设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽结构制造方法及图纸

本发明专利技术设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽结构，其技术特征是：在铝电解槽槽壳体结构，即槽壳体围板的上端，新增加设置上一个铝电解槽槽膛熔池加深散热挡料装置，该装置作为铝电解槽槽壳体上部的一部件，可以焊接固定安装在槽壳体水平压板上，亦可用销钉或螺栓固定安装在槽壳体水平压板上。在铝电解钢制槽壳体的上端新增设置上一层铝电解槽槽膛熔池加深散热挡料装置，该装置作用有三个，一是加强铝电解水平压板的强度，防止侧部炉膛抬升变形；二是增加槽壳体上端金属结构的散热面积，有利于侧部炉帮的形成，三是规整槽膛内的覆盖料形状，减少覆盖料的用量，减少换级作业工作量，提升阳极炭块的保温效果，降低电解铝的生产能耗和人工成本。

Structure of aluminum electrolyzer with slot chamber to deepen heat dissipation and blocking device

The invention has the structure of the aluminum electrolyzer with a grooved chamber to deepen the heat dissipation gear. Its technical features are: in the structure of the shell of the aluminum electrolysis trough, the upper end of the slot shell enclosure, a new increasing heat dissipation device is set up in the bath chamber of the aluminum electrolyzer, which can be welded as a part of the upper part of the aluminum electrolysis trough shell. The utility model is fixedly installed on the horizontal pressure plate of the shell and shell, and can also be fixed on the horizontal pressure plate of the shell and shell by pins or bolts. The upper end of the aluminum electrolysis steel trough shell is added to the upper layer of the aluminum electrolyzer trough furnace to deepen the heat dissipation gear. The device has three functions, one is to strengthen the strength of the aluminum electrolysis horizontal pressure plate and to prevent the side furnace from lifting. The two is to increase the heat dissipation area of the metal structure of the upper end of the tank shell, which is beneficial to the shape of the side furnace. The three is to regulate the shape of the cover in the groove, reduce the amount of the cover, reduce the workload of the replacement operation, improve the thermal insulation effect of the anode carbon block, and reduce the energy consumption and labor cost of the electrolytic aluminum.

