專利名稱：一種400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用霍爾-埃魯熔鹽電解法生產(chǎn)鋁的設(shè)備一鋁電解槽， 尤其涉及一種400kA級以上的預(yù)焙陽極鋁電解槽。
背景技術(shù)：
自1886年美國Hall與法國Heroult實(shí)用新型冰晶石一氧化鋁熔體電解法制 取鋁以來，世界上鋁工業(yè)生產(chǎn)，到目前為止， 一直沿用該法。電解法生產(chǎn)鋁的 關(guān)鍵設(shè)備是電解槽，電解槽從誕生到現(xiàn)在，先后經(jīng)歷了小型預(yù)焙陽極電解槽、 側(cè)部導(dǎo)電連續(xù)自焙陽極電解槽(HSS)、上部導(dǎo)電連續(xù)自焙陽極電解槽(VSS)、 邊部加工大容量預(yù)焙陽極電解槽(SWPB)、中間線下料預(yù)焙陽極電解槽(CWPB) 和目前的中間點(diǎn)式下料預(yù)焙陽極電解槽(PFPB)。
隨著鋁電解工業(yè)的迅速發(fā)展，大容量預(yù)焙陽極鋁電解槽開發(fā)取得了一系列 成果，大容量預(yù)焙陽極鋁電解槽已經(jīng)成為鋁電解工業(yè)的主體槽型。現(xiàn)在的預(yù)焙 陽極鋁電解槽主要由上部結(jié)構(gòu)和陰極結(jié)構(gòu)組成。上部結(jié)構(gòu)主要包括陽極碳塊 組、陽極母線、大梁及門型立柱、陽極提升機(jī)構(gòu)、打殼下料裝置、槽密閉排風(fēng) 系統(tǒng)和打殼裝置等。陰極結(jié)構(gòu)主要是由槽殼、內(nèi)襯和陰極母線組成。
現(xiàn)有預(yù)焙陽極鋁電解槽主要存在以下不足
(1)電解槽的陽極電流密度偏低現(xiàn)有電解槽的陽極電流密度一般都在0.8A/cm2以下。
(2) 電解槽槽殼散熱能力欠佳，陰極電壓過高現(xiàn)有電解槽的槽殼與搖籃 架之間，有的采用焊接連接，有的采用接觸連接，大部分槽殼沒有焊接散熱片， 即使焊接了散熱片，也沒有進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此陰極槽殼的散熱能力欠佳，對 于高陽極密度的電解槽來說，不利于側(cè)部爐幫的形成，影響槽壽命。
(3) 電解槽的密閉排煙系統(tǒng)存在一定缺陷，抽煙不均勻電解槽的集氣結(jié)
構(gòu)設(shè)計(jì)分段不合理，電解槽內(nèi)各部分的抽氣不均勻，罩板之間縫隙過大，使整 個(gè)系統(tǒng)的集氣效率不高。
(4) 電解槽的端部散熱能力不足，槽殼溫度過高現(xiàn)有電解槽的端部結(jié)構(gòu)
采用圍板加筋板結(jié)構(gòu)，整個(gè)端部看上去像個(gè)蜂窩，這種結(jié)構(gòu)非常不利于散熱， 使得此處的槽殼溫度過高，導(dǎo)致槽殼變形，影響槽壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供就是為了解決上述技術(shù)問題而提供一種400kA以上預(yù)焙陽 極鋁電解槽，目的是為了提高提升機(jī)構(gòu)的同步性、散熱性、減少沿程損失、增 強(qiáng)排煙的均勻性、提高電解槽的陽極電流密度。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種400kA以上預(yù)焙陽極 鋁電解槽，它包括上部結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)和陰極母線三大部分，上部結(jié)構(gòu)包括大 梁及門型立柱、陽極炭塊組、陽極大母線、陽極提升機(jī)構(gòu)、打殼下料系統(tǒng)、密 閉排煙系統(tǒng)；陰極結(jié)構(gòu)包括槽殼和內(nèi)襯；其中陽極提升機(jī)構(gòu)采用滾珠絲杠加三 角板結(jié)構(gòu)；密閉排煙系統(tǒng)為下煙道分段密閉排煙系統(tǒng)；陰極炭塊為石墨化寬陰 極炭塊結(jié)構(gòu)；槽殼為焊接式搖籃槽殼結(jié)構(gòu)，陰極母線為非對稱陰極母線。所述的大梁由兩個(gè)腹扳梁構(gòu)成主承力框架，腹扳梁的兩端由2-6根立柱支撐。
所述的大梁之間打殼下料系統(tǒng)，打殼下料系統(tǒng)有5~8個(gè)氧化鋁料箱和1~2 個(gè)氟化鹽料箱，并配有相應(yīng)的打殼下料機(jī)構(gòu)，料箱內(nèi)裝有0.9 1.8kg的定容下料 裝置，下料點(diǎn)位于電解槽的縱向中心線位置，沿電解槽的縱向均勻分布。
