CN211771601U - 一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置，包括：与铝电解槽阴极的外表面相匹配的框架结构、设置于框架结构外表面的粘接层、通过粘接层粘接于框架结构外表面的保温层；所述框架结构包括底部敞口的罩体结构、与罩体结构围合为内部中空的底板、将底板一侧与罩体结构一侧活动连接的角部连接件、将底板的另一侧与罩体结构固定的紧固结构。本实用新型可以解决目前电解槽四个角部区域因热量损耗过大而导致的阴极伸腿部位肥大的问题，从而使铝电解槽在低温、低能耗的状态下平稳高效生产；而且可根据铝电解槽阴极结构的不同形状，灵活设置框架结构；同时拆装方便，可重复利用。

Description

一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置

技术领域

本实用新型属于铝电解技术领域，特别涉及一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置。

背景技术

众所周知，“物料平衡”和“能量平衡”是铝电解槽运行是否平稳、高效的关键因素。能量平衡是指输入到电解槽内的电能W_电等于电解槽分解氧化铝所需要的化学能W_化与补偿电解槽热损失所需要的热能W_损之和(即：W_电＝W_化+W_损)，在稳定的电流效率下，W_化是一个趋于稳定不变的常数值。

随着中国铝工业的高速发展，矿石原料来源越来越广泛，电解质成份中杂质含量越来越多，特别是锂、钾等碱金属显著增高，使电解初晶温度明显降低；加之市场竞争愈演愈烈，各生产企业都在想方设法地减少W_电的投入，而电解槽在保温设计时主要是考虑炉底的保温，阴极钢棒作为炉底一个重要的传热、散热通道没有保温措施；目前在产电解槽侧部及底部散热量仍然较大(即，W_损不变)，电解槽长期在W_电﹤W_化+W_损的能量不平衡模式下生产，会自身调节热平衡－－伸腿部位越长越肥大，严重的在阳极碳块正投影下方长出厚厚的伸腿，使与阳极底掌之间距离缩短，特别是在出铝后，局部极距严重减小，导致电解槽出现严重的针振、摆动现象。在伸腿肥大初期，可通过上提阳极来短暂解决针振、摆动现象，但随着上提阳极该区域热量收入更少，伸腿愈容易肥大，后期生产中不得不持续抬高设定电压、铝水平来维持电解槽运行，最终导致吨铝电耗增大，生产成本增加，个别严重的不得不停槽进行大修。

近年来各科研院所对电解槽各环节热量损失方面收集了大量的实验研究数据，建立了如图1所示的三维模型，图1中的横曲线为温度梯度线、斜线为热流线，通过伸腿部位的热流线可看出，阴极钢棒部位是电解槽底部一个重要的散热通道，其热流线所对应的位置正是阴极钢棒部位。因此，若想降低侧部、侧下部的W_损又不会使阴极伸腿部位变得肥大，对裸露在外的阴极钢棒头保温工作就显得很有现实意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置，对裸露在外的阴极进行有效保温，解决目前电解槽四个角部区域因热量损耗过大而导致的阴极伸腿部位肥大的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置，包括：与铝电解槽阴极的外表面相匹配的框架结构、设置于框架结构外表面的粘接层、通过粘接层粘接于框架结构外表面的保温层；所述框架结构包括底部敞口的罩体结构、与罩体结构围合为内部中空的底板、将底板一侧与罩体结构一侧活动连接的角部连接件、将底板的另一侧与罩体结构固定的紧固结构。

本技术方案对铝电解槽阴极的上下左右各侧面均具有保温作用，可以解决目前电解槽四个角部区域因热量损耗过大而导致的阴极伸腿部位肥大的问题，从而使铝电解槽在低温、低能耗的状态下平稳高效生产；而且可根据铝电解槽阴极结构的不同形状，灵活设置框架结构；而且拆装方便，可重复利用。

在进一步的技术方案中，所述保温层的厚度为1-10cm。

本技术方案可根据铝电解槽的现场实际情况，对保温层厚度进行调整，操作更灵活、简单。

在进一步的技术方案中，所述保温层采用400℃时导热系数为0.8-0.95W/M·K的硅酸铝纤维保温材料。

在进一步的技术方案中，所述角部连接件为合叶。

本技术方案更便于保温装置的拆装。

在进一步的技术方案中，所述紧固结构包括固定螺杆、固定螺母和固定档板，所述固定螺杆的顶部与所述罩体结构的底部固定连接，所述底板和固定档板在固定螺杆的相对位置设有通孔，所述固定螺杆依次穿过底板和固定档板的通孔与所述固定螺母螺纹连接。

本技术方案便于保温装置的各侧面紧帖于铝电解槽阴极外侧表面安装，保温更有效。

在进一步的技术方案中，所述保温装置还包括与铝电解槽下位机控制系统通过连接的温度采集装置，所述温度采集装置设置于所述框架结构与阴极之间的角部空隙处。

本技术方案可用于铝电解槽下位机控制系统实时监测阴极钢棒的温度变化趋势。

在进一步的技术方案中，所述粘接层采用专用耐高温粘接剂。

本技术方案具有施工简单、常温下固化速度快、粘结力强、使用寿命长等优点、

在进一步的技术方案中，所述粘接层的材料包括R2O·nSiO2和Na2SiF6。

在进一步的技术方案中，所述框架结构为钢板结构。

有益效果

本实用新型提供的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，包括与铝电解槽阴极的外表面相匹配的框架结构、设置于框架结构外表面的粘接层、通过粘接层粘接于框架结构外表面的保温层；所述框架结构包括底部敞口的罩体结构、与罩体结构围合为内部中空的底板、将底板一侧与罩体结构一侧活动连接的角部连接件、将底板的另一侧与罩体结构固定的紧固结构。该保温结构，对铝电解槽阴极的上下左右各侧面均具有保温作用，可以解决目前电解槽四个角部区域因热量损耗过大而导致的阴极伸腿部位肥大的问题，从而使铝电解槽在低温、低能耗的状态下平稳高效生产；而且可根据铝电解槽阴极结构的不同形状，灵活设置框架结构，而且拆装方便，可重复利用。