【技术实现步骤摘要】
设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽结构
：本专利技术设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽结构，主要用于预焙电解槽结构设计、制造和电解铝的生产。技术背景：预焙铝电解槽是电解铝生产的主要技术装备，铝电解槽槽膛结构，是指铝电解槽的钢壳体结构，以及砌筑在凹槽壳体内的槽膛内衬结构。铝电解槽的钢壳体结构，主要由型钢摇篮支撑架，槽壳围板、槽壳底板焊接构造而成，是一个凹型槽钢结构件。铝电解槽的炉膛内衬，是由槽底部保温层、阴极炭块钢棒组、以及侧部炉墙砌块、人造伸腿等炉衬材料，砌筑构造在槽壳体内的电解熔池结构。在在铝电解槽壳体内，侧部炉衬砌块的上方，槽壳围板的内侧，焊接有侧部炉衬砌块水平压板，以防止侧部炉墙炭块的上升变形。砌筑在铝电解槽槽壳体内的槽膛内衬，是一个凹型槽熔池结构，是铝电解槽进行热电化学反应的工作区域。在电解工况状态下，其电解槽槽膛熔池内衬的底部为阴极炭块，阴极炭块的上部的槽膛内，盛载着铝液层，铝液层的上部为电解质液层，电解质液层内吊置着阳极炭块，阳极炭块的上部为保温覆盖料层。现通用的铝电解槽，其槽膛的深度，一般是指铝电解槽阴极炭块上表面部到炉衬侧部砌块的上顶端的之间的高度距离。现通用的铝电解槽熔池槽膛的设计深度一般都≤600mm，一般在550mm左右。铝电解槽槽膛内的铝液层的高度和电解质液层的高度，即“两水平”的高度，是确定铝电解槽熔池槽膛深度的主要设计参数。铝电解槽在生产过程中，铝液层的高度和电解质液层的高度，即俗称“两水平”的高度，是一个变量参数。在启动焙烧期间，“两水平”高度之和可能达到500mm以上。在正常生产工况状态下，“两水平”的高度之和在450mm左右，在电解生产过程中，槽膛熔池内的铝液水平的高度，要随着铝电解槽生产工艺状况和电解的生产过程、以及磁场变化等变量因素进行调整。现通用铝电解槽熔池槽膛侧部炉墙砌块内侧，到阳极炭块侧端部之间的水平距离大约有300mm大面工作区。槽膛内衬这样设计目的，一是要设置出电解槽侧部端的散热通道，使电解槽炉墙内衬处，能够容易形成一个规整的侧部炉帮，使得铝电解槽达到一个即能够满足铝电解热平衡工况条件，又能让侧部炉衬处于绝缘，还能保护侧部炉墙免于电解质侵蚀的工艺状态。现行的铝电解槽槽壳体结构和炉膛结构的这种设计，虽然能够满足电解铝生产的一般要求，但是依然存在着以下几点主要缺陷。1、从铝电解槽槽膛结构的功能分析来看，铝电解槽的侧部炉墙高度相对较低，槽膛设计深度相对较浅。该种相对较浅的炉膛设计，虽然考虑到铝电解内侧部炉墙炭块的散热，企图满足电解槽内侧部炉帮的形成的功能设计需求，但在实际生产中却并非完全如此，其主要缺陷是，在电解槽进行换级作业时，由于新更换的阳极炭块，高出电解槽槽膛体水平压板的部分较高，添加在阳极炭块外端上侧部的保温覆盖料，会自然流淌散落覆盖在槽壳体侧部炉墙砌块的水平压板上，形成结壳层，阻碍侧部炉墙上部的散热通道，不利于侧部炉帮的规整形成，从而影响铝电解槽的整体热平衡和电流分布，影响铝电解的电流效率。2、从铝电解槽槽膛和槽壳体结构功能分析来看，设置在铝电解槽钢壳体立板内侧的侧部炉墙砌块，在电解工况状态下，由于受电解质液侵蚀渗入和热负荷冲击的影响，会不断地产生向上顶升加高的变形应力，为了克服压制这种顶升变形应力的影响，防止电解质液或铝液，从侧部炉墙砌块处渗漏，在侧部炉墙砌块完成砌筑工序后，需在侧部炉墙砌块的上端，槽壳体围板的内侧，焊接上一块水平压板，以阻碍压抑侧部炉墙炭块向上的顶升变形，防止侧部炉墙渗漏现象的发生。但是，原设计的侧部炉墙炭块上部水平压板，在焊接构造时，只能在侧部炉墙砌块完成砌筑后进行，因此，该水平压板底部与槽壳体立板结合处则无法焊接，只能用一道上水平角焊缝，将水平压板焊接在槽壳体围板上。槽壳体立板与水平压板的这种焊接构造方式强度较低，在侧部炭块顶升应力，和热负荷冲击的双重作用下，其焊缝很容易开裂变形，使得水平压板丧失对侧部炭块的压制功能，造成侧部炉墙砌块块摆脱水平压板的约束，自由上升变形，造成侧部炉墙渗漏现象的发生。3、从铝电解槽膛结构对于电解工艺适应性的功能分析来看，这种铝电解槽相对较浅的炉膛设计，虽然对清理炉膛作业有方便之处，但对于配置高度大于600mm以上的阳极炭块，则会产生由于炭块自身高度较高，致使阳极炭块得添加覆盖料保温作业难以实施的缺陷，需要用大量的覆盖料和人工作业对阳极炭块进行保温作业，否则就难以维系阳极炭块的热平衡工作状态，造成阳极炭块温度降低，阳极电压降的增加，浪费电解能耗。
技术实现思路
：为了克服现有铝电解槽膛，由于设计深度相对较浅，所产生的铝电解槽侧部炉墙砌块上部散热通道不畅，焊接构造在槽壳体上端内侧部炭块顶端水平压板易开裂变形，以及铝电解槽在配置高阳极进行生产时，难以用较少的覆盖料和劳动作业量，对阳极炭块实施保温作业的问题，本专利技术在现通用的铝电解槽结构设计的基础上，经过技术创新改进，提出了一种新型的铝电解槽槽膛结构设计技术方案。即设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽的技术方案。本专利技术创设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽结构，其设计技术思路是，一是稳定提升铝电解槽槽炉墙内衬及槽壳体上部的散热功能，使之有利于侧部炉帮的规整形成；二是改进水平压板与槽壳围板的构造连接方式，提升水平压板对侧部炉墙砌块的压制能力，减少侧部炉墙砌块的应力顶升变形；三是增加炉膛结构的深度，减少阳极炭块覆盖料的物料用量和劳动工作量。设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽，其技术特征是：在铝电解槽槽壳体结构的上端，即槽壳体围板的上端安装设置上槽膛加深散热挡料装置部件，该部件由水平踏板、挡料板、和侧立板构造而成，可以焊接固定安装在槽壳体水平压板上，或用销钉或螺栓固定安装在槽壳体水平压板上；该部件亦可有水平踏板、挡料板、侧立板以及水平压板构成而成，焊接在槽壳体围板的上端；其水平压板的底部，压盖在侧部炉墙砌块的上端部，其水平压板和水平踏板之间的空间为散热调整空间。依据上述技术方案：在槽壳体围板的上端外侧，焊接设置上加强连接立板。依据上述技术方案：设置在槽膛加深散热挡料装置下部的水平压板，是在电解槽侧部炉墙砌筑完毕后，再焊接在槽壳围板和加强连接立板的上端的构件。。依据上述技术方案：采用水平踏板、挡料板、侧立板三种零件焊接组合的槽膛加深散热挡料装置为钢结构部件，可以采用焊接连接固定的方式安装在槽壳体围板上上端的水平压板上；亦可用销钉或螺栓固定安装在槽壳体水平压板上。依据上述技术方案：由水平踏板、挡料板、侧立板和水平压板焊接组合构造的槽膛加深散热挡料装置部件，采用焊接连接固定的方式，安装在槽壳体围板上端。依据上述技术方案：焊接在槽壳体围板或加强连接立板上部的侧部炉墙砌块水平压板，与原设计在铝电解槽槽壳体外侧的水平沿板可以构造成为一个整体零件，作为水平压板，焊接在槽壳围板和连接加强立板上，或作为槽膛加深散热挡料装置底部水平板，与水平踏板、挡料板、侧立板构造成一个部件后，再与槽壳围板焊接在一起。依据上述技术方案：槽膛熔池加深散热挡料装置，为一个钢结构方箱管式构件，该钢结构方箱管式构件，可以焊接固定在水平压板上部，亦可焊接在槽壳体围板的上端，或用定位销或螺栓固定安装在铝电解槽得水平压板上。依据上述技术方案：用钢结构方箱管式构件构造的槽膛熔池加深散热挡料装置，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽，其技术特征是：在铝电解槽槽壳体结构的上端，即槽壳体围板的上端安装设置上槽膛加深散热挡料装置部件，该部件由水平踏板、挡料板、和侧立板构造而成。可以焊接固定安装在槽壳体水平压板上，或用销钉或螺栓固定安装在槽壳体水平压板上；该部件亦可有水平踏板、挡料板、侧立板以及水平压板构成而成，焊接在槽壳体围板的上端；其水平压板的底部，压盖在侧部炉墙砌块的上端部，其水平压板和水平踏板之间的空间为散热调整空间。

