一种阳极效应处理装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电解铝过程中阳极效应处理装置和方法。所述处理装置包括配气装置，所述配气装置的出气端连接有熄灭剂储罐，所述熄灭剂储罐的出气端通过软管与效应熄灭管连接，所述处理装置还包括用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管的效应熄灭管传动装置。所述方法包括：(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在所述熄灭剂储罐中，将所述效应熄灭管伸到阳极底部；(2)当需要对阳极效应进行熄灭处理时，通过控制配气装置释放熄灭剂。本发明专利技术的效应处理过程在阳极底掌界面处完成，不搅动铝液，不对电解铝液产生氢和氧化铝夹杂污染，具有很高的经济价值和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝电解与铝合金熔体净化领域，尤其涉及一种不产生氢和氧化铝夹杂的阳极效应处理装置与方法。
技术介绍
铝是仅次于钢铁的第二大金属结构材料，铝熔体质量影响铝制品质量，洁净的液体金属是获得优质铝制品的保证。氢是唯一能大量溶于铝熔体中的气体，铝液凝固析出氢所产生的气孔、疏松等缺陷，直接影响铝制品的质量、性能，是退火和固溶处理铝合金中气泡缺陷的原因。Al2O3夹杂是影响铝熔体冶金质量的关键因素,破坏铝基体的连续性、降低基体强度，恶化铝材加工性能、耐腐蚀性能和抗断裂韧性，为疲劳裂纹的萌生提供了核心(参见贺永东、张新明的论文《电解工艺对电解铝液质量的影响研究》)。电解铝液中氧化铝夹杂含量一般在1％-2％，贵铝实测电解铝液中含氢量平均为0.34ml/100gAl。基于上述原因，在霍尔-埃鲁特熔盐电解铝的最初近百年内，人们一直无法直接利用高温电解铝液浇铸铸锭。随着技术进步，直接利用高温电解铝液生产铸坯的短流程工艺已经得到广泛应用，电解过程中产生的氢和氧化夹杂物对铝熔体的污染，成为影响铝熔体冶金质量的主要根源(参见贺永东的论文《铝及铝合金中氢和氧化夹杂的冶金遗传》)。贺永东、张新明、陈明安等在其论文《电解铝液中Al2O3夹杂物的形成机理》中指出：阳极效应是碳阳极界面上析出的CO2气体不能及时排出而导致的电流阻塞过程，效应发生的频率与电解液中氧化铝浓度波动、电解槽的冷热状态有关。效应本身不导致铝液含杂、增氢，熄效应操作能在一定程度上增加电解铝液中氢和氧化夹杂物含量。在实际生产中，常采压缩空气和湿木条熄灭效应，先往电解液中加入足量的Al2O3，再将湿木条插入铝液-电解液中，湿木条发生强烈脱水反应，生成的H2O和CO2气体将铝液搅起，铝液穿过气膜阻挡层与阳极短路，达到熄灭效应的目的。或者将高压风直接吹入铝液中，在铝液中产生强烈的沸腾作用，搅起铝液形成短路，达到熄灭效应的目的。压缩空气或者湿木条脱水产物都能与高温铝液反应，生成大量的Al2O3夹杂和氢：4Al+6H20＝2(α-Al2O3)+6H2－395.7KJ/mol；2Al+3CO2＝(α-Al2O3)+3CO－550.38KJ/mol。4Al+3O2＝2Al2O3－1109KJ/mol；图1为熄效应过程中，H2O、CO2气泡同铝作用产生的氧化膜界面层与氢交互作用过程示意图，产生的H2、CO、CO2等气体与气泡表面的氧化膜接触，被氧化膜内壁吸附，高温铝液通过氧化膜缝隙流入气泡，造成铝液氢和氧化铝夹杂污染(参见贺永东、张新明的论文《电解铝液中氢形成机理探讨》)。采用传统方法熄灭效应的过程，实际上是在铝液中造渣、造气的过程，是电解铝液产生氢和氧化铝污染的重要原因，且存在操作强度高、环境污染大、物耗高、易在槽底形成大量氧化铝沉淀等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种不产生氢和氧化铝夹杂的阳极效应处理装置与方法。上述目的是通过下述方案实现的：一种电解铝过程中阳极效应处理装置，其特征在于，所述处理装置包括配气装置(1)，所述配气装置(1)的出气端连接有熄灭剂储罐(2)，所述熄灭剂储罐(2)的出气端通过软管与效应熄灭管(3)连接，所述处理装置还包括用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管(3)的效应熄灭管传动装置(4)。根据上述处理装置，其特征在于，所述效应熄灭管(3)为金属蛇形管，且在该金属蛇形管外套设有碳素保护套管。根据上述处理装置，其特征在于，所述效应熄灭管传动装置(4)包括电机、变速装置、输出动力轴和夹持装置；所述夹持装置通过滚轮夹持所述效应熄灭管(3)。根据上述处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括压壳锤头(5)。一种使用上述阳极效应处理装置的阳极效应处理方法，其特征在于，所述方法包括：(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在所述熄灭剂储罐(2)中，将所述效应熄灭管(3)伸到阳极底部；(2)当需要对阳极效应进行熄灭处理时，通过控制配气装置(1)释放熄灭剂。根据上述处理方法，其特征在于，所述处理方法通过以下步骤对阳极效应进行分类：将所有运行中的电解槽作为潜在的效应槽，接口机定时对槽控机获取的槽运行参数进行分析、判定，根据槽压、槽温、电解槽运行模拟阻抗值、电解槽铝水平和电解液水平、电解液分子比、氧化铝浓度、阳极气体组分变化、阳极运行情况的数据，判定效应临界槽运行状况，预测效应发生时间，并对效应进行分类。