所述的料箱與大梁做成一體，直接利用大梁的腹板作為料箱的一個(gè)側(cè)面。
所述的門型立柱坐落在電解槽的兩個(gè)端頭。
所述的陽極碳塊組采用雙陽極，雙陽極組數(shù)為24~48組，陽極炭塊組由陽 極炭塊，鋼爪、陽極導(dǎo)桿及爆炸焊塊組成，每個(gè)陽極炭塊的陽極鋼爪數(shù)為3~4個(gè)。
所述的陽極碳塊組采用單陽極，單陽極組數(shù)為48~96組，陽極炭塊組由陽
極炭塊，鋼爪、陽極導(dǎo)桿及爆炸焊塊組成，每個(gè)陽極炭塊的陽極鋼爪數(shù)為3~4 個(gè)。
所述的陽極炭塊的尺寸為長1500-2000 mm，寬660-700 mm，高 550~650mm。
所述的陽極大母線共4根，分布在大梁的兩側(cè)，每側(cè)兩根通過軟帶束連接， 大梁兩側(cè)的陽極大母線通過平衡母線連接。
所述的滾珠絲杠加三角板結(jié)構(gòu)為全槽8個(gè)吊點(diǎn)，每側(cè)4個(gè)吊點(diǎn)，每根陽極 大母線有2個(gè)吊點(diǎn)，采用一套驅(qū)動裝置，.驅(qū)動裝置和減速機(jī)安裝在電解槽的一 端大梁頂沿以上。所述的密閉排煙系統(tǒng)的排煙管道設(shè)置在水平罩板下和大梁中，排煙管道沿
電解槽縱向分成1 8個(gè)獨(dú)立的煙道管，每個(gè)煙道管負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)域的煙氣收集。 所述的排煙管道為分段式密閉排煙管道。
所述的密閉排煙系統(tǒng)由側(cè)部大面弧形罩板，端部罩板、小面轉(zhuǎn)軸式門型罩 板和水平罩板構(gòu)成。
所述的槽殼為搖籃式船形槽殼，它是由用薄鋼板做成的矩形槽殼和沿縱向 分布的搖籃架構(gòu)成的。
所述的搖籃架與矩形槽殼之間采用焊接連接，側(cè)面設(shè)置鋼隔板，大面焊接 散熱片，小面同樣釆用搖籃結(jié)構(gòu)，在隔板上開洞。
所述的搖籃架，搖籃架底梁為40號工字鋼，通過焊接與槽底連接，搖籃架 底梁坐落在兩條25號工字鋼上，兩條25號工字鋼通過絕緣結(jié)構(gòu)支撐在混凝土 支墩上。
所述的內(nèi)襯由寬石墨化陰極碳塊組和內(nèi)襯材料組成。
所述的陰極碳塊組由全石墨化陰極炭塊組成，陰極炭塊的尺寸為長 3000-4000 mm，寬660 700mm，高450 650mm，明極炭塊與陽極炭塊的寬度
相同，與陽極一一對應(yīng)。
所述的陰極炭塊中有兩個(gè)溝槽，寬度為90 160mm，中心間距200 300mrn， 深度120 210mm,溝槽內(nèi)放置寬度為65~130 mm、高度為100-190 mm的陰極鋼棒。
所述的陰極鋼棒通過扎糊或磷生鐵澆鑄與陰極炭塊連接。所述的內(nèi)襯底部采用保溫耐火材料，從電解槽的底部向上依次為 一層石 棉板、陶瓷板或巖面板， 一層絕熱板，兩層隔熱保溫層， 一層防滲材料。
所述的內(nèi)襯的側(cè)部采用碳化硅結(jié)合氮化硅側(cè)塊與復(fù)合側(cè)塊構(gòu)成，陰極炭塊 端部外側(cè)陰極鋼棒部分采用防滲澆注料整體澆鑄而成，側(cè)塊與陰極炭塊之間采 用扎糊搗實(shí)。
所述的電解槽采用大面6~9點(diǎn)進(jìn)電。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用三角板加滾珠絲杠陽
極提升機(jī)構(gòu)， 一個(gè)電機(jī)驅(qū)動，安置在電解槽大梁的一端，提升機(jī)位于大梁頂面 以上，此種提升機(jī)構(gòu)具有良好的同步性。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用下煙道分段式密閉排 煙系統(tǒng)，電解槽的煙道設(shè)置在水平罩板下和大梁之中，分段結(jié)構(gòu)，每一段都有 一個(gè)獨(dú)立的煙管，在電解槽的主總煙管處匯合，這樣的密閉排煙系統(tǒng)，減少了 沿程損失，增強(qiáng)了排煙的均勻性。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用弧形密封罩板，強(qiáng)度 大，密封性好。端部密封罩由活動式改為固定式門型結(jié)構(gòu)， 一方面簡化了開啟 端部罩板的操作，另一方面提高了罩板的密封性。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用雙陽極組結(jié)構(gòu)，每組 陽極兩塊炭塊，同組陽極之間保持10 20mm的縫隙，每組陽極之間保持40mm 的縫隙，每組陽極6 8根鋼爪，每個(gè)炭塊3 4根。