CN205990455U - 一种铝电解槽结构 - Google Patents

Abstract

一种铝电解槽结构是电解铝生产的技术装备，其技术特征是：在铝电解槽两端的门型支撑框架上，设置有铝电解槽上部结构高度调整装置，使得铝电解槽上部结构和铝电解槽下部槽壳体之间的高度距离可以进行调节。其创新点和技术优势是：在铝电解槽上新增安装上一套铝电解槽生产工艺调整系统装置，在电解生产过程中，可以通过高度调整装置的升降动作，调整铝电解槽上部结构和底部槽壳体之间以及电解炉膛熔池之间的空间范围和高度距离，并用此方式来调整铝电解槽的工艺状况和执行机构的工作状态，以及阳极炭块的配置高度，实现电解铝的节能减排生产。

Description

一种铝电解槽结构

技术领域：一种铝电解槽结构是电解铝生产的技术装备，主要应用于铝电解槽技术装备的生产制造以及电解铝生产。

背景技术：铝电解槽是进行电解铝生产的主要技术装备，铝电解槽主要由底部的电解槽熔池结构和铝电解槽上部结构两大部分组成。

铝电解槽底部的熔池结构由主要电解槽壳体和砌筑在槽壳体内部的阴极导电内衬和侧部保温炉墙以及底部的保温材料所构造而成，固定安装在基础立柱上，是铝电解槽的电解熔池结构部件。

铝电解槽上部结构主要阳极提升装置、阳极大母线、阳极导电装置、氧化铝加料箱、打壳下料装置、排烟除尘装置以及承重桁架结构所组成成，铝电解槽的承重桁架结构通过设置在承重桁架结构两端的四个门型立柱与铝电解底部槽壳体端部实施绝缘固定螺栓连接。

铝电解槽上部结构包括，阳极提升装置、氧化铝加料箱、打壳下料装置、排烟除尘装置，她们固定连接构造在承重桁架结构上，在电解过程中铝电解槽上部结构的阳极提升装置拖动阳极大母线并带动阳极导电装置的铝导杆阳极炭块钢爪组进行上下升降运动。固定在桁架结构上的打壳下料装置的打壳气缸拖动打击锤头进行上下运动，冲击开电解质结壳形成加料和排气火眼，以便将氧化铝加料箱内的氧化铝料粉加入到铝电解槽阴极熔池的电解质液中，进行电解生产。

铝电解槽上部结构水平烟罩板和的两侧大端面设置有大面槽盖板，铝电解槽上部结构水平烟罩板端部小面和门型立柱之间设置有小断面设置有端部槽盖板。这些槽盖板和固定在上部结构上的水平烟罩板形成铝电解侧部和底部槽壳体之间的铝电解槽密封结构。

目前，国内外铝电解结构设计的一个共同特点是，铝电解槽上部结构的承 重桁架结构和铝电解槽底部槽壳体之间高度为定高设计，即铝电解槽上部承重桁架结构和铝电解槽底部槽壳体之间的支撑门型立柱的高度和门型立柱底部的绝缘水平调整支座为定高设计，其高度不可调节。

其构造形式是：在铝电解槽承重桁架结构的两端部，设置有门型支撑框架，门型支撑框架由两个门型立柱和一个设置在门型立柱的上端的门框横梁所组成，门框横梁与两个门型立柱顶端的之间焊缝为焊接永固连接，门型立柱的底部与绝缘水平调节支座用螺栓进行紧固连接，绝缘水平调节支座的底部与铝电解槽槽壳体钢结构的水平沿板再用螺栓进行紧固连接。

由于铝电解槽上部结构桁架结构和铝电解槽底部槽壳体之间的门型支撑框架的门型立柱的高度，以及门型立柱底部的绝缘水平调整支座为定高设计，其高度不可调节，因而，铝电解槽上部结构和底部槽膛结构的空间大小和高度距离，都不可能按铝电解槽的实际工艺状况的需要进行应变调节，使得铝电解槽在电解生产过程中，存在许多技术障碍和缺陷，例如：

(1)槽上部结构和底部槽壳体之间高度距离不可调节，会造成槽上部水平烟罩板和槽壳体之间的换极操作高度受限，导致阳极炭块钢爪组的高度受限，电解生产中只能采用限定高度的阳极炭块进行生产，不能按铝电解槽的按实际工况要求，配置最佳高度的阳极炭块进行生产。

(2)槽上部结构和底部槽壳体之间高度距离不可调节，会造成固定在槽上部结构上的打壳下料锤头和铝电解槽熔池内电解质液面之间的冲击行程高度不可调整，使得打壳锤头底部，有时会冲击到电解质液层内，造成锤头粘包或锤头磨损；有时会使得打壳锤头底部，冲击不到电解质结壳，造成下料口火眼的堵塞，影响氧化铝加料。

