CN109055992A - 一种氧化铝旋转分离下料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化铝旋转分离下料系统，包括下料套筒、中心下料管和主下料器，中心下料管贯穿下料套筒与主下料器底端的中心下料口连通；主下料器的底端还设有沿中心下料口周向布设的周边下料口，下料套筒的进料端设有与各周边下料口一一对应连通的周边进料口，位于下料套筒内的中心下料管的侧壁上布设有进气通孔。本发明巧妙地在中心下料管的侧壁上设置进气通孔，进气通孔沿中心下料管转动相反方向倾斜向上延伸，从而在中心下料管旋转时，利用中心下料管旋转带动下料套筒内的空气运动从进气通孔进入中心下料管内阻碍物料的下落，在保证下料连续性的同时，也使得物料下落时空间分布更均匀。

Description

一种氧化铝旋转分离下料系统

技术领域

本发明属于铝电解槽技术领域，尤其涉及一种氧化铝旋转分离下料系统。

背景技术

Hall-Héroult电解法一直是工业炼铝的唯一方法。作为铝电解槽熔体的主要原料，氧化铝在电解质中的分散和溶解对于工业生产具有重要意义：对于氧化铝溶解和输运效果不好的电解槽来说，不但会因局部氧化铝浓度过低而诱发阳极效应，而且会因局部浓度过高无法及时溶解氧化铝，导致产生局部沉淀，增大铝液水平电流，影响电解过程的稳定性，进而使得能耗增大，电流效率降低。此外氧化铝的扩散和溶解是强吸热反应，下料后常常伴随电解槽局部温度的大幅降低，从而影响槽子热稳定性，破坏炉帮，降低槽寿命。

20世纪80年代发展出的点式下料技术，比起工业上传统的边部下料技术具有许多的优点，如下料间隔短，单次下料量小，满足工业上“勤加工，少下料”的要求。但是，随着现代铝电解槽容量增大，电解槽逐渐使用更加节能的低极距工艺和低过热度工艺，一些铝厂为抑制铝液的波动而采取减弱槽内熔体流动的设计，使得点式下料技术所加入电解质中的氧化铝越来越难以在槽内输运和分散。氧化铝分散和溶解的困难使得氧化铝空间浓度分布差异加大，浓度波动明显，槽子稳定性变差，电流效率降低。同时下料口下方铝液层中堆积大量氧化铝沉淀，造成炉底压降升高，能耗增大，严重时可导致炉膛畸形，缩短槽子寿命。

专利201710081144.8公开了一种铝电解旋风分布式氧化铝下料系统，从下料套筒进料端进入的氧化铝受重力作用落到分散拨片上，再由旋转的分散拨片提供的离心力，使通过的氧化铝物料均匀分散开来，使进入铝电解槽内的氧化铝呈伞状均匀分散进入电解质，从而使铝电解槽内氧化铝浓度均匀分布，以达到增加电解槽稳定性，提高电流效率，降低能耗，延长槽寿命的目的。

专利201410691224.1公开了一种精矿喷嘴，包括水冷套管内设置的分布器，位于水冷套管的下管端出料端所在的分布器上设置有旋转拨片，驱动机构驱动分布器旋转以对通过的物料提供分散用动能，在向精矿喷嘴投送精矿物料时，物料进入分布器与水冷外套之间通道，在自身的重力作用下下落，在旋转拨片的作用下获得动能，可将精矿物料均匀下落并扩散开来，从而使得精矿物料与外围的工艺风充分混合，进而可确保混合均匀的精矿物料在反应塔内的反应效果。

