CN220116695U - 一种电解槽罩板及电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电解槽罩板及电解槽，电解槽罩板包括：罩板本体和密封件，密封件分别设置在罩板本体的两个端部；罩板本体包括金属层、高温隔热材料层以及耐火材料层，高温隔热材料层设置于金属层和耐火材料层之间，其中，高温隔热材料层用于阻挡热量传递，耐火材料层用于保护金属层不被烧穿。解决了现有技术中，电解铝生产过程中损失的热量大，耗费电能，生产效率受到一定程度的制约，以及槽内物料、有害烟气容易泄漏的技术问题，可长期使用，有利于节能降耗并降低了生产成本。

Description

一种电解槽罩板及电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解铝生产技术领域，尤其是涉及一种电解槽罩板及电解槽。

背景技术

目前，新型能源体系建设不仅强调体系的低碳化、绿色化导向，更强调协调与安全的双重逻辑，其中源网荷贮用一体协同将是大势所趋，火电及大型用电负荷的灵活性运行，将是实现非化化石能源有序消纳作为电力来源的重要支撑。电解铝作为高载能行业，寻求灵活性运行的途径具有现实需求。

现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应。现有的电解槽罩板的材质通常使用铝板制成，阻挡热量传递的能力差，在电解铝生产过程中通过铝制槽罩板损失的热量很大，为了保持电解温度、维持热平衡，往往需提升电压、减少槽内铝量等措施，这些措施除了耗费电能外，一定程度上也制约了生产效率。在电解铝生产过程中，铝制槽罩板经常被槽内的高温火焰烧穿，必须及时修补或更换，不然会形成更大的漏洞，造成更大的热量损失，以及槽内物料、有害烟气泄漏，给电解铝生产带来不利影响。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电解槽罩板及电解槽，能够有效阻挡电解铝生产过程中通过槽罩板损失的热量，不需额外提升工作电压、不需减少槽内铝量，除了节省电能外，还能够提高生产效率。另外，本申请提供的电解槽罩板能够有效避免被高温火焰烧穿，以及被烧穿后带来的槽内物料、有害烟气泄漏等不利影响。可长期使用，节省了生产成本。

本实用新型采用如下的技术方案：

第一方面，提供了一种电解槽罩板，包括：罩板本体和密封件，密封件分别设置在罩板本体的两个端部；罩板本体包括金属层、高温隔热材料层以及耐火材料层，高温隔热材料层设置于金属层和耐火材料层之间，其中，高温隔热材料层用于阻挡热量传递，耐火材料层用于保护金属层不被烧穿。

与现有技术相比，本申请实现方式在罩板本体上设置高温隔热材料层和耐火材料层，具有良好的保温性和耐火、耐高温性。由于这层混合材料对热的传导有良好的阻挡，减少了热量从槽罩板传出，减少了热量的损失，达到降低槽电压和节能降耗的效果。另一方面由于该材料具有防火、耐高温的特性，当槽罩板的面板材料被高温火焰烧穿时，保温耐火材料层能阻隔或减少电解槽内热量、物料、有害烟气的溢出，使系统的密闭性没有遭到破坏，保证了系统的正常运行。

在一种可能的实现方式中，高温隔热材料层喷涂设置在金属层的表面。

本实现方式在金属层的表面直接喷涂高温隔热材料，形成高温隔热材料层，高温隔热材料层与金属层连接更加紧密，并且高温隔热材料层可全面覆盖金属层，保温效果更好。另外喷涂高温隔热材料层工艺成熟，喷涂均匀，厚度可控。