【技术特征摘要】
1.设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽，其技术特征是：在铝电解槽槽壳体结构的上端，即槽壳体围板的上端安装设置上槽膛加深散热挡料装置部件，该部件由水平踏板、挡料板、和侧立板构造而成。可以焊接固定安装在槽壳体水平压板上，或用销钉或螺栓固定安装在槽壳体水平压板上；该部件亦可有水平踏板、挡料板、侧立板以及水平压板构成而成，焊接在槽壳体围板的上端；其水平压板的底部，压盖在侧部炉墙砌块的上端部，其水平压板和水平踏板之间的空间为散热调整空间。2.依据权利要求1所述的设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽，其技术特征是：在槽壳体围板的上端外侧，焊接设置上加强连接立板。3.依据权利要求1所述的设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽，其技术特征是：设置在槽膛加深散热挡料装置下部的水平压板，是在铝电解槽侧部炉墙砌筑完毕后，再焊接在槽壳围板和加强连接立板的上端的构件。4.依据权利要求1所述的设置有槽膛加深散热挡料装置的铝电解槽，其技术特征是：采用水平踏板、挡料板、侧立板三种零件焊接组合的槽膛加深散热挡料装置为钢结构部件，可以采用焊接连接固定的方式安装在槽壳体围板上上端的水平压板上；亦可用销钉或螺栓固定安装在槽壳体水平压板上。5.依据权利要求1所述的设置有槽膛加深散热挡料装置的铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：高德金，高伟，王晓宇，
申请(专利权)人：高德金，
类型：发明
国别省市：广西,45