專利名稱：一種鋁精煉電解槽及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁精煉電解槽及其制作方法，特別是一種70kA級鋁精煉電解槽及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著鋁純度的提高，其抗腐蝕性、可塑性、導(dǎo)電性、反光性等性能均得到了很大的提高，還因?yàn)殇X具有良好的低溫性能，使鋁及其鋁制品的應(yīng)用范圍越來越廣。近年來隨著中國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)的許多領(lǐng)域如電子工業(yè)、電解電容器、集成電路配線材料、計(jì)算機(jī)記憶盤、超導(dǎo)體、磁浮懸體材料、噴涂材料、低溫電磁構(gòu)件、航天航空和汽車工業(yè)等對比原鋁更純的精鋁的需要迅速增長，因而開發(fā)適合國情的大型精鋁槽新技術(shù)是勢在所趨。但目前，高純精鋁(99.90％～99.998％AL)的三層液鋁電解精煉提純技術(shù)至今在國際上仍只有少數(shù)國家擁有，但是這些技術(shù)普遍存在著投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，并且現(xiàn)有的這些技術(shù)還不適用于對我國國內(nèi)現(xiàn)有的中小鋁廠縱向配置鋁電解槽系列的設(shè)施進(jìn)行精鋁生產(chǎn)技術(shù)的更新改造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、工作效率較高、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)容易、并適用于對我國國內(nèi)現(xiàn)有的縱向配置鋁電解槽系列的設(shè)施進(jìn)行精鋁生產(chǎn)改造的鋁精煉電解槽及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的鋁精煉電解槽的制作方法為將該鋁精煉電解槽的工作電流強(qiáng)度設(shè)計(jì)為70±5千安，以適用于對國內(nèi)中、小鋁廠的原有設(shè)施進(jìn)行精鋁生產(chǎn)技術(shù)的更新改造；該鋁精煉電解槽采取縱向配置；陽極母線從精鋁槽的側(cè)下部連接陽極鋼棒，陽極碳塊采用單鋼棒配置；陰極碳塊在精鋁槽中采取圓形石墨單陰極組裝塊雙排陰極塊的配置，陰極母線為兩點(diǎn)立母線配置，便于相鄰槽端接端串聯(lián)連接；加強(qiáng)了槽體的保溫和防滲漏措施，為防止槽體因熱脹冷縮而損壞，在槽體下部設(shè)置了伸縮縫，槽體一端的加料室采用斜口式加料室，便于冷鋁錠加入時順利滑入到三層液的低層即銅鋁合金液體之中。
本發(fā)明的鋁精煉電解槽為該精鋁槽的構(gòu)成包括槽體1，槽體1的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯2，槽體1的一端設(shè)有加料室3，槽體1中設(shè)有一個或一個以上的陽極碳塊4，陽極碳塊4上連接有陽極棒5，陽極棒5從槽體1的側(cè)壁穿出，槽體1的中部外側(cè)有出鋁口6，陽極母線7從槽體1的側(cè)下部與陽極棒5連接；在槽體1上方并列懸掛的兩排單陰極組裝塊8將陰極碳塊9伸到槽體1的爐膛中，懸掛單陰極組裝塊8的兩排陰極母線10與傳動機(jī)構(gòu)11連接，陰極母線10的端點(diǎn)經(jīng)出電立母線12引出。
上述的鋁精煉電解槽中，槽體1外側(cè)設(shè)有槽殼13，槽體1上部設(shè)有槽罩14，槽罩14上設(shè)有排煙管15。
前述的鋁精煉電解槽中，槽體1一端的加料室3為斜口式料室結(jié)構(gòu)，加料室3與槽體1的溶解爐膛之間還設(shè)有襯壁16，加料室5經(jīng)襯壁16的下方與與槽體1的溶解爐膛相通。
前述的鋁精煉電解槽中，槽體1的內(nèi)襯2由鎂磚層17構(gòu)成。
前述的鋁精煉電解槽中，槽體1的下端部設(shè)有伸縮縫18。
前述的鋁精煉電解槽中，單陰極組裝塊由陰極碳塊9、鋼爪19和鋁導(dǎo)桿20組成；鋼爪19經(jīng)磷鐵澆鑄與陰極碳塊9連接，鋼爪19的另一端與鋁導(dǎo)桿20焊接。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所提供的70kA級鋁精煉電解槽，該設(shè)備的設(shè)計(jì)電流容量為70±5千安(kA)，該電流容量非常適用于國內(nèi)中、小鋁廠利用縱向配置的鋁電解槽系列的原有設(shè)施進(jìn)行精鋁生產(chǎn)技術(shù)的更新改造。