在一种可能的实现方式中，耐火材料层为预制板，耐火材料层固定设置于金属层上。工艺简单，操作方便。

在一种可能的实现方式中，耐火材料层与金属层可拆卸连接。耐火材料层与金属层可拆卸连接可以实现定期更换，使用方便。

在一种可能的实现方式中，罩板本体为弧形板，外表面均匀布置有多个加强筋。提升罩板本体的整体结构强度。

在一种可能的实现方式中，密封件包括U形绝缘板和密封板，密封板设置在U形绝缘板内。

在一种可能的实现方式中，U形绝缘板的弧面与电解槽密闭连接。

在一种可能的实现方式中，金属层为铝质板。铝质板质量轻，具有一定的结构强度，在电解铝工艺中还可以避免混入其他元素，有利于电解后铝的纯净度。

在一种可能的实现方式中，耐火材料层的材料为硅酸铝纤维。硅酸铝纤维具有良好的保温性和耐火、耐高温性，性能更加优良。

另一方面，提供了一种电解槽，包括如上所述的电解槽罩板。本申请提供的电解槽具有良好的保温性和耐火、耐高温性，以及良好的密闭性。

本实用新型提供的一种电解槽罩板及电解槽，电解槽罩板包括：罩板本体和密封件，密封件分别设置在罩板本体的两个端部；罩板本体包括金属层、高温隔热材料层以及耐火材料层，高温隔热材料层设置于金属层和耐火材料层之间，其中，高温隔热材料层用于阻挡热量传递，耐火材料层用于保护金属层不被烧穿。解决了现有技术中，电解铝生产过程中损失的热量大，耗费电能，生产效率受到一定程度的制约，以及槽内物料、有害烟气泄漏的技术问题。可长期使用，有利于节能降耗并降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种电解槽罩板的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种罩板本体的局部剖面结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种罩板本体的局部剖面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、金属层，2、高温隔热材料层，3、U形绝缘板，4、密封板，5、耐火材料层，6、加强筋。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

现有的电解槽罩板的材质通常使用铝板制成，阻挡热量传递的能力差，在电解铝生产过程中通过铝制槽罩板损失的热量很大，为了保持电解温度、维持热平衡，往往需提升电压、减少槽内铝量等措施，这些措施除了耗费电能外，一定程度上也制约了生产效率。在电解铝生产过程中，铝制槽罩板经常被槽内的高温火焰烧穿，必须及时修补或更换，不然会形成更大的漏洞，造成更大的热量损失，以及槽内物料、有害烟气泄漏，给电解铝生产带来不利影响。

基于此，本申请提供了一种电解槽罩板，如图1-3所示，包括：罩板本体和密封件，密封件分别设置在罩板本体的两个端部；罩板本体包括金属层1、高温隔热材料层2以及耐火材料层5，高温隔热材料层2设置于金属层1和耐火材料层5之间，其中，高温隔热材料层2用于阻挡热量传递，耐火材料层5用于保护金属层1不被烧穿。

具体的，在本实施例中，罩板本体具有三层结构，金属层1提升罩板本体的结构强度，也为高温隔热材料层2和耐火材料层5提供安装基础，耐火材料层5直接与电解槽内部高温火焰接触，能够有效的隔离高温火焰对金属层1的灼烧，保护金属层1不被高温火焰烧穿。高温隔热材料层2能够有效阻挡电解槽内的热量向电解槽外部扩散，保温效果好，在电解铝生产过程中不需额外提升电压，起到了节能降耗的作用。

本申请实施例在罩板本体上设置高温隔热材料层2和耐火材料层5，具有良好的保温性和耐火、耐高温性。由于这层混合材料对热的传导有良好的阻挡，减少了热量从槽罩板传出，减少了热量的损失，达到降低槽电压和节能降耗的效果。另一方面由于该材料具有防火、耐高温的特性，当槽罩板的面板材料被高温火焰烧穿时，保温耐火材料层5能阻隔或减少电解槽内热量、物料、有害烟气的溢出，使系统的密闭性没有遭到破坏，保证了系统的正常运行。

在另一种可选的实施例中，还可以将耐火材料层5设置于高温隔热材料层2和金属层1之间，高温隔热材料层2用于阻挡电解槽内的热量向电解槽外部扩散，耐火材料层5用于隔离高温对金属层1产生的灼烧，保护金属层1不被高温火焰烧穿。

在一种可能的实施例中，高温隔热材料层2可以喷涂设置在金属层1的表面。

具体的，在本实施例中，在金属层1的表面直接喷涂高温隔热材料，形成高温隔热材料层2，高温隔热材料层2与金属层1连接更加紧密，并且高温隔热材料层2可全面覆盖金属层1，保温效果更好。另外喷涂高温隔热材料层2工艺成熟，喷涂均匀，厚度可控。

