CN203360593U - 铝电解槽节能密封保温高强度槽罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，包括：固定架、方管，槽罩由槽罩阴罩与槽罩阳罩活动搭接构成；槽罩阴罩和槽罩阳罩的顶板上固定安装有梯状的固定架；槽罩阳罩包括：阳罩方管、下外槽、上凸槽、内槽；槽罩阴罩包括：阴罩方管、上外槽、下凸槽、内槽；本实用新型是一种密闭性能较好、保温性能提高的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，不仅使用寿命更长、整体结构强度更高、操作更方便，而且劳动强度更低、密闭边的强度更高、绝缘性能更高。

Description

铝电解槽节能密封保温高强度槽罩

技术领域

本实用新型涉及一种铝电解槽槽罩，尤其是一种铝电解槽节能密封保温高强度槽罩。

背景技术                   

九十年代之后，电解铝工业取得长足发展，技术经济指标和劳动生产率大幅提高，吨铝投资明显降低。这些成绩的取得得利于铝电解槽三场的研究、计算机控制技术的提高以及大容量电解槽技术的开发。随着社会的进步，国家对节能及环保越来越重视，各生产企业也将节能及环保作为日常主要工作来对待。而作为电解铝行业，能耗占整个生产成本40%以上，吨铝耗电为12500度~15000度;电解铝同时也是高污染行业，在电解铝生产过程中，主要烟气为CO和CO_2，,吨铝产生的烟气大约为1150m³，作为电解铝行业节能和减排更是企业重中之重的工作。

目前，几乎所有的预焙阳极电解铝槽都设有排烟道、集气罩。电解槽的烟气经烟道汇集后由槽上烟管排至净化系统的主烟管，送入净化装置进行处理。在生产中，电解槽的集气罩类似于伞型罩，电解槽产生的热烟气在浮力的作用下形成上升气流，因此，理论上只要罩口面积大于上升气流横断面积，设计的抽气量大于上升气流流量，就可以使得污染烟气全部吸入净化装置主烟管。然而，实际上电解槽由多组阳极组成每组阳极对应一块侧部槽罩，每两块槽罩间采用直线对接，形成一些缝隙。同时，随着生产时间的延长，操作电解槽需要频繁地踩踏槽罩，而传统的槽罩采用的是一种平板焊接的方式，时间一长，由于强度不够带来槽罩变形，使得缝隙进一步加大。因此为了保证污染气体不外排，只得增加电动机功率加大抽烟量，造成能耗增高。

   传统电解槽槽罩为铝板焊接而成，由于铝热传导性能好，电解槽内的一部分热量经过槽罩散发出去，在工艺上为了确保电解槽内的电解温度只有靠提高电解槽的工作电压来保证电解质的温度，这样又会使得吨铝能耗增高。

基于以上电解槽槽罩的缺点，我们研究出一种耐高温密闭保温高强度的新型槽罩，其主要作用就是节能和减排。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种密闭性能较好、保温性能提高的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，不仅使用寿命更长、整体结构强度更高、操作更方便，而且劳动强度更低、密闭边的强度更高、绝缘性能更高。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

这种铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，包括：固定架、方管，槽罩由槽罩阴罩与槽罩阳罩活动搭接构成；槽罩阴罩和槽罩阳罩的顶板上固定安装有梯状的固定架；

槽罩阳罩包括：阳罩方管、下外槽、上凸槽、内槽；槽罩阳罩的两边对称固定安装有阳罩方管，阳罩方管的顶面与顶板固定连接，阳罩方管内侧设有内槽，两边的阳罩方管通过内槽设有的底板固定连接；顶板与底板之间设有内层；阳罩方管的外侧上部、下部分别设有上凸槽和下外槽；

槽罩阴罩包括：阴罩方管、上外槽、下凸槽、内槽；槽罩阴罩的两边对称固定安装有阴罩方管，阴罩方管的顶面与顶板固定连接，阴罩方管内侧设有内槽，两边的阴罩方管通过内槽设有的底板固定连接；顶板与底板之间设有内层；阴罩方管的外侧上部、下部分别设有上外槽和下凸槽；

槽罩阴罩设有的上外槽和下凸槽与槽罩阳罩设有的上凸槽和下外槽对应固定连接。

槽罩阴罩与槽罩阳罩的上下端分别设有异型圆管，异型圆管与转板活动连接。

异型圆管、方管、阳罩方管和阴罩方管均由铝合金材料构成。

顶板由纯铝板或合金铝板构成。

底板由耐高温防磁不锈钢材料构成。

内层填充有热传导系数较低且保温性能较高的物质。

转板由耐高温高强度绝缘材料构成。

本实用新型的有益效果：

本实用新型是一种密闭性能较好、保温性能提高的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，不仅使用寿命更长、整体结构强度更高、操作更方便，而且劳动强度更低、密闭边的强度更高、绝缘性能更高。