本實(shí)用新型的電解槽一個(gè)突 出的特點(diǎn)是陽極電流密度高，大于0.82A/cm2，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，進(jìn)入國際先進(jìn)行列。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用單陽極組結(jié)構(gòu)，每組 陽極一塊炭塊，每組陽極之間保持40mm的縫隙，每組陽極3 4根鋼爪。本實(shí) 用新型的電解槽一個(gè)突出的特點(diǎn)是陽極電流密度高，大于0.82A/cm2，在國內(nèi)處 于領(lǐng)先水平，進(jìn)入國際先進(jìn)行列
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用石墨化寬陰極炭塊結(jié) 構(gòu)，每組石墨化陰極炭塊中澆鑄四根陰極鋼棒，每端澆鑄兩根，考慮到石墨化 陰極炭塊抗磨蝕性差的特性及對電解槽壽命的影響，提高了陰極炭塊的高度， 但是由于石墨化陰極炭塊的高導(dǎo)電性，陰極炭塊部分的壓降并沒有升高。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，采用焊接式搖籃槽殼結(jié)構(gòu)， 大面搖籃架與槽殼之間，改變了過去接觸式結(jié)構(gòu)，采用直接焊接的方式連接， 一方面提高了電解槽的強(qiáng)度，同時(shí)增強(qiáng)了電解槽殼的散熱能力。本實(shí)用新型的 電解槽不單在電解槽的大面采用了焊接式搖籃結(jié)構(gòu)，在電解槽的小面同樣采用
了搖籃式結(jié)構(gòu)，改變了過去蜂窩狀的端部結(jié)構(gòu)，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)既滿足了電解槽 的強(qiáng)度要求，又增強(qiáng)了散熱，在電解槽的小面各層圍欄上還開了洞，增強(qiáng)了空 氣的流動性，同樣增強(qiáng)了電解槽的散熱能力。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，陰極內(nèi)襯在側(cè)部除了采用 碳化硅結(jié)合氮化硅側(cè)塊以外，為了滿足更大容量電解槽的散熱要求，側(cè)部還采 用了一種復(fù)合塊(碳化硅與炭塊的復(fù)合塊)，這種復(fù)合塊導(dǎo)熱性好，大大增強(qiáng)了 電解槽側(cè)部散熱的要求，側(cè)部易形成爐幫，保護(hù)側(cè)部復(fù)合塊，延長槽壽命。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，釆用非對稱陰極母線設(shè)計(jì)，自動補(bǔ)償臨列電解槽對其磁場的影響，同時(shí)陰極母線采用了合理的短路口設(shè)計(jì)， 方便操作。


圖1是本實(shí)用新型400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽的主視圖。
圖2是本實(shí)用新型400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽的側(cè)視圖。
圖3是本實(shí)用新型400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽的母線圖。
圖中，1、大梁；2、門型立柱；3、陽極炭塊組；4、陽極大母線；5、陽極 提升機(jī)構(gòu)；6、打殼下料系統(tǒng)；7、密閉排煙系統(tǒng)；8、槽殼；9、內(nèi)襯；10、陰 極母線；11、料箱；12、陽極炭塊，13、鋼爪；14、陽極導(dǎo)桿；15、小盒夾具；
16、軟帶束，17、平衡母線，18、弧形罩板，19、水平罩板，20、排煙管道， 21、矩形槽殼，22、搖籃架，23、搖籃架底梁，24、工字鋼，25、陰極炭塊， 26、陰極鋼棒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行 詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不受實(shí)施例所限。