在另一种可选的实施例中，高温隔热材料层2也可以预制好，加装至金属层1上，用于保温。

在一种可能的实施例中，耐火材料层5为预制板，耐火材料层5固定设置于金属层1上。

具体的，在本实施例中，可以将耐火材料层5预制成板状，再加装至金属层1上，与金属层1固定，可以理解的是，耐火材料层5固定于高温隔热材料层2之外，耐火材料层5直接与电解槽内部高温火焰接触，用于隔离高温火焰对金属层1的灼烧，保护金属层1不被高温火焰烧穿。示例性地，耐火材料层5的材料可以选用硅酸铝纤维。硅酸铝纤维具有良好的保温性和耐火、耐高温性，性能更加优良。

在一种可能的实施例中，耐火材料层5与金属层1可拆卸连接。耐火材料层5与金属层1可拆卸连接可以实现定期更换，使用方便。

在一种可能的实施例中，罩板本体为弧形板，外表面均匀布置有多个加强筋6，用于增加整体强度。

在一种可能的实施例中，密封件包括U形绝缘板3和密封板4，密封板4设置在U形绝缘板3内。

具体的，在本实施例中，设置在罩板本体两个端部的密封件与金属层1固定，当罩板本体与电解槽密闭时，U形绝缘板3的弧面与电解槽密闭连接。U形绝缘板3具有绝缘作用，在电解铝生产中，使电解槽内外处于绝缘状态，提升了生产安全性。

罩板本体与电解槽上部结构、电解槽上部结构两端的门形立柱以及分布在电解槽沿边的电解槽侧部槽沿板、端头槽沿板共同构建了封闭的集气系统，使电解产生的含氟、硫、二氧化碳废气及粉尘的电解烟气得到有效收集，并在后序的工艺中实现净化及资源回收利用。

在一种可能的实施例中，金属层1为铝质板。在本实施例中，铝质板质量轻，具有一定的结构强度，在电解铝工艺中还可以避免混入其他元素，有利于电解后铝的纯净度。

本申请实施例还提供了一种电解槽，包括如上所述的电解槽罩板。

电解槽罩板包括：罩板本体和密封件，密封件分别设置在罩板本体的两个端部；罩板本体包括金属层1、高温隔热材料层2以及耐火材料层5，高温隔热材料层2设置于金属层1和耐火材料层5之间，其中，高温隔热材料层2用于阻挡热量传递，耐火材料层5用于保护金属层1不被烧穿。

本申请提供的电解槽具有良好的保温性和耐火、耐高温性。由于这层混合材料对热的传导有良好的阻挡，减少了热量从槽罩板传出，减少了热量的损失，达到降低槽电压和节能降耗的效果。另一方面由于该材料具有防火、耐高温的特性，当槽罩板的面板材料被高温火焰烧穿时，保温耐火材料层5能阻隔或减少电解槽内热量、物料、有害烟气的溢出，使系统的密闭性没有遭到破坏，保证了系统的正常运行。

经过对比试验比较，本申请提供的电解槽罩板外部温度相较现有的电解槽罩板外温度平均降低了50％。电解槽损失热量明显减少，这就使电解槽的热平衡更易保证，经对比测量本申请提供的电解槽工作电压较现有的电解槽工作电压降低20-40mV，节能效果明显。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电解槽罩板，其特征在于，包括：罩板本体和密封件，所述密封件分别设置在所述罩板本体的两个端部；

所述罩板本体包括金属层、高温隔热材料层以及耐火材料层，所述高温隔热材料层设置于所述金属层和所述耐火材料层之间，其中，所述高温隔热材料层用于阻挡热量传递，所述耐火材料层用于保护所述金属层不被烧穿；

所述密封件包括U形绝缘板和密封板，所述密封板设置在所述U形绝缘板内。

2.根据权利要求1所述的电解槽罩板，其特征在于，所述高温隔热材料层喷涂设置在所述金属层的表面。

3.根据权利要求1所述的电解槽罩板，其特征在于，所述耐火材料层为预制板，所述耐火材料层固定设置于所述金属层上。

4.根据权利要求3所述的电解槽罩板，其特征在于，所述耐火材料层与所述金属层可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的电解槽罩板，其特征在于，所述罩板本体为弧形板，外表面均匀布置有多个加强筋。

6.根据权利要求1所述的电解槽罩板，其特征在于，所述U形绝缘板的弧面与电解槽密闭连接。

7.根据权利要求1所述的电解槽罩板，其特征在于，所述金属层为铝质板。

8.根据权利要求1所述的电解槽罩板，其特征在于，所述耐火材料层的材料为硅酸铝纤维。

9.一种电解槽，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电解槽罩板。