氧化鋁連續(xù)下料的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁電解生產(chǎn)配套氧化鋁原料的加入方式及加入設(shè)備，具體涉及一種氧化鋁連續(xù)下料的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]從20世紀70年代我國自主進行80kA、100kA和135kA預焙鋁電解槽的研發(fā)，到80年代引進160kA中間下料預焙槽技術(shù)，從消化吸收國外技術(shù)開始，揭開了中國現(xiàn)代鋁電解技術(shù)發(fā)展的序幕。隨著國內(nèi)國民經(jīng)濟的快速增長，以及中國有色金屬工業(yè)提出的“優(yōu)先發(fā)展鋁工業(yè)”的戰(zhàn)略發(fā)展方針，中國鋁行業(yè)也迅速發(fā)展。電解鋁產(chǎn)能從2006年的1186萬噸增長到2015年的3250萬噸，產(chǎn)能翻了一番多。但是，隨著電解鋁產(chǎn)能的迅速增長，其擴張速度大大超過了外部條件的支撐能力，不但氧化鋁市場供不應(yīng)求，同時也帶來了電力、煤炭供應(yīng)的十分緊張。為抑制產(chǎn)能過剩，保持可持續(xù)健康發(fā)展的電解鋁工業(yè)，國家開始于2008年對電解鋁發(fā)展采取宏觀調(diào)控措施，嚴格執(zhí)行產(chǎn)業(yè)政策和準入條件，全面淘汰落后產(chǎn)能。
[0003]隨著煤炭資源的緊張以及國際金融危機還未完全消化，尤其步入2015年來，市場鋁錠價格長期在10000~11000元/噸徘徊，鋁錠市場價格低迷和電價的不斷推高制約了現(xiàn)有電解鋁企業(yè)的進一步發(fā)展。因此，在此市場環(huán)境下，以降低電解槽運行電壓從而降低運行電耗的目標成為現(xiàn)今國內(nèi)鋁企的技術(shù)發(fā)展方向。
[0004]眾所周知，電解槽的運行電壓由極間壓降、陽極壓降、陰極壓降、母線壓降和反電動勢組成，其中，極間壓降占據(jù)了 35-40%的比例，每1cm極間壓降大約330-370mv。因此，絕大多數(shù)鋁企業(yè)采用了降低極距從而降低極間壓降的方法來獲得電壓的降低。
[0005]然而，極距的降低并非有益無害，目前電解鋁生產(chǎn)的原料氧化鋁均通過打殼機構(gòu)打開殼面后，經(jīng)點式下料器加入到電解槽熔體中，點式下料器布置在電解槽的上部，其容積一般在1.2-2.2L，這意味著每次通過點式下料器進入到電解槽中的氧化鋁一次性即有
1.2-2.2Kgo見附圖1。而氧化鋁是通過極間進行擴散的，隨著極距的降低，氧化鋁的擴散空間減小，一次性較大量投入氧化鋁后，短時間不能有效地擴散在電解質(zhì)熔體中進行反應(yīng)，不僅降低電流效率，而且會沉入到電解槽槽底，形成沉淀，降低了電解生產(chǎn)的效率。長期的沉淀將增大陰極電阻，導致電耗增加。因此，在低極距下如何向槽內(nèi)添加氧化鋁，成為目前困擾電解鋁高效低耗生產(chǎn)的一個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種氧化鋁加入到電解槽熔體內(nèi)的方法及其裝置，從而可以在低極距下提高氧化鋁的擴散能力，減小沉淀的產(chǎn)生，降低陰極電阻。從而提高電流效率，節(jié)約能耗。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明是一種氧化鋁連續(xù)下料的方法，它采用上下兩段式溜管結(jié)構(gòu)，下部的溜管采用耐電介質(zhì)腐蝕的材質(zhì)制成，這樣使下部的溜管直接穿過陽極覆蓋料層埋入到電解質(zhì)層的熔體中，然后利用上部的溜管上的流量控制機構(gòu)控制從上部的溜管進入到下部的溜管中的氧化鋁流量，使氧化鋁連綿不斷而又在單位時間內(nèi)非常少量地進入到電解槽中，形成連續(xù)下料。