本實(shí)用新型鋁電解槽結(jié)構(gòu)適用于400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽。其結(jié)構(gòu) 如下電解槽主要由上部結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)和陰極母線三大部分組成。上部結(jié)構(gòu) 主要由大梁1及門型立柱2、陽極炭塊組3、陽極大母線4、陽極提升機(jī)構(gòu)5、 打殼下料系統(tǒng)6、密閉排煙系統(tǒng)7組成;'陰極結(jié)構(gòu)主要由焊接式、散熱型搖籃槽 殼8和內(nèi)襯9組成；陰極母線10采用非對稱設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽大梁1主要由兩個(gè)腹扳梁構(gòu) 成主承力框架，腹扳梁的兩端由四根立柱支撐，門型立柱2坐落在電解槽的兩 個(gè)端頭，門型立柱2適當(dāng)提高，便于出鋁。大梁1之間設(shè)有打殼下料系統(tǒng)6，打 殼下料系統(tǒng)6有5~8個(gè)氧化鋁料箱11和1~2個(gè)氟化鹽料箱，并配有相應(yīng)的打殼 下料機(jī)構(gòu)6，料箱ll內(nèi)裝有0.9 1.8kg的定容下料裝置，實(shí)現(xiàn)電解槽下料量的精 確控制。下料點(diǎn)為6~8個(gè)，位于電解槽的縱向中心線位置，沿電解槽的縱向均 勻分布。料箱11與大梁1做成一體，直接利用大梁1的腹板作為料箱11的一 個(gè)側(cè)面，這樣的結(jié)構(gòu)不但增大了料箱11的容積，而且提高了大梁1的強(qiáng)度。
陽極炭塊組3為雙陽極形式，雙陽極組數(shù)為24~48組，陽極炭塊組3由陽 極炭塊12，鋼爪13、陽極導(dǎo)桿14及爆炸焊塊組成，兩塊陽極通過六根或八鋼 爪13 (每塊陽極3或4根)和一個(gè)陽極導(dǎo)桿14組裝在一起，陽極炭塊12的尺 寸為(1500—2000) X (660-700) X (550-650) mm，陽極鋼爪13的直徑為 170~220mm，同組陽極炭塊12間縫為10~20mm,陽極導(dǎo)桿14的尺寸為 (180 230) X (200-250) mm。
陽極炭塊組3為也可以采用采用單陽極，單陽極組數(shù)為48~96組，陽極炭 塊組3由陽極炭塊12，鋼爪13、陽極導(dǎo)桿14及爆炸焊塊組成，每個(gè)陽極炭塊 (12)的陽極鋼爪(13)數(shù)為3 4個(gè)。
整個(gè)電解槽共安裝24組陽極炭塊組3,分兩列通過小盒夾具15懸掛在陽極 大母線4上，相鄰陽極組3間距30 40mm，電解槽的中縫為18(K220mm (即兩 列陽極組之間距離)，陽極電流密度不低于0.82A/cm2。陽極大母線4共4根， 分布在大梁1的兩側(cè)，每側(cè)兩根通過軟帶束16連接，大梁1兩側(cè)的大母線4通 過平衡母線17連接，陽極大母線4的尺寸為(400-600) X (160-220) mm。
13本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，打殼下料系統(tǒng)6有5~8個(gè) 氧化鋁料箱11和1~2個(gè)氟化鹽料箱及相應(yīng)的打殼下料機(jī)構(gòu)，料箱11與大梁1 焊為一體，大梁1的腹板直接作為料箱11的側(cè)板，此結(jié)構(gòu)既增加了料箱的容積， 又提高了大梁1的強(qiáng)度。打殼下料點(diǎn)沿電解槽縱向中心線均勻分布，位于兩陽 極組3之間，恰好每四個(gè)陽極組3設(shè)一個(gè)下料點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)上保證了電解槽熔體 中氧化鋁濃度的均勻性。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，陽極提升機(jī)構(gòu)5采用滾珠 絲杠加三角板結(jié)構(gòu)，全槽8個(gè)吊點(diǎn)，每側(cè)4個(gè)吊點(diǎn)，每根陽極大母線4有2個(gè) 吊點(diǎn)，釆用一套驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置和減速機(jī)安裝在電解槽的一端大梁1頂沿 以上。此提升機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是同步性好，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，密閉排煙系統(tǒng)7由側(cè)部大 面的弧形罩板18，端部罩板、小面的轉(zhuǎn)軸式門型罩板和水平罩板19構(gòu)成電解槽 的密閉結(jié)構(gòu)，在水平罩板19下和大梁1內(nèi)設(shè)置了分段式密閉排煙管道20，排煙 管道20沿電解槽縱向分成l-8個(gè)獨(dú)立的煙道管，每個(gè)煙道管負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)域的煙 氣收集。