1、节能：吨铝耗电比传统槽罩低65KWH以上；

2、环保：由于密闭性能强，大量减少电解槽内烟气外溢量，保护了环境。

3、改善工人的操作环境:由于保温材料的使用和密闭性能的提高，使工人的操作环境温度降低，减少了烟气外溢影响操作工人的身心健康，从而使职业病发生的可能性降低。

4、降低生产企业的生产成本:由于新型槽罩的使用寿命是传统槽罩的3-4倍，而新型槽罩的价格只为传统槽罩的1.3倍。

5、降低工人的劳动强度:新型槽罩的操作比一代槽罩操作更方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

图1是异型圆管给与转板的组合结构示意图。

图2是槽罩阳罩的俯视结构示意图。

图3是B-B的剖面结构示意图。

图4是A-A的剖面结构示意图。

图5是C-C的剖面结构示意图。

图6是槽罩阴罩的结构示意图。

图7是阴罩方管的结构示意图。

图8是方管的结构示意图。

图9是槽罩阴罩与槽罩阳罩结合的结构示意图。

具体实施方式

根据图1-图9所示，本实用新型主要包括：阴罩方管1、阳罩方管2、槽罩阴罩3、槽罩阳罩4、顶板5、底板6、方管7、内层8、内槽9、上外槽10、下外槽11、下凸槽12、上凸槽13、固定架14、异型圆管15、转板16。

铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，包括：固定架14、方管7，槽罩由槽罩阴罩3与槽罩阳罩4活动搭接构成；槽罩阴罩3和槽罩阳罩4的顶板5上固定安装有梯状的固定架14；

槽罩阳罩4包括：阳罩方管2、下外槽11、上凸槽13、内槽9；槽罩阳罩4的两边对称固定安装有阳罩方管2，阳罩方管2的顶面与顶板5固定连接，阳罩方管2内侧设有内槽9，两边的阳罩方管2通过内槽9设有的底板6固定连接；顶板5与底板6之间设有内层8；阳罩方管2的外侧上部、下部分别设有上凸槽13和下外槽11；

槽罩阴罩3包括：阴罩方管1、上外槽10、下凸槽12、内槽9；槽罩阴罩3的两边对称固定安装有阴罩方管1，阴罩方管1的顶面与顶板5固定连接，阴罩方管1内侧设有内槽9，两边的阴罩方管1通过内槽9设有的底板6固定连接；顶板5与底板6之间设有内层8；阴罩方管1的外侧上部、下部分别设有上外槽10和下凸槽12；

槽罩阴罩3设有的上外槽10和下凸槽12与槽罩阳罩4设有的上凸槽13和下外槽11对应固定连接。

槽罩阴罩3与槽罩阳罩4的上下端分别设有异型圆管15，异型圆管15与转板16活动连接。

异型圆管15、方管7、阳罩方管2和阴罩方管1均由铝合金材料构成。

顶板5由纯铝板或合金铝板构成。

底板6由耐高温防磁不锈钢材料构成。

内层8填充有热传导系数较低且保温性能较高的物质。

转板16由耐高温高强度绝缘材料构成。

工作原理：

将传统槽罩的单层铝合金板（熔点为660℃）改为双层板，而接触电解槽高温烟气的一层采用防磁不锈钢材料，这种材料的熔点为1400℃，电解槽内电解质的温度一般控制在950-970℃，火焰温度超过1000℃的机率也较低。传统槽罩使用寿命短，其根本原因大多为电解质溅出烫坏和被火焰烧坏。这一出发点主要是解决槽罩使用寿命短的问题，这是其一，其二主要是考虑节能降耗，思路为在铝板与不锈钢板之间填充传导系数低的保温材料，使其电解槽内的热损失量降低，从而实现节能降耗的目的；其三，加强了密闭性的设计，传统槽罩两块槽罩在工作时是相互平放在一起，其间隙大多在3mm以上，外部冷空气进入槽内或电解槽高温烟气溢出到槽外的情形随时发生，而新型槽罩为阴阳结构，在工作时，阴罩与阳罩是达接形式，增大了烟气进出的阻力，达到了减排的效果。再者，为了提高其槽罩的整体强度，减少其长时间使用发生变形使密封性能下降的可能，在上下端板设计时，采用了铝合金材料整体挤压加失效处理工艺，比传统槽罩采用焊接的强度大为提高。

密闭性能提高：

    新型槽罩的大面罩分别设计为“阴阳”边的形式，有效杜绝了外部空气进入电解槽内及槽内烟气的溢出。

     当外部气压大于槽内气压时，由于密封性能的提高阻止了外部冷空气的进入，降低烟气净化系统排烟风机的抽风动力和电解槽的电能消耗，而当电解槽内气压大于外部气压时，又阻止电解槽内烟气的溢出，减少了烟气外溢对环境的污染，从而实现提高密闭效果，达到节能、减排的目的。

保温性能提高：

   新型槽罩为夹层设计，在夹层间填充热传导系数较低且保温性能较高的物质，使作为热传导体的槽罩传导的热损失大幅降低，极其有效的提高整台电解槽的保温性能。经测试槽罩外部表面温度比传统槽罩低25°C以上，电解槽工作电压可降低20mv以上，从而实现电解铝能耗的降低。