201210183387.X公开了一种铝电解槽氧化铝下料系统，包括阳极、料管、缓冲均料器、主下料器，所述阳极设有垂直于阳极底面的导气槽以及至少一个与导气槽连通的下料孔；所述缓冲均料器的一端与所述主下料器的下料口连接，另一端设有多个下料口，每一个下料口通过料管与设于阳极上的下料孔连通。本发明结构设计合理、实现了铝电解槽内氧化铝下料过程中原位均匀分散、高效预热、连续加料并快速溶解；运用于铝电解槽，可使槽内氧化铝浓度稳定、空间分布均匀性好、沉淀少、效应系数低、热平衡波动小，综合能耗低、槽寿命长。

但是随着电解技术的发展，上述专利开始显现出其单次下料量仍然较大，氧化铝空间浓度分布不够均匀，连续性差等问题。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种下料均匀、连续性好的氧化铝旋转分离下料系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种氧化铝旋转分离下料系统，包括：

下料套筒；

中心下料管，可旋转的设置在所述下料套筒内，位于下料套筒出料端所在的中心下料管上设置有分料器；

还包括设置在所述下料套筒上方的主下料器，所述中心下料管贯穿所述下料套筒与主下料器底端的中心下料口连通；所述主下料器的底端还设有沿所述中心下料口周向布设的周边下料口，所述下料套筒的进料端设有与各所述周边下料口一一对应连通的周边进料口，位于所述下料套筒内的中心下料管的侧壁上布设有进气通孔。

进一步的，所述进气通孔沿所述中心下料管转动相反方向倾斜向上延伸，且沿中心下料管轴向成排布置，每一排均包括多个沿中心下料管周向均布的所述进气通孔。

进一步的，还包括设置在所述下料套筒内且套设在所述中心下料管上的集料斗，从周边进料口出来的物料经所述集料斗收集后从集料斗与中心下料管间的间隙落入分料器上，所述集料斗与所述下料套筒之间存在间隙形成溢料通道。

进一步的，所述主下料器内部的下料通道由上部的倒锥形通道、下部的锥形通道和连接所述倒锥形通道和锥形通道的中部等径通道组成。

进一步的，所述周边下料口通过弧形下料管与所述周边进料口连通。

进一步的，所述中心下料管、下料套筒以及主下料器同轴设置，所述周边下料口以及周边进料口沿中心下料管周向均布。

进一步的，所述分料器呈上小下大的锥形体，所述锥形体的外壁上沿周向均布有若干沿锥形体母线延伸的通槽，各通槽的侧壁成为分散拨片。

进一步的，所述通槽的横截面呈倒梯形、U形或V形。

进一步的，所述中心下料管上设有调节阀。

进一步的，所述下料套筒上固定设有转盘轴承，所述中心下料管贯穿所述转盘轴承设置且通过驱动机构驱动。

进一步的，所述下料套筒出料端内设有出料盘，所述出料盘上设有呈环形阵列分布的出料孔。

进一步的，所述驱动机构包括与中心下料管外壁固定的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合传动的主动齿轮以及与主动齿轮传动连接的驱动电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明巧妙地在中心下料管的侧壁上设置进气通孔，从而在中心下料管旋转时，利用中心下料管旋转带动下料套筒内的空气运动从进气通孔进入中心下料管内，进而起到延缓物料的下落及均匀物料的作用，在保证下料连续性的同时，也使得物料下落时空间分布更均匀。

2、在下料套筒内设置集料斗，从周边进料口内流出的物料掉落在集料斗的斜坡面上时，因斜坡面阻止，下料速度得到延缓，下料连续性得到保证，且物料在斜坡面下滑也会混合的更加均匀，此外，当发生物料堵塞时物料还可以通过溢流通道下料，保证下料的连续性。

3、主下料器内部的下料通道由上部的倒锥形通道、下部的锥形通道和连接所述倒锥形通道和锥形通道的中部等径通道组成，使得物料形成圆锥形料堆，物料分布更加均衡，各下料口均匀分配下料。

