CN107400902B - 铝电解槽上部结构在线顶升加高方法 - Google Patents

铝电解槽上部结构在线顶升加高方法 Download PDF

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Abstract

本发明铝电解槽上部结构在线顶升加高工法是一种施工方法，用千斤顶对铝电解槽的上部结构实施顶升作业，当铝电解槽的上部结构以及门型立柱顶升达到设定高度时，在四个门型立柱的底部固定安装加高垫板支座；铝电解槽上部结构顶升抬高运动的速度和高度，与阳极大母线下降运动的速度和高度相等，使得铝电解槽阳极导电装置的阳极大母线和阳极炭块底掌始终稳定在一个水平面上，处于导电工况状态，以此保证铝电解槽在进行进行顶升抬高作业时，铝电解槽生产能够在线连续进行。

Description

铝电解槽上部结构在线顶升加高方法
技术领域：本发明铝电解槽上部结构在线顶升加高方法是一种施工方法，主要用于铝电解槽上部结构加高的技术改造。
现有技术：铝电解槽结构由上下两大固定结构和阳极导电装置所构成。
铝电解槽上部固定结构由门型立柱，门型框架横梁，水平烟罩板，氧化铝加料装置，阳极母线升降驱动机构，打壳下料装置，排烟除尘装置和氧化铝输送管道等与上部承重析架进行固定连接的部件所组成。
铝电解槽下部固定结构是铝电解槽熔池导电结构，由铝电解槽阴极炭块钢棒组，侧部炉墙，槽底部保温耐火材料等部件在铝电解槽壳体内砌筑构造而成，底部是阴极炭块内衬，阴极内衬的上部为铝液层，铝液层的上部为电解质液层，电解质液层中设置有阳极炭块。
铝电解槽阳极导电装置由阳极大母线，小盒卡具，铝导杆，阳极钢爪，阳极炭块等部件组合而成。
阳极大母线构造连接在阳极提升装置上，阳极提升装置固定在铝电解槽上部承载结构析架上。
铝电解槽阳极导电装置底部的阳极炭块安置在铝电解槽槽壳体炉膛内的电解质液层内参与热电化学置换反应。在铝电解槽生产过程中，阳极炭块在电解过程中，既是阳极导电部件，又是参与电化学反应的消耗材料。
阳极炭块的设定高度，决定着阳极炭块的使用寿命周期的长短和换极频率的高低。现在的通用的铝电解槽配置设定的阳极炭块的高度一殷为600mm左右，平均使用寿命周期为30天左右。当阳极消耗到150mm左右的高度时，就要进行换极作业。
随着电解铝技术的进步，现在国内外电解铝企业，都在对现行铝电解槽的上部结构进行加高技术改造，其中主要目的是扩展铝电解槽阳极入槽换极的空间高度，即在铝电解槽槽壳体水平标高不变的咭础上，对铝电解槽的上部结构进行整体加高，使得现行铝电解槽结构适合加高阳极的配置，以便在电解铝生产过程中采用高度尽可能高的阳极炭块进行配置，以到达延长阳极炭块使用寿命周期，减少换极作业对铝电解热平衡和稳定性的干扰，降低生产电耗，减少换极作业成本，降低阳极炭块毛耗，实现节能减排生产的目的。
对现行铝电解槽的上部结构进行加高技术改造，其中主要工作是对铝电解槽上部的承重析架以及与它进行固定连接的所有机构部件进行抬升，增高铝电解槽水平烟罩板到槽壳体水平立板之间的尺寸高度后，才能够满足铝电解槽在原设计的铝电解槽结构基础上，采用增高阳极炭块配置的方法，进行电解铝生产的祈求。
现行的铝电解槽上部结构加高施工方法是：