這對技術(shù)淘汰和面臨關(guān)閉的鋁企業(yè)以節(jié)省投資方式，走技術(shù)更新、產(chǎn)品附加增值和環(huán)保治理之路，培養(yǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)是非常適用的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的70kA級鋁精煉電解槽的優(yōu)點(diǎn)是制作成本低廉、運(yùn)行費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)緊湊、配置簡捷、便于安裝、易于操作和維護(hù)、工作效率高，并可為縱向配置的精鋁生產(chǎn)系列提供實(shí)用靈活的大型精鋁槽生產(chǎn)技術(shù)。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中的標(biāo)記為1-槽體，2-內(nèi)襯，3-加料室，4-陽極碳塊，5-陽極棒，6-出鋁口，7-陽極母線，8-單陰極組裝塊，9-陰極碳塊，10-陰極母線，11-傳動機(jī)構(gòu)，12-出電立母線，13-槽殼，14-槽罩，15-排煙管，16-襯壁，17-鎂磚層，18-伸縮縫，19-鋼爪，20-鋁導(dǎo)桿。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式一種70KA級鋁精煉電解槽的制作方法，設(shè)計(jì)電流強(qiáng)度70±5千安，該設(shè)計(jì)主要是面對國內(nèi)中、小鋁廠利用縱向配置鋁電解槽系列的原有設(shè)施進(jìn)行精鋁生產(chǎn)技術(shù)的更新改造。這對技術(shù)淘汰和面臨關(guān)閉的鋁企業(yè)以節(jié)省投資方式，走技術(shù)更新、產(chǎn)品附加增值和環(huán)保治理之路，培養(yǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)是非常適用的。主要采取了以下措施
縱向(端接端)配置形式。采用與相鄰槽端接端串聯(lián)的精鋁槽配置形式，目的是適應(yīng)于系列精鋁槽采取縱向多列的車間配置設(shè)計(jì)，可大大節(jié)省廠房占地面積，提高精鋁廠房的布局適應(yīng)性。
單陰極塊雙排配置。采用圓形石墨單陰極組裝塊和精鋁槽雙排陰極塊的配置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目的是為了使精鋁槽爐膛內(nèi)的電流分布合理均勻，同時在結(jié)構(gòu)上縮小精鋁槽的占地空間，節(jié)省精鋁廠房的建設(shè)投資。
陽極碳塊單鋼棒配置。目的是合理控制精鋁槽的陽極爐膛導(dǎo)電區(qū)的電流密度在合理范圍(0.48～0.56A/cm2)，以獲得較高的陽極區(qū)電流效率，并合理匹配陽極區(qū)的發(fā)熱需求及其電壓降能耗的關(guān)系，同時單鋼棒配置有利于緊湊槽結(jié)構(gòu)，提高槽單位面積產(chǎn)能。
單端兩點(diǎn)出電立母線配置，目的是為了適應(yīng)精鋁槽系列的縱向配置的單向串聯(lián)進(jìn)出電要求，同時可有效節(jié)省鋁母線投資和鋁母線的電壓損耗。
在槽體的結(jié)構(gòu)上，加強(qiáng)了槽體的保溫和防滲漏措施，為防止槽體因熱脹冷縮而損壞，在槽體下部設(shè)置了伸縮縫，槽體一端的加料室采用斜口式加料室，便于冷鋁錠加入時順利滑入到三層液的低層即銅鋁合金液體之中。
采用本發(fā)明的方法制作鋁精煉電解槽時，該精鋁槽的構(gòu)成包括槽體1，槽體1的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯2，槽體1的一端設(shè)有加料室3，槽體1中設(shè)有一個或一個以上的陽極碳塊4，陽極碳塊4上連接有陽極棒5，陽極棒5從槽體1的側(cè)壁穿出，槽體1的中部外側(cè)有出鋁口6，陽極母線7從槽體1的側(cè)下部與陽極棒5連接；在槽體1上方并列懸掛的兩排單陰極組裝塊8將陰極碳塊9伸到槽體1的爐膛中，懸掛單陰極組裝塊8的兩排陰極母線10與傳動機(jī)構(gòu)11連接，陰極母線10的端點(diǎn)經(jīng)出電立母線12引出。槽體1外側(cè)設(shè)有槽殼13，槽體1上部設(shè)有槽罩14，槽罩14上設(shè)有排煙管15。槽體1一端的加料室3為斜口式料室結(jié)構(gòu)，加料室3與槽體1的溶解爐膛之間還設(shè)有襯壁16，加料室5經(jīng)襯壁16的下方與與槽體1的溶解爐膛相通；槽體1的內(nèi)襯2由鎂磚層17構(gòu)成；槽體1的下端部設(shè)有伸縮縫18；單陰極組裝塊由陰極碳塊9、鋼爪19和鋁導(dǎo)桿20組成；鋼爪19經(jīng)磷鐵澆鑄與陰極碳塊9連接，鋼爪19的另一端與鋁導(dǎo)桿20焊接。