每段煙道的負(fù)壓需要保持一致，風(fēng)速合理，電解槽的排煙才會達(dá)到理 想的效果。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，陰極結(jié)構(gòu)主要由焊接式搖 籃槽殼8和石墨化陰極結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
電解槽的槽殼8強(qiáng)度和剛度直接關(guān)系到槽壽命，成功的槽殼設(shè)計(jì)需要槽殼 提供足夠的強(qiáng)度和剛度，以減少其蠕變和永久變形，同時(shí)隨著大容量電解槽的 開發(fā)，對槽殼的要求，除了滿足強(qiáng)度和剛度要求外，還需要具有良好的散熱能 力。本實(shí)用新型的電解槽槽殼為搖籃式船形槽殼8，它是由用薄鋼板做成的矩形槽殼21和沿縱向分布的搖籃架22構(gòu)成的，搖籃架22與矩形槽殼21之間采用 焊接連接，既保證了強(qiáng)度又提高了矩形槽殼21的散熱能力，側(cè)面的圍帶完全取 消或圍帶寬度減小，取而代之的是鋼隔板，利于電解槽的散熱和廠房通風(fēng)。電 解槽的小面結(jié)構(gòu)也由過去的圍板加隔板形式改進(jìn)為搖籃形式，并且在隔板上開 洞，提高了端部的散熱能力。搖籃架底梁23為40號工字鋼，通過焊接與槽底 連接。搖籃架底梁23坐落在兩條25號工字鋼24上，兩條25號工字鋼24通過 絕緣結(jié)構(gòu)支撐在混凝土支墩上。
電解槽內(nèi)襯主要由寬石墨化陰極碳塊組和內(nèi)襯材料組成，陰極炭塊組為全 石墨化陰極炭塊25組成，石墨化陰極炭塊的特點(diǎn)是，高導(dǎo)熱性、低電阻率、良 好的抗熱沖擊性和抗鈉滲透性，不足之處是抗磨蝕性差。針對石墨化陰極的特 點(diǎn)，加高了陰極炭塊25的高度到的尺寸為長3000-4000 mm，寬660 700mm， 高450~650mm，與陽極炭塊12的寬度相同，與陽極一一對應(yīng)，減少了水平電 流的產(chǎn)生。陰極炭塊25中有兩個(gè)溝槽，寬度為卯 160mm，中心間距200 300mm， 深度120 210mm，溝槽內(nèi)放置寬度為65 130mm、高度為100-190 mm的陰極 鋼棒26。陰極鋼棒26通過扎糊或磷生鐵繞鑄與陰極炭塊25連接。
電解槽的底部采用保溫耐火材料，使電解槽的內(nèi)襯得到合理的溫度線分布， 從電解槽的底部向上依次為 一層10mm厚的石棉板， 一層60mm厚的絕熱板 (硅酸鈣板)，兩層隔熱耐火磚，每層65mm， 一層180mm厚的干式防滲料。 陰極炭塊25端部外側(cè)陰極鋼棒26部分采用防滲澆注料整體澆鑄而成，在防滲 澆注料中適當(dāng)位置放置隔熱耐火磚，緊靠槽壁設(shè)一層10mm厚的石棉板，再砌 一層65mm厚的隔熱耐火磚，適當(dāng)保溫，減少熱損失。
電解槽的側(cè)部內(nèi)襯由碳化硅結(jié)合氮化硅側(cè)塊與角部復(fù)合側(cè)塊構(gòu)成，角塊的復(fù)合側(cè)塊材料為普通炭塊或碳化硅結(jié)合氮化硅，側(cè)塊的厚度為75~100mm，側(cè) 塊與陰極炭塊之間釆用扎糊搗實(shí)。陰極炭塊25端部外側(cè)陰極鋼棒26部分采用 防滲澆注料整體澆鑄而成，在防滲澆注料中適當(dāng)位置放置隔熱耐火磚，緊靠槽 壁設(shè)一層石棉板或陶瓷板，再砌一層60-70mm厚的隔熱耐火磚，側(cè)塊與陰極炭 塊之間采用扎糊搗實(shí)。
本實(shí)用新型的400kA級以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，陰極母線IO采用非對稱設(shè) 計(jì)，自動補(bǔ)償臨列對其磁場的影響。
本實(shí)用新型的電解槽采用大面6~9點(diǎn)進(jìn)電。