4、从下料套筒进料端进入的氧化铝受重力作用落到分料器上，再由旋转的分料器提供的离心力，使通过的氧化铝物料均匀分散开来，使进入铝电解槽内的氧化铝呈伞状均匀分散进入电解质，从而使铝电解槽内氧化铝浓度均匀分布，以达到增加电解槽稳定性，提高电流效率，降低能耗，延长槽寿命的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中主下料器的底面示意图；

图3为本发明中中心下料管的示意图；

图4为本发明中出料盘的俯视图；

图5为本发明中分料器的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-图5，一种氧化铝旋转分离下料系统，包括下料套筒1、中心下料管2和主下料器3，中心下料管1通过旋转驱动机构4驱动以可旋转的方式设置在下料套筒1内，中心下料管2贯穿下料套筒1与主下料器3底端的中心下料口5连通，主下料器3的底端还设有沿中心下料口5周向布设的周边下料口6，下料套筒1的进料端上设有与各周边下料口6一一对应连通的周边进料口7，在位于下料套筒1出料端所在的中心下料管2上设置有分料器8，从周边下料口6进入的氧化铝受重力作用落到分料器8上，再由旋转的分料器8提供的离心力，使通过的氧化铝物料均匀分散开来，使进入铝电解槽内的氧化铝呈伞状均匀分散进入电解质，从而使铝电解槽内氧化铝浓度均匀分布。位于下料套筒1内的中心下料管2的侧壁上设有进气通孔9，中心下料管2在旋转的过程中，会带动下料套筒1内位于中心下料管2外围的空气作相对运动，使得下料套筒1内的空气从进气通孔9中进入中心下料管2内，起到延缓物料下落的作用，在保证下料连续性的同时，也使得物料下落时空间分布更均匀。

特别是，进气通孔9沿中心下料管2转动相反方向倾斜向上延伸，且沿中心下料管2轴向成排布置，每一排进气通孔9包括多个沿中心下料管2周向均布的进气通孔9时，从每一排进气通孔9进入的空气，在中心下料管2内形成环形向上旋流，进而在物料下落方向上形成多个气流阻滞环，降低物料的下落速度，物料因环形气流的扰动，在保证下料连续性的同时，也使得物料下落时空间分布更均匀。本实施例中，进气通孔9的中轴线可以为弧形或直线。

需要说明的是，在实际设计中，氧化铝旋转分离下料系统还可以包括设置在下料套筒1内且套设在中心下料管2上的集料斗10，从周边进料口7出来的物料经集料斗10收集后从集料斗10与中心下料管2间的间隙落入分料器8上，在集料斗10与下料套筒1之间存在间隙形成溢料通道11。本实施例中，通过在下料套筒1内设置集料斗10，从周边进料口7内流出的物料掉落在集料斗10的斜坡面上时，因斜坡面阻止，下料速度得到延缓，下料连续性得到保证，且物料在斜坡面下滑也会混合的更加均匀。此外，当发生物料堵塞时物料还可以通过溢流通道11下料，保证下料的连续性。

为使得物料分配更加均匀，中心下料管2、下料套筒1以及主下料器3优选为同轴设置，周边下料口6以及周边进料口7沿中心下料管2周向均布。

可以想到的是，为保证各个周边下料口6进入物料的均匀性，主下料器3内部的下料通道设计为由上部的倒锥形通道12、下部的锥形通道13和连接倒锥形通道12和锥形通道13的中部等径通道14组成，下料通道通过上述优化设计，使得物料在主下料器3底部呈圆锥形堆积，进而可以保证各个周边下料口6分配的物料是均等的，实现各周边下料口6均匀分配下料。

