CN105887139A - 一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，包括固定罩设在电解槽上的结构框架，以及铺设在结构框架上的若干密封板；部分密封板上设有用于阳极导杆通过的槽口以及作为烟气通道的下料口。密封板包括铺设大面侧部密封板、上部阳极间缝密封板、端部密封板、下料口密封板和阳极中缝密封板；大面侧部密封板固定铺设在结构框架的长边侧面，端部密封板活动铺设在结构框架的短边端面，上部阳极间缝密封板、下料口密封板和阳极中缝密封板覆盖在结构框架的顶部。本发明与现采用的覆盖料方式相比，可明显降低劳动强度和生产成本，提高电解过程控制水平，易于连续稳定高效的生产，并且烟气收集效率高，改善车间环境，减少环境污染。

Description

一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构

技术领域

本发明涉及一种替代传统铝电解槽上氧化铝覆盖料结构的可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，属于新型铝电解槽技术。

背景技术

目前，铝电解槽在电解作业中，在电解槽阳极上方覆盖一层电解质与氧化铝覆盖料，保持电解槽热量，防止烟气从侧面逸出，造成操作环境恶化。但是这种结构存在如下问题：

(1)在换极作业中，由于覆盖料固结成块，需要用天车的气锤机械破碎才能进行后续作业，耗时耗力；换极完成后，需要操作工重新在上方覆盖上覆盖料，人工操作全经验，难以保证电解槽的保温效果复合要求。破碎覆盖料及运送新的覆盖料会增加生产成本和劳动强度。

(2)由于覆盖料碎块容易进入电解质中，影响电解质的组成，降低对电解工艺的控制水平。

(3)阳极上方的覆盖料，在换极后的一段时间，具备一定的通气性，会让空气与阳极接触，使阳极过多消耗于空气反应。

(4)为防止覆盖料与电解质结壳影响氧化铝溶解进入电解质，需要在上部桁架中安装打壳装置，安装复杂。

(5)铝电解生产中，覆盖料大幅度增加了电解质物料循环量，处理及运送都会增加处理费用。

正是由于存在上述各种弊端，铝电解工艺中采用覆盖料的方式急需要改进优化。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的铝电解槽覆盖料存在的上述弊端，提供一种结构简单、操作方便、运行维护成本低的可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，可有效取代现有的覆盖料方式，提供良好的保温及烟气收集效果，并且可降低电解过程中各种人工操作的劳动强度。

本发明采用如下技术方案实现：

一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，包括固定罩设在电解槽上的结构框架7，以及铺设在结构框架上的若干密封板；部分密封板上设有用于阳极导杆通过的槽口以及作为烟气通道的下料口。

进一步的，所述密封板包括铺设大面侧部密封板1、上部阳极间缝密封板2、端部密封板3、下料口密封板4和阳极中缝密封板5；

其中，所述大面侧部密封板1固定铺设在结构框架的长边侧面，所述端部密封板3活动铺设在结构框架的短边端面，所述上部阳极间缝密封板2、下料口密封板4和阳极中缝密封板5覆盖在结构框架的顶部。

进一步的，所述上部阳极间缝密封板2分布在结构框架顶部的两侧，所述下料口密封板4和阳极中缝密封板5铺设在两侧的上部阳极间缝密封板的之间。

进一步的，所述上部阳极间缝密封板2上设有槽口201，所述槽口201上设置槽口密封板6密封；

所述下料口密封板4上设有下料口401。

进一步的，所述密封板具有支撑骨架层和保温层，在密封板的外表面包覆设有氧化铝陶瓷层。

进一步的，所述密封板之间的缝隙采用氧化铝粉密封。

进一步的，所述结构框架7包括侧面框架71和上部框架72，所述侧面框架71采用不锈钢钢柱，所述上部框架72采用“⊥”截面的不锈钢型材。

进一步的，所述结构框架的外表面包覆设有耐腐蚀层。

进一步的，所述结构框架的高度超过电解槽中阳极的最高位置。

进一步的，所述结构框架、密封板以及电解槽之间的接触处均进行绝缘处理。

本发明在铝电解槽上方固定包裹耐腐蚀层的不锈钢钢架作为结构框架，在钢架上面铺设复合材料盖板作为密封板，形成密封的罩体，实现铝电解槽阳极上方的覆盖密封。相应位置的密封板，如阳极上方的盖板及小面盖板都可以移开，保证正常的电解过程中作业进行。密封板的铺设可以自由控制调整，如在复合材料的密封板开有相应的下料口与烟气管道和下料装置对接，阳极上方的密封板单侧开设槽口，以便换极时可以单向移开，换极完成后用复合材料盖板覆盖在开口处以防止烟气泄露。