使用寿命更长：

     新型槽罩为夹层设计，接近电解槽内的一面为耐高温防磁不锈钢材料。不锈钢的熔点在1400℃，电解槽内的电解质温度一般在950℃---970℃范围，火焰温度在短时间内达到1400℃的机理也非常小。而传统槽罩的面板为纯铝板或合金铝板，其熔点在660℃左右，若操作工人操作不精心，未及时堵塞电解槽边部火眼，从火眼喷出的火焰很容易将槽罩烧坏，造成局部槽罩损坏。而新型槽罩的不锈钢材料熔点高，烧坏的几率较小，因此比传统槽罩的使用寿命大幅延长。

整体结构强度更高 ：

     新型槽罩的上下方管与上下端板为整体挤压一次成型，其强度远远高于传统式槽罩采用焊接或铆接工艺的强度，从而减小槽罩变形的程度，极大地提高槽罩的结构强度。

操作更方便、劳动强度更低：

    一代保温槽罩为单边密封，在正常作业时，由于槽罩之间紧密接触，一块压着一块，要揭开某一块槽罩，必须用力斜抽才能完成揭开槽罩的操作，而恢复摆放时必须斜插进去且需要工人紧密摆放整齐，确保密封效果，因此工人劳动强度较大。而本新型保温槽罩分别为“阴阳”槽罩的结构形式，工人在操作时只要先揭开“阳罩”再揭开“阴罩”即可，回复摆放反之操作即可，工人的劳动强度大幅降低。

密闭边的强度更高：

     一代槽罩的密闭边为：宽10mm、厚1.3mm的合金铝板制成，当经过多次撞击后很容易出现局部变形，使密封效果降低。而本新型槽罩的密闭边为：一次整体挤压成型，断面为方管结构，宽20mm、壁厚2mm，经失效处理后，其强度远远高于一代槽罩，密闭边不会变形，确保槽罩的密闭效果和使用寿命。

绝缘性能更高：

传统槽罩上下端板均为铝合金板焊接而成，在上下铝合金端板外层包一层绝缘材料，为使绝缘材料与铝合金板连接牢固，需用连接螺栓将绝缘材料固定在铝合金板上，由于连接螺栓为导体，螺栓与铝合金板之间在连接时还需绝缘，在实际使用中通常是在其之间安装一绝缘垫圈，达到绝缘的目的。但槽罩使用一段时间后，连接螺栓常有松动的现象，使绝缘垫圈滑动，螺栓与铝合金板相接触，失去绝缘的作用，造成电解槽漏电打火花等现象发生，不仅消耗电能，而且存在安全隐患。新型槽罩上下端板为异型铝合金圆管，绝缘材料直接插入铝合金圆管的内圆内，彻底解决槽罩由于绝缘不好，出现漏电的情况发生，同时也解决了由于漏电打火花存在的安全隐患。

Claims (7)

1.一种铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，包括：固定架（14）、方管（7），其特征在于：槽罩由槽罩阴罩（3）与槽罩阳罩（4）活动搭接构成；槽罩阴罩（3）和槽罩阳罩（4）的顶板（5）上固定安装有梯状的固定架（14）；

槽罩阳罩（4）包括：阳罩方管（2）、下外槽（11）、上凸槽（13）、内槽（9）；槽罩阳罩（4）的两边对称固定安装有阳罩方管（2），阳罩方管（2）的顶面与顶板（5）固定连接，阳罩方管（2）内侧设有内槽（9），两边的阳罩方管（2）通过内槽（9）设有的底板（6）固定连接；顶板（5）与底板（6）之间设有内层（8）；阳罩方管（2）的外侧上部、下部分别设有上凸槽（13）和下外槽（11）；

槽罩阴罩（3）包括：阴罩方管（1）、上外槽（10）、下凸槽（12）、内槽（9）；槽罩阴罩（3）的两边对称固定安装有阴罩方管（1），阴罩方管（1）的顶面与顶板（5）固定连接，阴罩方管（1）内侧设有内槽（9），两边的阴罩方管（1）通过内槽（9）设有的底板（6）固定连接；顶板（5）与底板（6）之间设有内层（8）；阴罩方管（1）的外侧上部、下部分别设有上外槽（10）和下凸槽（12）；

槽罩阴罩（3）设有的上外槽（10）和下凸槽（12）与槽罩阳罩（4）设有的上凸槽（13）和下外槽（11）对应固定连接。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，其特征在于：所述的槽罩阴罩（3）与槽罩阳罩（4）的上下端分别设有异型圆管（15），异型圆管（15）与转板（16）活动连接。

3.根据权利要求1所述的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，其特征在于：所述的异型圆管（15）、方管（7）、阳罩方管（2）和阴罩方管（1）均由铝合金材料构成。

4.根据权利要求1所述的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，其特征在于：所述的顶板（5）由纯铝板或合金铝板构成。

5.根据权利要求1所述的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，其特征在于：所述的底板（6）由耐高温防磁不锈钢材料构成。

6.根据权利要求1所述的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，其特征在于：所述的内层（8）填充有热传导系数较低且保温性能较高的物质。

7.根据权利要求2所述的铝电解槽节能密封保温高强度槽罩，其特征在于：所述的转板（16）由耐高温高强度绝缘材料构成。

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