(3)槽上部结构和底部槽壳体之间高度距离不可调节，会造成与上部机构 固定相连的中缝挡料板和铝电解槽熔池内电解质液面之间的距离不变，会使得中缝挡料板和中缝覆盖料产生烧结，不利于覆盖料的规整成型。

(4)槽上部结构和底部槽壳体之间高度距离不可调节，会造成固定在铝电解槽上部结构上的阳极升降驱动装置，驱动大母线升降的行程受限，影响铝电解槽阳极炭块工况状态的调整。

(5)槽上部结构和底部槽壳体之间高度距离不可调节，会造成铝电解槽上部结构和底部槽壳体之间的炉内保温作业空间不能调节，影响铝电解槽的热平衡工况状态的调整。

发明内容：为了克服铝电解槽上部结构和底部槽壳体之间高度距离不可调节，不能按铝电解槽的实际工艺状况需要调整其空间范围和距离高度所带来的技术缺陷，本发明设计了一种新型铝电解槽结构，其技术方案的特征是：

在铝电解槽两端的门型支撑框架上，设置有铝电解槽上部结构高度调整装置，即在门型支撑框架的门框横梁和门型立柱上或绝缘水平调节支座上，设置安装上铝电解槽上部结构高度调整装置。使得铝电解槽上部结构和铝电解槽下部槽壳体之间的高度距离可以进行调节。

依据上述技术方案：为保证铝电解槽上部结构在顶升作业时不产生平面位移，门型支撑框架上的门框横梁和门型立柱之间设置有高度升降导向装置。

依据上述技术方案：铝电解槽两端的门型支撑的两个门型立柱上或门框横梁上安装有支撑横梁或支撑座架，用以安置铝电解槽高度调整装置

依据上述技术方案：铝电解槽两端门型支撑框架的门框横梁或门型立柱上，都可设置铝电解槽上部结构高度调整装置。

依据上述技术方案：铝电解槽高度调整装置可采用能够驱动铝电解槽的上部结构进行整体的上下运动的机械螺旋千斤顶、液压千斤顶或电动机械千斤顶进行 配置。

依据上述技术方案：铝电解槽高度调整装置可设置为具有承载功能和导向功能螺旋套杆式结构，直接安装在铝电解槽门型支撑框架上。即高度调整装置与升降导向装置为一体设计构造；同样升降导向装置可以具有顶升调节高度的功能，与高度调整装置为一体设计构造。

依据上述技术方案：铝电解槽高度调整装置即可安置在铝电解槽两端的两个门型立柱的支撑横梁或支撑座架上，亦可安置在门框横梁上。

依据上述技术方案：铝电解槽高度调整装置可作为电解槽的固定部件安装在铝电解槽上，亦可选用可移动部件进行配置，在完成顶升作业后将其移开，其支撑功能可由设置在门型立柱底部的加高固定垫板支座，或螺旋套杆式升降导向装置完成。

依据上述技术方案：在生产过程中，利用高度调整装置对铝电解上部结构进行调节高度作业时，固定在铝电解上部结构承重桁架上的大母线升降驱动装置，要同时带动阳极大母线和阳极导电装置进行运动，大母线运动的方向与铝电解上部结构在高度调整装置驱动下运行方向相反，且速度相等，以此保证在电解工况状态下，安装在阳极导电装置底部的阳极炭块底掌始终在电解质液中保持在一个水平上。

依据上述技术方案：铝电解上部结构在利用高度调整装置进行与槽壳体的空间高度调整时，打壳下料装置、中缝挡料板、水平烟罩板等固定安装在铝电解槽上部桁架结构上的功能部件，同时进行上下运动，以此来调整铝电解槽的工艺状况，实现电解铝的节能减排生产。

本发明在铝电解槽两端门型框架上，安装设置上部结构高度调整装置，其创新点和技术优势是：在铝电解槽上新增安装上一套铝电解槽生产工艺调整系统 装置，在电解生产过程中，可以通过高度调整装置的升降动作，调整铝电解槽上部结构和底部槽壳体之间以及电解炉膛熔池之间的空间范围和高度距离，并用此方式来调整铝电解槽的工艺状况和执行机构的工作状态，以及阳极炭块的配置高度，实现电解铝的节能减排生产。