作为本发明的一种优选方案，各周边下料口6均通过弧形下料管15与周边进料口7连通，相对于垂直落料，物料在经过弧形下料管15时，落料速度可以得到有效降低。

具体而言，本实施例中分料器8呈上小下大的锥形体，锥形体的外壁上沿周向均布有若干沿锥形体母线延伸的通槽16，各通槽16的侧壁成为分散拨片17，通槽16的横截面可以为倒梯形、U形或V形。在下料套筒1出料端内设有出料盘18，出料盘18上呈环形阵列分布的出料孔19。分料器8一方面对物料施加横向作用力，使物料分散，另一方面还具备破碎物料结块的作用，出料盘18能够保证中心下料管内物料的均匀下料，盘底设有8个扇形出料孔，让落到盘底的物料在旋转离心作用下，在盘底滑动并做抛物线运动撒入电解槽。驱动机构4驱动中心下料管2转动，从下料套筒1进料端进入的氧化铝受重力作用落到分散拨片上，再由旋转的分散拨片提供的离心力，使通过的氧化铝物料均匀分散开来，使进入铝电解槽内的氧化铝呈伞状均匀分散进入电解质，而出料盘18使中心下料管2内部物料也保持均匀的面式下料，不是单一点或局部下料，从而使铝电解槽内氧化铝浓度均匀分布，以达到增加电解槽稳定性，提高电流效率，降低能耗，延长槽寿命的目的。在实际应用中，分料器也可以直接采用圆锥齿轮或者现有技术中诸如专利201410691224.1和201710081144.8公开的分料器结构，在此不再复述。

在具体的应用中，下料套筒1为上端封闭下端开口的筒体结构，在封闭端上设有周边进料口7以及转盘轴承19，中心下料管2贯穿转盘轴承19且通过驱动机构4驱动，驱动机构4包括与中心下料管2外壁固定的从动齿轮、与从动齿轮啮合传动的主动齿轮以及与主动齿轮传动连接的驱动电机，驱动电机固定安装在下料套筒或主下料器上。为对中心下料管2内的物料进行调节，在中心下料管2上还可以设有调节阀20。

上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种氧化铝旋转分离下料系统，包括：

下料套筒；

中心下料管，可旋转的设置在所述下料套筒内，位于下料套筒出料端所在的中心下料管上设置有分料器；

其特征在于：

还包括设置在所述下料套筒上方的主下料器，所述中心下料管贯穿所述下料套筒与主下料器底端的中心下料口连通；所述主下料器的底端还设有沿所述中心下料口周向布设的周边下料口，所述下料套筒的进料端设有与各所述周边下料口一一对应连通的周边进料口，位于所述下料套筒内的中心下料管的侧壁上布设有进气通孔。

2.根据权利要求1所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述进气通孔沿所述中心下料管转动相反方向倾斜向上延伸，且沿中心下料管轴向成排布置，每一排均包括多个沿中心下料管周向均布的所述进气通孔。

3.根据权利要求1或2所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：还包括设置在所述下料套筒内且套设在所述中心下料管上的集料斗，从周边进料口出来的物料经所述集料斗收集后从集料斗与中心下料管间的间隙落入分料器上，所述集料斗与所述下料套筒之间存在间隙形成溢料通道。

4.根据权利要求3所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述主下料器内部的下料通道由上部的倒锥形通道、下部的锥形通道和连接所述倒锥形通道和锥形通道的中部等径通道组成。

5.根据权利要求3所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述周边下料口通过弧形下料管与所述周边进料口连通。

6.根据权利要求3所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述中心下料管、下料套筒以及主下料器同轴设置，所述周边下料口以及周边进料口沿中心下料管周向均布。

7.根据权利要求3所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述分料器呈上小下大的锥形体，所述锥形体的外壁上沿周向均布有若干沿锥形体母线延伸的通槽，各通槽的侧壁成为分散拨片。

8.根据权利要求7所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述通槽的横截面呈倒梯形、U形或V形。

9.根据权利要求3所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述下料套筒出料端内设有出料盘，所述出料盘上设有呈环形阵列分布的出料孔。

10.根据权利要求3所述的氧化铝旋转分离下料系统，其特征在于：所述下料套筒上固定设有转盘轴承，所述中心下料管贯穿所述转盘轴承设置且通过驱动机构驱动，所述中心下料管上设有调节阀。