權(quán)利要求1、一種400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，它包括上部結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)和陰極母線(10)三大部分，上部結(jié)構(gòu)包括大梁(1)及門型立柱(2)、陽極炭塊組(3)、陽極大母線(4)、陽極提升機(jī)構(gòu)(5)、打殼下料系統(tǒng)(6)、密閉排煙系統(tǒng)(7)；陰極結(jié)構(gòu)包括槽殼(8)和內(nèi)襯(9)；其特征在于陽極提升機(jī)構(gòu)(5)采用滾珠絲杠加三角板結(jié)構(gòu)；密閉排煙系統(tǒng)(7)為下煙道分段密閉排煙系統(tǒng)；陰極炭塊(25)為石墨化寬陰極炭塊結(jié)構(gòu)；槽殼(8)為焊接式搖籃槽殼(8)結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述 的大梁(1)由兩個(gè)腹板梁構(gòu)成主承力框架，腹板梁的兩端由2-6根立柱支撐。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于 所述的大梁(1)之間打殼下料系統(tǒng)(6)，打殼下料系統(tǒng)(6)有5~8個(gè)氧化鋁 料箱(11)和1~2個(gè)氟化鹽料箱，并配有相應(yīng)的打殼下料機(jī)構(gòu)，料箱(11)內(nèi) 裝有0.9 1.8kg的定容下料裝置，下料點(diǎn)位于電解槽的縱向中心線位置，沿電解 槽的縱向均勻分布。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述 的料箱(11)與大梁(1)做成一體，直接利用大梁(1)的腹板作為料箱(11)
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述 的門型立柱(2)坐落在電解槽的兩個(gè)端頭。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述 的陽極碳塊組(3)采用雙陽極，雙陽極組數(shù)為24~48組，陽極炭塊組(3)由陽極炭塊(12)，鋼爪(13)、陽極導(dǎo)桿(14)及爆炸焊塊組成，每個(gè)陽極炭塊 (12)的陽極鋼爪(13)數(shù)為3 4個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述 的陽極碳塊組(3)采用單陽極，單陽極組數(shù)為48~96組，陽極炭塊組(3)由 陽極炭塊(12)，鋼爪(13)、陽極導(dǎo)桿(14)及爆炸焊塊組成，每個(gè)陽極炭塊(12)的陽極鋼爪(13)數(shù)為3 4個(gè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于 所述的陽極炭塊(12)的尺寸為長1500-2000 mm，寬660~700 mm，高 550~650mm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述 的陽極大母線(4)共4根，分布在大梁(1)的兩側(cè)，每側(cè)兩根通過軟帶束(16) 連接，大梁(1)兩側(cè)的陽極大母線(4)通過平衡母線(17)連接。
10、 根據(jù)^l利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的滾珠絲杠加三角板結(jié)構(gòu)為全槽8個(gè)吊點(diǎn)，每側(cè)4個(gè)吊點(diǎn)，每根陽極大母線(4)有2個(gè)吊點(diǎn)，采用一套驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置和減速機(jī)安裝在電解槽的一端 大梁(1)頂沿以上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的密閉排煙系統(tǒng)(7)的排煙管道(20)設(shè)置在水平罩板(19)下和大梁(1) 中，排煙管道(20)沿電解槽縱向分成1~8個(gè)獨(dú)立的煙道管，每個(gè)煙道管負(fù)責(zé) 一個(gè)區(qū)域的煙氣收集。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述的排煙管道(20)為分段式密閉排煙管道。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在 于所述的密閉排煙系統(tǒng)(7)由側(cè)部大面弧形罩板(18)，端部罩板、小面轉(zhuǎn)軸 式門型罩板和水平罩板(19)構(gòu)成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的槽殼(8)為搖籃式船形槽殼，它是由用薄鋼板做成的矩形槽殼(21)和沿 縱向分布的搖籃架(22)構(gòu)成的。