附图说明：本发明一种铝电解槽结构的技术特征，通过附图说明和实施例的表述则更加清晰。

图1：现通用铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。

图2：现通用铝电解槽端部结构的侧视图(即图1的侧视图)。

图3：本发明实施例1铝电解槽上部结构端部门型支撑框架主视图。

图4：为图3的侧视图

图5：本发明实施例2铝电解槽上部结构端部门型支撑框架主视图。

图6：本发明实施例3铝电解槽上部结构端部门型支撑框架主视图。

图7：本发明实施例4上部结构加高后的铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。

图8：本发明实施例5上部结构加高前的铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。

图9：本发明实施例4上部结构未加高前铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。

图10：本发明实施例4上部结构加高后铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。(与图7相同)

图11，本发明实施例6上部结构未加高前铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。：

图12，本发明实施例6上部结构加高后铝电解槽上部结构端部门型支撑框 架的主视图。

图13：本发明实施例7铝电解槽上部结构端部门型支撑框架的主视图。

图14：为图11的侧视图

其图中所示：1门框横梁、2门型立柱，3绝缘水平调节支座、4上部桁架结构、5水平烟罩板、6排烟除尘装置、7打壳下料装置、8槽壳体、9水平沿板、10高度调整装置、11支撑座架、12、支撑横梁、13加强板、14、导向装置、15导向杆、16导向套管17、导向螺旋杆、18导向螺旋套、19、加高固定垫板支座。

具体实施方式：现通用的铝电解槽两端设置有承重部件门型支撑框架，门型支撑框架的上端为上部桁架结构(4)。

门型支撑框架由两个门型立柱(2)和门框横梁(1)组成，两个门型立柱(2)的底端分别安装有绝缘水平调节支座(3)，并与铝电解槽底部的槽壳体(8)部件的水平沿板(9)进行用螺栓进行固定连接。如附图1、图2所示，

铝电解上部桁架结构(4)以及与之进行紧固连接的所有部件，到槽壳体(8)水平沿板(9)之间的高度大小以及空间大小，都是由铝电解门型立柱(2)和绝缘水平调节支座(3)的高度为来决定的。

现通用的铝电解槽的一个显著特点是：且在电解槽生产过程中，铝电解槽的上部结构，到铝电解槽底部槽壳体之间的高度距离不能调节，高度为不可调节设计。

而本发明是在铝电解槽两端门型框架上，安装设置一套可使得上部结构与铝电解槽槽壳体(8)之间高度可以高度调整装置(10)，其创新目的是：在电解生产过程中，可以通过该高度调整装置(10)的升降动作，调整铝电解槽上部结构(4)和底部槽壳体(8)之间高度距离，以及上部结构(4)和电解炉膛熔池 之间的空间范围，使之达到最佳的技术设定条件，并用此方式来铝电解槽的调整工艺状况，和铝电解槽上部执行机构，如打壳下料机装置(7)、排烟除尘装置(6)功能实现的技术条件，实现铝电解槽的节能减排生产。具体实施方式可采取如下方式进行。

实施例1：如附图3、图4所示：在门型支撑框架的两个门型立柱(2)之间，设置有顶升支撑横梁(12)；顶升支撑横梁(12)两端的底部，设置与门型立柱(2)进行固定连接的支撑加强板(13)；顶升支撑横梁的左右两端各设置一个千斤顶，作为高度调整装置(10)；

为了保证门框横梁(1)和上部桁架结构(4)在顶升过程中的与门柱间的垂直运动，和防止产生水平位置偏移，在门框横梁(1)的两端部和门型立柱上端部之间设置有顶升导向装置(14)。

该顶升导向装置(14)由导向杆(15)和导向套管(16)所组成。导向套管(16)固定焊接在门框横梁(1)的两端，而导向杆(15)的下端固定安装在门型立柱(2)的上端。

当启动高度调整装置(10)进行顶升作业时，导向杆(15)可以在导向套管(16)内进行垂直上下运动。

实施例2：如附图5所示，在门型支撑框架的两个门型立柱(2)的内侧上部，设置有顶升支撑座(11)，顶升支撑座(11)与门型立柱(2)进行固定焊接连接。将两个千斤顶作为高度调整装置(10)，分别安装在顶升支撑座(11)上。

为了保证门框横梁(1)和上部桁架结构(4)在顶升过程中的与门柱间的垂直运动，和防止产生水平位置偏移，在门框横梁(1)的两端部和门型立柱上端部之间设置有顶升导向装置(14)。该顶升导向装置(14)由导向杆(15)和导向套管(16)所组成。导向套管(16)焊接固定安装在门型立柱(2)的上端， 导向杆(15)固定安装在门框横梁(1)的两端。

当高度调整装置(10)在进行顶升作业时，导向杆(15)可以在导向套管(16)内进行垂直上下运动。

实施例3：如附图6示，在门型支撑框架的两个门型立柱(2)的外侧上部，设置有顶升支撑座(11)，并与门型立柱(2)进行固定连接。将两个千斤顶作为高度调整装置(10)，分别安装在门型立柱(2)外侧的顶升支撑座(11)上。