本发明采用上述方案，可以实现替代目前所使用的传统覆盖料，为电解槽提供稳定且良好的保温效果。本发明整体具有良好的密封性，同时可以提高烟气收集效率，降低收集烟气的电成本。另外，由于取代了传统的覆盖料，避免了换极作业中破碎覆盖料的操作，降低了劳动强度和生产成本，减少换极作业的时间，并且避免了覆盖料进入电解质中，影响电解过程的控制，改变电解效果；此外，打壳下料装置也可以移除，简化了电解槽的安装结构；由于取代了覆盖料，覆盖料积压及循环成本也可以减少。安装完成后，仅需要移开复合材料的密封板及将密封板复位即可，降低了劳动强度和操作水平。

由上所述，本发明与现采用的覆盖料方式相比，可明显降低劳动强度和生产成本，提高电解过程控制水平，易于连续稳定高效的生产，并且烟气收集效率高，改善车间环境，减少环境污染。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的可控铝电解槽阳极覆盖密封结构的分解示意图。

图2为实施例中的密封板的分层结构示意图。

图3为实施例中的结构框架示意图。

图4a、4b为实施例中的两种结构框架的截面示意图。

图5为实施例中的大面侧部密封板结构示意图。

图6为实施例中的端部密封板结构示意图。

图7为实施例中的上部阳极间缝密封板结构示意图。

图8为实施例中的下料口密封板结构示意图。

图9为实施例中的阳极中缝密封板结构示意图。

图中标号：1-大面侧部密封板，101-氧化铝陶瓷层，102-支撑骨架层，103-保温层，2-上部阳极间缝密封板，201-槽口，3-端部密封板，4-下料口密封板，401-下料口，5-阳极中缝密封板，6-槽口密封板，7-结构框架，71-侧面框架，72-上部框架，701-耐腐蚀层。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的可控铝电解槽阳极覆盖密封结构为本发明的优选实施方式，具体包括固定罩设在电解槽上的结构框架7，以及铺设在结构框架7上的大面侧部密封板1、上部阳极间缝密封板2、端部密封板3、下料口密封板4和阳极中缝密封板5，其中，不锈钢材质的结构框架固定在电解槽上，通过不同形状的复合材料密封板安装在其相应的位置构成密封性、绝热性良好的可控替代覆盖料结构。

结合参见图5至图9，大面侧部密封板1固定铺设在结构框架的长边侧面，端部密封板3活动铺设在结构框架的短边端面，上部阳极间缝密封板2、下料口密封板4和阳极中缝密封板5覆盖在结构框架的顶部，上部阳极间缝密封板2分布在结构框架顶部的两侧，下料口密封板4和阳极中缝密封板5铺设在两侧的上部阳极间缝密封板的之间，形成密封罩体。在上部阳极间缝密封板2上设有槽口201，槽口用于阳极导杆穿过，在电解时，在槽口201上设置槽口密封板6将槽口密封；下料口密封板4上设有下料口401，下料口可向电解槽中下料，同时还可与烟气通道连接，作为烟气排放的出口。

阳极导杆通过上部阳极间缝密封板2的槽口201进入电解槽，在阳极更换作业中，可以侧向移开，正常电解时，阳极导杆一层的槽口用槽口密封板6覆盖密闭；端部密封板3为可活动盖板，大面侧部密封板1可通过焊接或螺栓连接的方式固定贴在结构框架侧面，在大面侧部密封板的两端设置折弯，与结构框架之间形成沟槽，端部密封板3的两侧边插装在该沟槽中，将端部密封板安装在不锈钢结构框架小面两侧出铝口处，在出铝等作业时可移开，正常电解时闭合；下料口密封板4和阳极中缝密封板5为安装固定在结构框架上方中部，其中下料口密封板4开孔为烟气管道、下料开口，开口位置具体与电解槽设计的烟气管道、下料装置有关。

密封板具有支撑骨架层102和保温层103，在密封板的外表面包覆设有氧化铝陶瓷层101。结合参见图2，以大面侧部密封板为例进行说明，大面侧部密封板的截面由四层材料构成，如图2所示，靠近电解质层的内侧面为氧化铝陶瓷层101，厚度在2—10mm，防止密封板受到烟气及迸溅的电解质腐蚀并提供一定绝热性，本实施例为避免整块氧化铝陶瓷易破碎，可将整个结构框架顶部的密封板分割成数个小块进行拼装；中间层依次为不锈钢材质的支撑骨架层102和保温材料制成的保温层103，支撑骨架层102为整个密封板提供结构支撑，可采用直径1-3cm不锈钢钢管构成网格板；保温层103将保温材料敷设在支撑骨架层102上，可根据不同需求安装不同厚度的保温材料；在远离电解质的密封板外侧同样为氧化铝陶瓷层101，用于固定压紧下方的保温材料并且避免保温材料等受到烟气侵蚀，氧化铝陶瓷层101将密封板的整个侧面形成包覆。