[0008]本發(fā)明采用這樣一種氧化鋁連續(xù)下料的裝置，它包括槽上料箱，在槽上料箱的下方連接有兩段從上到下相互貫通的下料溜管，即上部下料溜管和下部下料溜管，上部下料溜管和下部下料溜管通過法蘭進行連接，下部下料溜管穿過陽極覆蓋料層埋入到電解質(zhì)層的熔體中；在上部下料溜管上設(shè)有流量控制閥。
[0009]其中，下部下料溜管通過固定支架固定在槽上部結(jié)構(gòu)底板的下方。上部下料溜管采用鋼材制成，下部下料溜管采用碳氮化硅材質(zhì)制成。
[0010]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
本發(fā)明采用流量控制閥調(diào)控氧化鋁的流量，避免了一次性大量的氧化鋁加入到電解槽內(nèi)。采用兩段式下料溜管，下部的下料溜管采用抗腐蝕的材料制成，從而使該下料溜管能夠埋入熔體，不僅可以使氧化鋁不飛散直接進入電解槽，而且取消了傳統(tǒng)的打殼下料機構(gòu)，節(jié)省了投資。
【附圖說明】
[0011]
圖1為傳統(tǒng)氧化鋁加入電解槽的裝置示意圖；
圖2為本發(fā)明氧化鋁加入電解槽的裝置示意圖。
[0012]附圖2標記說明:1-槽上料箱，2-流量控制閥，3-上部下料溜管，4-下部下料溜管，5-法蘭，6-固定支架，7-陽極覆蓋料層，8-電解質(zhì)層，9-鋁液層，10-槽上部結(jié)構(gòu)底板，
11-打殼氣缸，12-打擊錘頭，13-下料溜管，14-定容下料器。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0014]如圖1所示，傳統(tǒng)的氧化鋁加入電解槽的裝置，氧化鋁儲存在槽上料箱1內(nèi)，加料前先充入定容下料器14中，計算發(fā)出加料指令后，打殼氣缸11動作，帶動打擊錘頭12打開陽極覆蓋層，氧化鋁通過一段斜向的下料溜管13借助打開的殼面孔洞進入到電解質(zhì)層8熔體中進行電解。該方式由于氧化鋁先通過定容下料器，因此屬于半連續(xù)加料。且該下料溜管位于陽極覆蓋料層7的上方，從下料溜管13中溜出的氧化鋁會飛散進入電解槽。
[0015]如圖2所示，本發(fā)明的裝置與傳統(tǒng)的氧化鋁加入電解槽的裝置有很大的不同，本發(fā)明在槽上料箱1的下方連接兩段從上到下相互貫通的下料溜管，即上部下料溜管3和下部下料溜管4，上部下料溜管3和下部下料溜管4通過法蘭5進行連接，下部下料溜管4穿過陽極覆蓋料層7埋入到電解質(zhì)層8的熔體中；在上部下料溜管3上設(shè)有流量控制閥2。其中，下部下料溜管4通過固定支架6固定在槽上部結(jié)構(gòu)底板10的下方。電解槽中從上到下依次是陽極覆蓋層7、電解質(zhì)層8和鋁液層9。
[0016]優(yōu)選的，上部下料溜管3采用鋼材制成，下部下料溜管4采用碳氮化硅材質(zhì)制成。
[0017]實施例1:
本發(fā)明是這樣實施的，氧化鋁輸送至槽上料箱1后，通過流量控制閥2進入到上部下料溜管3中，上部的下料溜管3與下部下料溜管4通過法蘭5相連接，下部下料溜管4采用耐電介質(zhì)腐蝕的材質(zhì)制成，并通過固定支架6固定在槽上部結(jié)構(gòu)底板10的下方，穿過陽極覆蓋料層7埋入到電解質(zhì)層8的熔體中，氧化鋁根據(jù)電解槽的工藝需要，通過流量控制閥2接入槽控系統(tǒng)進行調(diào)整，連綿不斷而又在單位時間內(nèi)非常少量地進入到電解槽中，形成連續(xù)下料。
[0018]實施例2:
如圖2所示，氧化鋁下料點布置在電解槽中縫位置，氧化鋁輸送至槽上料箱1后，在料箱底部設(shè)置一個針形流量控制閥2，通過調(diào)整針形流量控制閥2控制氧化鋁的給入量。氧化鋁通過針形流量控制閥2進入到鋼制的上部下料溜管3中，上部下料溜管3與下部下料溜管4通過法蘭5相連接，下部下料溜管4采用碳氮化硅材質(zhì)制成，通過設(shè)置三角結(jié)構(gòu)的固定支架6固定在槽上部結(jié)構(gòu)底板10下方，并穿過陽極覆蓋料層7埋入到電解質(zhì)層8的熔體中。