为了防止门框横梁(1)和上部桁架结构(4)在顶升过程中产生水平位移，在门框横梁(1)的端部和门型立柱之间设置有导向装置(14)。该导向装置(14)由导向杆(15)和导向套管(16)所组成。导向套管(16)固定安装在门型立柱(2)的上端，导向杆(15)固定安装在门框横梁(1)的两端。当高度调整装置(10)在进行顶升作业时，导向杆(15)可以在导向套管(16)内进行垂直上下运动。

实施例4：如附图9、图7、图10所示，在门型支撑框架的两个门型立柱(2)的中间，设置有顶升支撑横梁(12)，顶升支撑横梁(12)的两端与左右两侧的两个门型立柱(2)进行焊接固定连接。进行顶升作业时，可将一个千斤顶作为高度调整装置(10)，安装在支撑横梁(12)上。其余设置与实施例1相同。

实施例5：如附图8所示，本实施例的特点：安装在门型立柱(2)顶端和门框(1)两端的顶升高度调整装置(10)和导向装置(14)为二和而一设计，采用双向螺旋套杆结构，即在门框横梁(1)的端部和门型立柱之间设置有双向螺旋套杆式导向装置(14)。

该双向螺旋套杆式导向装置(14)由导向螺杆(17)和导向螺旋套(18)所组成。两组双向螺旋向螺旋套(18)，分别固定安装在门型立柱(2)的上端和门框横梁(1)的两端，两个导向螺杆(17)为双向螺旋杆，分别安装在横梁和 立柱的两组双向导向螺旋套(18)中。

在进行顶升作业时，安装在门框横梁端两端顶部的导向螺杆(17)，即导向杆(15)在进行旋转时，即具有推进顶升横梁升降作业功能的，又具有导向定位功能。

实施例6：如附图11图12所示：在门型支撑框架的两个门型立柱(2)的中间，设置有支撑横梁(12)；将一个千斤顶作为高度调整装置(10)，固定安装在门框横梁上方，通过设置在横梁内的中心孔，用千斤顶对撑横梁(12)实施顶压力，迫使门框横梁以及铝电解槽上部机构进行顶升。

实施例7：如附图13、图14所示：在两个门型立柱(2)或绝缘水平调节支座(3)的底部，和铝电解壳体(8)的水平沿板之间，安装有加高垫板支座(19)；安装时：将高度调整装置(10)作为临时支撑顶升装置，安装在门框横梁和电解槽壳体的水平沿板(9)之间；当临时高度调整装置(10)将门框横梁(1)顶升至设定高度时，将加高垫板支座(19)，垫置到绝缘水平调节支座(3)的底部和水平沿板(9)之间的抬高空间内，用螺栓进行固定连接即可。

本发明在铝电解槽端部的门型支撑框架上设置铝电解槽上部结构高度高度调整装置(10)，在铝电解槽进行在线生产，对铝电解的上部结构进行高度调整作业时，应注意一下要点：固定在铝电解上部结构承重桁架上的大母线升降驱动装置，要同时带动阳极大母线和阳极导电装置进行运动，大母线运动的方向与铝电解上部结构在高度调整装置驱动下运行方向相反，且速度相等，以此保证在电解工况状态下，安装在阳极导电装置底部的阳极炭块底掌始终在电解质液中保持在一个水平上。

Claims (5)

1.一种铝电解槽结构，其特征是：在铝电解槽两端的门型支撑框架上，设置有铝电解槽上部结构高度调整装置和升降导向装置，即在铝电解槽两端的门型支撑框架的门框横梁和门型立柱之间设置有高度调整装置和升降导向装置。

2.依据权利要求1所所述的一种铝电解槽结构，其特征是：在两端的门型支撑框架的门型立柱上或门框横梁上安装有支撑横梁或支撑座架。

3.依据权利要求1所所述的一种铝电解槽结构，其特征是：铝电解槽高度调整装置采用能够驱动铝电解槽的上部结构进行整体的上下运动的机械螺旋千斤顶、液压千斤顶或电动机械千斤顶进行配置。

4.依据权利要求1所所述的一种铝电解槽结构，其特征是：铝电解槽高度调整装置，可安置在铝电解槽两端的两个门型立柱的支撑横梁或支撑座架上，或安置在门框横梁上。

5.依据权利要求1所所述的一种铝电解槽结构，其特征是：铝电解槽高度调整装置可作为电解槽的固定部件安装在铝电解槽上，亦可选用可移动部件进行配置，在完成顶升作业后将其移开，其支撑功能可由设置在门型立柱底部的加高固定垫板支座，或螺旋套杆式升降导向装置完成。