應(yīng)用評估采用本發(fā)明后，若以5千噸年產(chǎn)能28臺70kA精鋁槽系列為例，企業(yè)年可創(chuàng)銷售收入1.2億元，年利稅約2300萬元，直接生產(chǎn)效益是十分明顯的，加之盤活了老企業(yè)，因而社會效率顯著提高。
權(quán)利要求
1.一種鋁精煉電解槽的制作方法，其特征在于將該鋁精煉電解槽的工作電流強(qiáng)度設(shè)計(jì)為70±5千安，并使該鋁精煉電解槽按縱向配置的方式設(shè)置在生產(chǎn)車間；將其陽極母線從精鋁槽的側(cè)下部連接陽極鋼棒，陽極碳塊采用單鋼棒配置；陰極碳塊采取圓形石墨單陰極組裝塊雙排陰極塊的配置，陰極母線為兩點(diǎn)立母線配置，便于相鄰槽端接端串聯(lián)連接，以適應(yīng)系列生產(chǎn)鋁精煉電解槽采取縱向配置的方式設(shè)置在生產(chǎn)車間；在鋁精煉電解槽的槽體內(nèi)設(shè)置保溫層和防滲漏層，并采用在槽體下部設(shè)置伸縮縫的方法以防止槽體因熱脹冷縮而損壞，將加料室設(shè)置在槽體一端頭，以便于冷鋁錠加入時順利滑入到三層液的低層即銅鋁合金液體之中。
2.一種鋁精煉電解槽，該鋁精煉電解槽的構(gòu)成包括槽體(1)，其特征在于槽體(1)的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯(2)，槽體(1)的一端設(shè)有加料室(3)，槽體(1)中設(shè)有一個或一個以上的陽極碳塊(4)，陽極碳塊(4)連接有陽極棒(5)，陽極棒(5)從槽體(1)的側(cè)壁穿出，槽體(1)的中部外側(cè)有出鋁口(6)，陽極母線(7)從槽體(1)的側(cè)下部與陽極棒(5)連接；在槽體(1)上方并列懸掛的兩排單陰極組裝塊(8)將陰極碳塊(9)伸到槽體(1)的爐膛中，懸掛單陰極組裝塊(8)的兩排陰極母線(10)與傳動機(jī)構(gòu)(11)連接，陰極母線(10)的端點(diǎn)經(jīng)出電立母線(12)引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁精煉電解槽，其特征在于槽體(1)外側(cè)設(shè)有槽殼(13)，槽體(1)上部設(shè)有槽罩(14)，槽罩(14)上設(shè)有排煙管(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁精煉電解槽，其特征在于槽體(1)一端的加料室(3)為斜口式料室結(jié)構(gòu)，加料室(3)與槽體(1)的溶解爐膛之間還設(shè)有襯壁(16)，加料室(5)經(jīng)襯壁(16)的下方與槽體(1)的溶解爐膛相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁精煉電解槽，其特征在于槽體(1)的內(nèi)襯(2)由鎂磚層(17)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁精煉電解槽，其特征在于槽體(1)的下端部設(shè)有伸縮縫(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁精煉電解槽，其特征在于單陰極組裝塊由陰極碳塊(9)、鋼爪(19)和鋁導(dǎo)桿(20)組成；鋼爪(19)經(jīng)磷鐵澆鑄與陰極碳塊(9)連接，鋼爪(19)的另一端與鋁導(dǎo)桿(20)焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁精煉電解槽及其制作方法。設(shè)計(jì)電流強(qiáng)度為70±5千安，適用于國內(nèi)中、小鋁廠利用原有設(shè)施進(jìn)行精鋁生產(chǎn)技術(shù)的更新改造；在設(shè)計(jì)中，采取了以下措施縱向配置形式采用與相鄰槽端接端串聯(lián)的精鋁槽配置形式；采用圓形石墨單陰極組裝塊和精鋁槽雙排陰極塊的配置結(jié)構(gòu)；陽極碳塊采用單鋼棒配置；單端兩點(diǎn)出電采用立母線配置。本發(fā)明設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，配置簡捷，便于安裝，易于操作和維護(hù)，可為縱向配置的精鋁生產(chǎn)提供實(shí)用靈活的大型精鋁槽生產(chǎn)技術(shù)。采用本發(fā)明后，若以5千噸年產(chǎn)，28臺70kA精鋁槽為例，企業(yè)年可創(chuàng)銷售收入1.2億元，年利稅約2300萬元，直接生產(chǎn)效益十分明顯，加之盤活了老企業(yè)，因而社會效率顯著提高。
文檔編號C25C3/08GK1865513SQ20061020034
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者席燦明 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院