[0019]實施例3:
某公司采用500KA超大型預焙陽極電解槽，配置2個電解系列，每個系列安裝366臺電解槽，共計年產(chǎn)能為100萬噸。采用本發(fā)明氧化鋁連續(xù)下料設(shè)備，與傳統(tǒng)下料配置方式相比，每臺節(jié)省打殼機構(gòu)和定容下料器各6個，增加耐腐蝕的下部下料溜管3和流量控制閥2，2個電解系列共計節(jié)省投資1200萬元。
[0020]由于采用了氧化鋁連續(xù)下料，其生產(chǎn)中電解生產(chǎn)效率和爐底壓降得到了保障，與傳統(tǒng)低電壓的運行模式相比較，按照電流效率提高1%，電壓降低50mv計，鋁價11000元/噸，電價0.4元/度，每年可為企業(yè)增加產(chǎn)值11000萬元，并節(jié)省生產(chǎn)成本6400萬元。
[0021]因此，通過本發(fā)明的實施，既降低了電解鋁廠的投資成本，又解決了由于氧化鋁沉淀造成的電流效率降低、電耗增加的問題。
[0022]當然，以上只是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種氧化鋁連續(xù)下料的方法，其特征在于:采用上下兩段式溜管結(jié)構(gòu)，下部的溜管采用耐電介質(zhì)腐蝕的材質(zhì)制成，這樣使下部的溜管直接穿過陽極覆蓋料層埋入到電解質(zhì)層的熔體中，然后利用上部的溜管上的流量控制機構(gòu)控制從上部的溜管進入到下部的溜管中的氧化鋁流量，使氧化鋁連綿不斷而又在單位時間內(nèi)非常少量地進入到電解槽中，形成連續(xù)下料。2.一種氧化鋁連續(xù)下料的裝置，包括槽上料箱(1 )，其特征在于:在所述槽上料箱(1)的下方連接有兩段從上到下相互貫通的下料溜管，即上部下料溜管(3)和下部下料溜管(4)，上部下料溜管(3 )和下部下料溜管(4)通過法蘭(5 )進行連接，下部下料溜管(4)穿過陽極覆蓋料層(7)埋入到電解質(zhì)層(8)的熔體中；在上部下料溜管(3)上設(shè)有流量控制閥(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋁連續(xù)下料的裝置，其特征在于:所述下部下料溜管(4)通過固定支架(6)固定在槽上部結(jié)構(gòu)底板(10)的下方。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋁連續(xù)下料的裝置，其特征在于:上部下料溜管(3)采用鋼材制成，下部下料溜管(4)采用碳氮化硅材質(zhì)制成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化鋁連續(xù)下料的方法及其裝置，它采用上下兩段式溜管結(jié)構(gòu)，下部的溜管采用耐電介質(zhì)腐蝕的材質(zhì)制成，這樣使下部的溜管直接穿過陽極覆蓋料層埋入到電解質(zhì)層的熔體中，然后利用上部的溜管上的流量控制機構(gòu)控制從上部的溜管進入到下部的溜管中的氧化鋁流量，使氧化鋁連綿不斷而又在單位時間內(nèi)非常少量地進入到電解槽中，形成連續(xù)下料。本發(fā)明采用流量控制閥調(diào)控氧化鋁的流量，避免了一次性大量的氧化鋁加入到電解槽內(nèi)。采用兩段式下料溜管，下部的下料溜管采用抗腐蝕的材料制成，從而使該下料溜管能夠埋入熔體，不僅可以使氧化鋁不飛散直接進入電解槽，而且取消了傳統(tǒng)的打殼下料機構(gòu)，節(jié)省了投資。
【IPC分類】C25C3/14
【公開號】CN105401171
【申請?zhí)枴緾N201511011709
【發(fā)明人】顏非亞
【申請人】貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月30日