结合参见图3，结构框架7包括侧面框架71和上部框架72，侧面框架71采用图4a中所示的不锈钢钢柱，上部框架72采用图4b中的“⊥”截面的不锈钢型材，上部框架72的台阶结构有利于上部阳极间缝密封板2、下料口密封板4和阳极中缝密封板5之间的拼接放置，大面侧部密封板1固定在结构框架的侧面框架外侧，安装可活动的端部密封板3于结构框架的侧面框架两端，可控的上部阳极间缝密封板2覆盖在结构框架的上部框架拼接的格子内，阳极导杆通过上部阳极间缝密封板的槽口及上部框架之间的缝隙进入电解槽内部，将下料口密封板4、顶部密封板5安装于上部框架的上方中部，槽口密封板6直接覆盖在阳极间缝密封板2的槽口上方，在相邻密封板之间的缝隙采用氧化铝粉进行密封。

本实施例中的结构框架的外表面包覆设有耐腐蚀层701，具体如氧化铝陶瓷材料层，如图4a和图4b所示，在侧面框架71和上部框架72的外层均包裹设有耐腐蚀层，侧面框架71和上部框架72采用不锈钢材料可抵御高温电解质、烟气对不锈钢结构框架侵蚀，其中不锈钢结构框架侧部钢柱可采用直径3-8cm的钢柱，上部可采用厚度5mm-15mm的钢板。在结构框架与各个密封板之间、结构框架和电解槽之间以及密封板和阳极导杆之间的接触处全部进行绝缘处理。

本实施例在安装过程中，结构框架7的高度应当超过电解槽中阳极的最高位置，保证铝电解过程中阳极即使在最高位置时仍然不会与结构框架相接触，同时，具体的钢架尺寸应按照电解槽具体设计及采用的阳极尺寸，保证阳极炭块可以通过钢架相应位置进入电解质中。阳极导杆的下部与钢爪连接部分，为避免电解槽内部温度过高影响导杆的机械强度，应改用导电性良好的钢结构，即阳极间缝密封板下方导杆部分和阳极间缝上方10-20cm部分应用钢结构。

本实施例在电解槽大修时，将结构钢架固定在电解槽上，然后将上部阳极间缝密封板2、下料口密封板4和阳极中缝密封板5分别固定在结构框架的顶部位置，并且将下料装置及烟气管道与下料口密封板4上的下料口连接；然后挂上阳极进行测试，安装大面侧部密封板1和端部密封板3，测试密封性、保温性及下料效果良好后可正常使用。

以上仅为本发明具体实施案例说明，不能以此限定本发明的权利保护范围。凡根据本发明申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，其特征在于：包括固定罩设在电解槽上的结构框架(7)，以及铺设在结构框架上的若干密封板；部分密封板上设有用于阳极导杆通过的槽口以及作为烟气通道的下料口。

2.根据权利要求1所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述密封板包括铺设大面侧部密封板(1)、上部阳极间缝密封板(2)、端部密封板(3)、下料口密封板(4)和阳极中缝密封板(5)；

其中，所述大面侧部密封板(1)固定铺设在结构框架的长边侧面，所述端部密封板(3)活动铺设在结构框架的短边端面，所述上部阳极间缝密封板(2)、下料口密封板(4)和阳极中缝密封板(5)覆盖在结构框架的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述上部阳极间缝密封板(2)分布在结构框架顶部的两侧，所述下料口密封板(4)和阳极中缝密封板(5)铺设在两侧的上部阳极间缝密封板的之间。

4.根据权利要求2或3所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述上部阳极间缝密封板(2)上设有槽口(201)，所述槽口(201)上设置槽口密封板(6)密封；

所述下料口密封板(4)上设有下料口(401)。

5.根据权利要求1所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述密封板具有支撑骨架层和保温层，在密封板的外表面包覆设有氧化铝陶瓷层。

6.根据权利要求1所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述密封板之间的缝隙采用氧化铝粉密封。

7.根据权利要求1所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述结构框架(7)包括侧面框架(71)和上部框架(72)，所述侧面框架(71)采用不锈钢钢柱，所述上部框架(72)采用“⊥”截面的不锈钢型材。

8.根据权利要求7所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述结构框架的外表面包覆设有耐腐蚀层。

9.根据权利要求7或8所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述结构框架的高度超过电解槽中阳极的最高位置。

10.根据权利要求1所述的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构，所述结构框架、密封板以及电解槽之间的接触处均进行绝缘处理。