由于铝电解槽生产供电系统是直流串联大功率负荷连续生产的供电系列系统，为了确保整个电解铝生产整体系列的的安全生产和防止断路事故的发生，在对现有铝电解生产系列中的铝电解槽上部结构进行加高施工作业时，其施工作业特点之一，就是将铝电解槽进行停电停槽后，再对铝电解槽进行上部结构实施加高作业。具体施工作业方法是：铝电解槽停电停槽进行抬高作业前，祈对抬高作业的铝电解槽的供电母线，进行进行短路连接作业，断开抬高作业铝电解槽的导电系统，使该台铝电解槽处于停止生产运行状态。在完成铝电解槽的抬高作业后，再进行拆除短路连接作业，恢复该铝电解槽的正常供电，并进行电解生产。
现行的铝电解槽上部结构抬升加高施工工艺，采用的停电停槽作业方法，虽然具有安全可靠的优点，但也存在着以下缺点：
一是对铝电解槽进行母线短路停电和恢复母线供电拆除短路装置作业，祈要投入大量的人力物力劳动成本；二是铝电解槽在停电停槽进行抬高作业期间，铝电解槽的工况状态会发生急剧的逆向异常变化，破坏铝电解槽的热平衡稳定性。在完成抬高作业后，恢复正常的工况态又祈耗费大量的电能能消耗，浪费能源。
发明内容：为了加快推进铝电解槽实施加高阳极配置技术，扩展铝电解槽换极作业空间，减少铝电解槽上部结构抬高作业的施工成本，提高率电解槽的稳定性，实现电解铝生产的节能减排生产，本发明提出了铝电解槽上部结构在线顶升加高方法。铝电解槽上部结构在线顶升加高方法的特点是：
在铝电解槽两端的门型立柱的中部，门型框架横梁和铝电解槽壳体水平沿板之间，设置有顶升支撑架和千斤顶，用千斤顶对铝电解槽的上部结构实施顶升作业，当铝电解槽的上部结构以及门型立柱顶升达到设定高度时，在四个门型立柱的底部固定安装加高垫板支座；在用千斤顶将铝电解槽上部结构进行顶升抬高运动时，铝电解槽的阳极大母线在提升机构的驱动下，同时进行下降运动，铝电解槽上部结构顶升抬高运动的速度和高度，与阳极大母线下降运动的速度和高度相等，使得铝电解槽阳极导电装置的阳极大母线和阳极炭块底掌始终稳定在一个水平面上，处于导电工况状态，以此保证铝电解槽在进行进行顶升抬高作业时，铝电解槽生产能够在线连续进行。
采用本发明铝电解槽上部结构在线顶升加高方法，实施铝电解槽上部结构抬升加高作业，与现有的停电抬高作业方法相比，减少了铝电解槽导电系统的短路安装作业成本，减少了或消除了抬高作业对铝电解槽的稳定性的干扰，并可以保障铝电解槽在抬升作业期间铝电解槽生产连续稳定的进行。
本发明铝电解槽上部结构在线顶升加高方法，为现有的铝电解槽进行技术改造，采用高阳极炭块配置替代现有的普通低阳极配置的技术创新实施提供了一套简便易行投资少见效决的施工方法。
附图说明：本发明铝电解槽上部结构在线顶升加高方法的技术特征，结合附图说明和具体实施例则表述的更加清晰。
图1本发明实施例铝电解槽上部结构在线顶升加高方法作业过程中铝电解槽端面示意图。
图2为图1的侧视图。
其图中所示：1上部承载析架结构、2门型立柱、3门型框架横梁、4 大母线、5铝导杆、6小盒卡具、7阳极钢爪、8阳极炭块、9电解质、10铝液、 11槽壳体、12水平沿板、13阴极内衬、14侧部炉墙、15大 母线升降驱动机构、16 打壳下料机构、17排烟除尘机构、18绝缘调节支座、19顶升支撑框架、20千斤顶、21加高空间、22加高垫板支座、23绝缘防滑垫板、24定位导向销杆、25水平烟罩板。
具体实施方式：铝电解槽上部结构抬升施工作业的目的，是将安装在铝电解槽槽壳体水平沿板12上部的铝电解槽上部固定结构的所有部件进行抬升，并将门型立柱2进行加高后实施固定，使得铝电解槽的上部结构水平烟罩板25和铝电解槽壳体水平沿板12之间的换极操作高度空间得以扩展，即将原始设计配置高度为600mm左右阳极炭块8进行生产的铝电解槽，改造为配置高度为750mm以上阳极炭块8进行生产的铝电解槽，为铝电解槽节能减排生产提供技术装备支撑。本发明铝电解槽上部结构(如图1、图2所示)在线顶升加高方法作业具体操作工序为：