附图说明

图1为铝电解槽热流线分布示意图；

图2为本实用新型实施例所述电解槽阴极钢棒外露端示意图；

图3为图2的A-A向侧视图；

图4为本实用新型实施例所述“M”形框架结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述“M”形框架结构紧贴于铝电解槽阴极外侧表面的示意图；

图6为本实用新型实施例所述“口”形框架结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本实用新型的技术方案作进一步解释说明。

本实施例提供的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，包括与铝电解槽阴极的外表面相匹配的框架结构1、设置于框架结构1外表面的粘接层3、通过粘接层3粘接于框架结构1外表面的保温层2；所述框架结构1包括底部敞口的罩体结构、与罩体结构围合为内部中空的底板、将底板一侧与罩体结构一侧活动连接的角部连接件、将底板的另一侧与罩体结构固定的紧固结构。

在更优的实施例中，罩体结构和底板均采用厚度为2mm的铁板，角部连接件采用合叶4；紧固结构包括固定螺杆5、固定螺母6和固定档板7，所述固定螺杆5的顶部与所述罩体结构的底部固定连接，所述底板和固定档板7在固定螺杆的相对位置设有通孔，所述固定螺杆依次穿过底板和固定档板7的通孔与所述固定螺母6螺纹连接。

如图2、3所示的铝电解槽的阴极包括两个并列设置的钢棒，针对该阴极结构，可将罩体结构呈“M“形，如图4所示，通过合叶4将底板的右侧与罩体结构的右侧底部连接。同时，由于M形罩体结构的底部中间位置处未覆盖阴极钢棒，因此将固定螺杆5设置于该中间位置处，此时即可将底板的通孔对准螺杆，并使用固定档板7和固定螺母6将底板固定于M形罩体结构的底部，将铝电解槽阴极的外侧面紧紧包围，如图5所示，对铝电解槽阴极结构的上下左右各侧面均具有较好的保温作用，可以解决目前电解槽四个角部区域因热量损耗过大而导致的阴极伸腿部位肥大的问题，从而使铝电解槽在低温、低能耗的状态下平稳高效生产。

若铝电解槽的阴极只设有1个钢棒，针对该阴极结构，可将框架结构1设置为“口”形，如图6所示，通过合叶4将底板的右侧与罩体结构的右侧底部连接。同时，由于“口”形的罩体结构全包围钢棒，因此只能将固定螺杆5设置于罩体结构的左侧底部，此时即可将底板的通孔对准螺杆，并使用固定档板7和固定螺母6将底板固定于M形罩体结构的底部，将铝电解槽阴极的外侧面紧紧包围，对铝电解槽阴极结构的上下左右各侧面均具有较好的保温作用，可以解决目前电解槽四个角部区域因热量损耗过大而导致的阴极伸腿部位肥大的问题，从而使铝电解槽在低温、低能耗的状态下平稳高效生产。

在更优的实施例中，保温层2采用400℃时导热系数为0.8-0.95W/M·K的硅酸铝纤维保温材料，其保温性能可提高侧部、侧下部区域温度150±50℃。另外，保温层2的厚度可选范围为1-10cm，可具体根据铝电解槽的阴极伸腿部位肥大情况来具体选择保温层2的厚度，使该保温装置的安装操作更灵活、简单。

在更优的实施例中，粘接层3采用特制的适合于电解槽表面耐高温粘结剂，以R2O·nSiO2加入一定比列的Na₂SiF₆混合而成，具有施工简单、常温下固化速度快、粘结力强、使用寿命长等优点。

在更优的实施例中，保温装置还包括铝电解槽下位机控制系统通过连接的温度采集装置8，具体可采用热电偶，设置于所述框架结构1与阴极之间的角部空隙处。可用于铝电解槽下位机控制系统实时监测阴极钢棒的温度变化趋势。

以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，包括：与铝电解槽阴极的外表面相匹配的框架结构、设置于框架结构外表面的粘接层、通过粘接层粘接于框架结构外表面的保温层；所述框架结构包括底部敞口的罩体结构、与罩体结构围合为内部中空的底板、将底板一侧与罩体结构一侧活动连接的角部连接件、将底板的另一侧与罩体结构固定的紧固结构。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，所述保温层的厚度为1-10cm。

3.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，所述保温层采用400℃时导热系数为0.8-0.95W/M·K的硅酸铝纤维保温材料。

4.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，所述角部连接件为合叶。

5.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，所述紧固结构包括固定螺杆、固定螺母和固定档板，所述固定螺杆的顶部与所述罩体结构的底部固定连接，所述底板和固定档板在固定螺杆的相对位置设有通孔，所述螺杆依次穿过底板和固定档板的通孔与所述固定螺母螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，还包括与铝电解槽下位机控制系统通过连接的温度采集装置，所述温度采集装置设置于所述框架结构与阴极之间的角部空隙处。

7.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，所述粘接层采用专用耐高温粘接剂。

8.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极外侧表面保温装置，其特征在于，所述罩体结构和底板均采用厚度为2mm的铁板。

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