根据上述处理方法，其特征在于，所述阳极效应熄灭剂由冰晶石、氟化铝、氟化钠、氧化铝、工业铝粉中的一种或者几种组成。根据上述处理方法，其特征在于，对因氧化铝缺乏引起的阳极效应，阳极效应熄灭剂质量百分比组分为：1％～70％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～5％氟化铝+1％～60％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～5％氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+1％～60％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～5％冰晶石+1％～60％氧化铝+余量为工业铝粉；对因电解液萎缩引起的阳极效应，阳极效应熄灭剂质量百分比组分为：0.1％～10％氧化铝+余量为冰晶石，或者0.1％～10％氧化铝+0.5％～40％工业铝粉+余量为冰晶石，或者0.5％～30％氟化铝+5％～60％冰晶石+0.1％～10％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～50％冰晶石+0.5％～30％氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+0.1％～10％氧化铝+余量为工业铝粉；对因槽温偏低引起的阳极效应，阳极效应熄灭剂组分为：1％～10％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～30％冰晶石+1％～10％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～30％氟化钠+0.1％～10％氧化铝+余量为工业铝粉，或者0.5％～90％氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+余量为工业铝粉。根据上述处理方法，其特征在于，所述配气装置使用的载气为氮气、空气、二氧化碳或干冰粉末中的一种或者多种的混合。本专利技术的一种不产生氢和氧化铝夹杂的阳极效应处理装置与方法，根据效应临界槽运行状况、效应预测情况、预测效应的分类情况，对已经发生的阳极效应，采用效应熄灭装置将阳极效应熄灭剂输送到效应阳极的底部，依靠载气和效应熄灭剂熄灭效应。具有减轻操作工劳动强度、减少环境污染、降低电耗和物耗、提高电解槽产量和生产效率的效果。效应处理过程在阳极底掌界面处完成，不搅动铝液，不对电解铝液产生氢和氧化铝夹杂污染，具有很高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解铝过程中阳极效应处理装置，其特征在于，所述处理装置包括配气装置(1)，所述配气装置(1)的出气端连接有熄灭剂储罐(2)，所述熄灭剂储罐(2)的出气端通过软管与效应熄灭管(3)连接，所述处理装置还包括用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管(3)的效应熄灭管传动装置(4)。

【技术特征摘要】
1.一种电解铝过程中阳极效应处理装置，其特征在于，所述处理装置包括
配气装置(1)，所述配气装置(1)的出气端连接有熄灭剂储罐(2)，所述熄灭
剂储罐(2)的出气端通过软管与效应熄灭管(3)连接，所述处理装置还包括
用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管(3)的效应熄灭管传动装置(4)。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述效应熄灭管(3)为
金属蛇形管，且在该金属蛇形管外套设有碳素保护套管。
3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述效应熄灭管传动装
置(4)包括电机、变速装置、输出动力轴和夹持装置；所述夹持装置通过滚轮
夹持所述效应熄灭管(3)。
4.根据权利要求1-3之一所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还
包括压壳锤头(5)。
5.一种使用如权利要求1-3所述阳极效应处理装置的阳极效应处理方法，
其特征在于，所述方法包括：(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在
所述熄灭剂储罐(2)中，将所述效应熄灭管(3)伸到阳极底部；(2)当需要
对阳极效应进行熄灭处理时，通过控制配气装置(1)释放熄灭剂。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法通过以下
步骤对阳极效应进行分类：将所有运行中的电解槽作为潜在的效应槽，接口机
定时对槽控机获取的槽运行参数进行分析、判定，根据槽压、槽温、电解槽运
行模拟阻抗值、电解槽铝水平和电解液水平、电解液分子比、氧化铝浓度、阳
极气体组分变化、阳极运行情况的数据，判定效应临界槽运行状况，预测效应
发生时间，并对效应进行分类。
7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永东，孙郅程，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65