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的搖籃架(22)與矩形槽殼(21)之間采用焊接連接，側(cè)面設(shè)置鋼隔板，大 面焊接散熱片，小面同樣采用搖籃結(jié)構(gòu)，在隔板上開洞。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的搖籃架(22)，搖籃架底梁(23)為40號工字鋼，通過焊接與槽底連接， 搖籃架底梁(23)坐落在兩條25號工字鋼(24)上，兩條25號工字鋼(24) 通過絕緣結(jié)構(gòu)支撐在混凝土支墩上。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的內(nèi)襯(9)由寬石墨化陰極碳塊組和內(nèi)襯材料組成。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的陰極碳塊組由全石墨化陰極炭塊(25)組成，陰極炭塊(25)的尺寸為長 3000-4000 mm，寬660-700 mm，高450~650mm，陰極炭塊(25)與陽極炭塊(12)的寬度相同，與陽極一一對應(yīng)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所述的陰極炭塊(25)中有兩個(gè)溝槽，寬度為90 160mm，中心間距200~300mm， 深度120 210mm,溝槽內(nèi)放置寬度為65-130 mm、高度為100~190 mm的陰極 鋼棒(26)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的陰極鋼棒(26)通過扎糊或磷生鐵澆鑄與陰極炭塊(25)連接。
21、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的內(nèi)襯(9)底部采用保溫耐火材料，從電解槽的底部向上依次為 一層石棉 板、陶瓷板或巖面板， 一層絕熱板，兩層隔熱保溫層， 一層防滲材料。
22、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于所 述的內(nèi)襯(9)的側(cè)部采用碳化硅結(jié)合氮化硅側(cè)塊與復(fù)合側(cè)塊構(gòu)成，陰極炭塊(25) 端部外側(cè)陰極鋼棒(26)部分采用防滲澆注料整體澆鑄而成，側(cè)塊與陰極炭塊 之間采用扎糊搗實(shí)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于電 解槽采用大面6~9點(diǎn)進(jìn)電。
24、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，其特征在于陰 極母線(10)為非對稱陰極母線。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采用霍爾-埃魯熔鹽電解法生產(chǎn)鋁的設(shè)備—鋁電解槽，尤其涉及一種400kA級以上的預(yù)焙陽極鋁電解槽。一種400kA以上預(yù)焙陽極鋁電解槽，它包括上部結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)和陰極母線三大部分，上部結(jié)構(gòu)包括大梁及門型立柱、陽極炭塊組、陽極大母線、陽極提升機(jī)構(gòu)、打殼下料系統(tǒng)、密閉排煙系統(tǒng)；陰極結(jié)構(gòu)包括槽殼和內(nèi)襯；其中陽極提升機(jī)構(gòu)采用滾珠絲杠加三角板結(jié)構(gòu)；密閉排煙系統(tǒng)為下煙道分段密閉排煙系統(tǒng)；陰極炭塊為石墨化寬陰極炭塊結(jié)構(gòu)；槽殼為焊接式搖籃槽殼結(jié)構(gòu)，陰極母線為非對稱陰極母線。本實(shí)用新型提高了提升機(jī)構(gòu)的同步性和散熱性，減少了沿程損失，增強(qiáng)了排煙的均勻性，提高了電解槽的陽極電流密度。
文檔編號C25C3/08GK201313942SQ20082022014
公開日2009年9月23日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者劉雅鋒, 周東方, 孫康健, 朱佳明, 楊昕東, 楊曉東, 王桂芝, 陽 邱, 鄒智勇 申請人:沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院