1、顶升支撑框架19两台分别安置在铝电解槽两端部槽壳体11上部的水平沿板12的上部，两个门型立柱2的中间位置，将千斤顶20安置在顶升支撑框架19中间，千斤顶20的上部与门型框架横梁3之间垫有绝缘防滑垫板23安装完毕后，将千斤顶20顶升，使之处于轻微受力状态。
2、松开门型立柱2下端绝缘调节支座18的紧固连接螺栓，拆卸掉紧固螺栓后，在一个连接板连接孔中插入顶升定位导向销杆24。当四个门型立柱2 底部的绝缘调节支座18的连接螺栓全部拆卸完毕，并插入定位导向销杆24后便可以进行顶升作业。
注：顶升定位导向销杆24的作用是防止铝电解槽上部结构在与底部槽壳体11的螺栓紧固连接全部拆卸后，铝电解槽上部结构立柱母线连接软带的侧推力的作用下，产生水平位移而设的临时导向定位装置。
3、安置在铝电解槽两端的千斤顶20进行顶升作业，使得铝电解槽上部结构的所有部件进行整体上移运动，同时启动大母线升降驱动机构15使得阳极大母线4在大 母线升降驱动机构15的带动下进行下降运动。其操作要领是：电解槽两端的两侧千斤顶20顶升铝电解槽上部结构运动的高度及速度，应与大母线升降驱动机构15 带动大母线下降运动的高度及速度相等，即在进行顶升作业的过程中，铝电解槽阳极导电装置的大母线4、铝导杆5、阳极钢爪7、阳极炭块8始终稳定在同一水平位置上保持不变，以确保铝电解槽的极距不变和铝电解槽的在线生产稳定运行。
4、当铝电解槽上部结构进行顶升运动达到设定高度后，四个门型立柱2)与底部绝缘调节 支座18之间的门柱加高空间21形成后。即可停止顶升作业以及阳极大母线4的逆向下降作业，进入固定安装作业阶段。
5、测量确定铝电解槽四个门型立柱2的水平位置，没有发生水平位移变动后，首先将临时安装在一个门型立柱2底部绝缘调节支座18连接板孔中的顶升定位导向销杆24取出，在其门柱下端加高空间21部位，安装上加高垫板支座22并用四个螺栓和铝电解槽壳体水平沿板12 进行定位连接；而后再依次的对其余三个门型立柱2进行取出顶升定位导向销杆24、安装加高垫板支座22和用四个螺栓进行定位连接的作业。
6、当铝电解槽四个门型立柱2与加高垫板支座22用螺栓进行定位连接后，松开千斤顶20拆除绝缘防滑垫板23和顶升支撑框架19使得铝电解槽上部结构整体座实在加高垫板支座22和铝电解槽壳体水平沿板12上后，确定铝电解槽的各部中心线和水平线没有发生位移变化后，再将加高垫板支座22和螺栓进行紧固连接。

Claims (2)

1.铝电解槽上部结构在线顶升加高方法，其特征是：用顶升机械装置对铝电解槽的上部结构实施顶升加高作业，当铝电解槽的上部结构以及门型立柱顶升达到设定高度时，在四个门型立柱的底部固定安装加高垫板支座；当铝电解槽上部结构进行顶升抬高运动时，铝电解槽的阳极大母线在提升机构的驱动下，同时进行下降运动，铝电解槽上部结构顶升抬高运动的速度和高度，与阳极大母线下降运动的速度和高度相等，使得铝电解槽阳极导电装置的阳极大母线和阳极炭块底掌始终稳定在一个水平面上，处于导电工况状态，以此保证铝电解槽在进行顶升抬高作业时，铝电解槽生产能够在线连续进行。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽上部结构在线顶升加高方法，其特征是：顶升机械装置为设置在铝电解槽两端的门型立柱的中部，门型框架横梁和铝电解槽壳体水平沿板之间，设置有顶升支撑架和千斤顶。
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