縫隙，使用耐火纖維繩11進行填充密封：側(cè)部收邊裝置3安裝完成后，直接將耐火纖維繩11強行塞入縫隙之中，實現(xiàn)密封；或?qū)⒛突鹄w維繩11固定在側(cè)部收邊裝置3的密封面上，安裝側(cè)部收邊裝置3時即實現(xiàn)密封，換極后隨側(cè)部收邊裝置3的關(guān)閉實現(xiàn)密封；耐火纖維繩11的厚度(或?qū)挾?或直徑≥20mm。

當保溫層7的材料使用硅酸鈣板等定形易熱裂解材料時，緊貼定形易熱裂解材料之上再安裝一層薄鋼板12，如圖4。將保溫層7固定在工作層6的中空凹槽內(nèi)，以維持保溫層7的保溫性能。薄鋼板12的固定方式：與耐熱鋼筋8直接焊接；或是鋼架結(jié)構(gòu)9壓緊薄鋼板12，耐熱鋼筋8過透薄鋼板12，再將鋼架結(jié)構(gòu)9與耐熱鋼筋8焊接；或是鋼架結(jié)構(gòu)9壓緊薄鋼板12，與耐熱鋼筋8焊接的預埋螺栓(或螺桿)穿過薄鋼板12和鋼架結(jié)構(gòu)9，利用螺紋聯(lián)結(jié)。薄鋼板12厚度≤2mm。

本實用新型實施步驟如下：

1)在現(xiàn)有運行中電解槽內(nèi)進行直接改造，在電解槽爐幫1上水平放置矩形磚2；

2)將側(cè)部收邊裝置3放置在在矩形磚2上；

4)將側(cè)部收邊裝置3與安裝在電解槽爐殼4槽沿上沿的扣件10聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)側(cè)部收邊裝置3繞扣件10翻轉(zhuǎn)；

4)按1)、2)、3)步安裝完成側(cè)部收邊裝置3，并在相鄰側(cè)部收邊裝置的縫隙處用耐火纖維繩11填充；覆蓋裝置與電解槽其它保溫裝置間也填充耐火纖維繩11。

當然，以上只是本實用新型的具體應用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內(nèi)。