一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置，包括有金属管和导入风管，金属管与导入风管连接，导入风管与风源连接；金属管的前段为一段弯曲管，通过该段弯曲管使整个金属管形成可向上翘的结构，并且该段弯曲管为用于伸入电解槽内的部分；至少在弯曲管的表面设有绝缘层。本实用新型专利技术装置结构简单，操作方便，成本低；大幅降低了阳极效应熄灭过程的电流效率损失；无需使用木棒，节省了生产成本，更为节能环保；熄灭阳极效应的时间短，节约了铝电解的电耗。了铝电解的电耗。了铝电解的电耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置


[0001]本技术涉及铝电解
，具体涉及一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置。

技术介绍

[0002]传统铝电解槽生产中阳极效应熄灭的方法是使用木棒插入铝电解槽出铝口8的阳极10下方，来熄灭阳极效应，如图2所示：当铝电解槽阳极效应发生时，人工使用木棒9，从电解槽出铝端的出铝口8斜向插入木棒9，同时电解槽槽控机自动控制程序判断阳极效应持续(20s)自动启动阳极效应处理(大下料2次，打壳2次)，向电解槽内补充氧化铝，提高电解质中的氧化铝浓度。与此同时插入槽内的木棒9剧烈燃烧，促使局部电解质液和铝液沸腾加剧，逼迫阳极底掌聚集的阳极气体(气泡)逸出或破裂，阳极气膜电阻大幅下降，电解质的导电性转为良好状态，加之木棒9燃烧后炭化，形成了阳极10与阴极11(铝液)瞬时“短路”，效应电压降低，恢复至正常工作电压(效应刚刚熄灭时电压一般低于正常工作电压200～300mv)，使阳极效应熄灭。
[0003]目前，铝电解槽阳极效应发生的机理主要有：(1)湿润性学说，发生阳极效应时由于电解质液对炭阳极湿润性的改变。氧化铝是表面活性物质，它能减小冰晶石熔液在炭素材料上的表面张力，当氧化铝浓度高时，熔液对炭素材料的湿润性良好，阳极气体不能停留在阳极上，只能以小气泡的形式脱离，故不发生阳极效应；反之，阳极气体能够在阳极上聚集并形成大气泡，电解质对炭素材料的湿润性变差，致使大气泡不易脱离阳极，最终连成一片导致阳极效应发生。(2)氟离子放电学说，发生阳极效应是由于阳极过程的改变，及氟离子放电所致。当电解质内氧化铝浓度减小到一定程度时，氧离子的放电转变为氧离子和氟离子联合放电，形成一种惰性的非湿润性的氟化碳(CF)
n
，减弱电解质对炭阳极的湿润性，引发阳极效应。(3)静电引力学说，阳极气体所带的电荷的改变，是发生阳极效应的原因。在氧化铝浓度较高的电解质里，气泡带正电，故被阳极排斥，并以小气泡的形式脱离阳极；反之，气泡带负电，并被阳极吸引住，于是阳极上出现气泡层，导致发生阳极效应。(4)阳极对电解质液排斥学说，发生阳极效应的熔盐电解过程有一个共同的特点，既阳极上有气体析出，由于阳极气体的析出，电解液被部分地排挤开，但仍然可以进行正常电解，当阳极电流密度增大时，阳极上的气泡增多，阳极就在更大程度上排斥电解液，达到临界电流密度时，电流的通路绝大部分已经闭塞，产生了静电引力而被吸附在阳极上，阳极效应便发生了。但不管哪种，都和阳极底掌聚集的阳极气体相关，目前采用木棒燃烧的方式，就是促使阳极气体(气泡)逸出或破裂来解决阳极效应。
[0004]然而，由于铝电解槽的阳极效在工业生产过程中时有发生，即使控制较好的情况，阳极效应系数也会达到0.1～0.3次/槽
·
日，一个260台槽的日效应个数在26～78左右；每个效应熄灭一般需要1～2根木棒，使用木棒的数量较多，投入的生产辅助材料消耗费用较大。其次，由于木棒需要2～3年的种植成材周期，同时木棒在铝电解生产中熄灭阳极效应使用后，产生的废木棒中渗入了氟，形成了对自然环境有一定污染的“危废品”，通过危废处理
达标的成本更高，而市场的效应木棒供应商越来越少，采购难度加大，铝电解生产成本上升。再次，使用木棒熄灭阳极效应时，由于木棒长度一般在2.5～3.0米，插入铝电解槽内的长度一般在2.0～2.5米，较长部分的木棒在铝电解槽内的电解质和铝液中剧烈燃烧，在熄灭阳极效应的过程中铝的二次反应加剧，直接导致短时间内铝电解槽的电流效率降低，电流空耗造成了铝电解槽的能耗升高，同时由于会产生剧烈燃烧，因此对操作人员和设备都可能会造成伤害，存在较大的安全隐患。最后，使用木棒熄灭阳极效应时，由于木棒必须经过一段时间的燃烧后，才可以达到熄灭阳极效应的效果，持续时间较长(一般在1～3分钟，甚至更长)，阳极效应发生时铝电解槽的电压较高(阳极效应电压一般在8～25v，甚至更高)，是正常工作电压的2～6倍，效应期间铝电解槽的能耗急剧升高。
[0005]另外，除了采用燃烧木棒来熄灭阳极效应，业内也有采用空气搅动方式和添加熄灭剂的方式，添加熄灭剂的缺点与燃烧木棒类似，主要就是成本高、安全性低；而空气搅动是一种更为绿色环保、低成本的方式，但目前采用空气搅动的方式一般是通过设置气体喷射装置来实现的，而气体喷射装置一般又是直接安装电解槽设备本身上面的(如打壳机头上)，在使用时需要随承载机构(如打壳机头)一起降下沉入到铝液中，然后再通入气体。这种传统的应用方式主要存在两个缺点，一是结构复杂，安装麻烦，会较大的提高设备本身的成本；二是效果不够好，这是因为喷射装置只能在靠近阳极的位置沉入铝液中，这样只是在阳极的侧下方，不能进入到阳极正下方，同时不能进行灵活移动以改变吹动的方向和区域，造成只能一个点或一小块区域吹动，这样就严重地制约了其熄灭阳极效应的效果。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提供一种装置结构更简单、操作方便、成本更低、可快速熄灭阳极效应、降低铝电解能耗的用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置。
[0007]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置，其特征在于：包括有金属管和导入风管，金属管与导入风管连接，导入风管与风源连接；金属管的前段为一段弯曲管，通过该段弯曲管使整个金属管形成可向上翘的结构，并且该段弯曲管为用于伸入电解槽内的部分；至少在弯曲管的外表面设置有绝缘层。
[0008]进一步地，所述金属管的后段为一段直管，该段直管套装有绝缘胶管，便于操作人员握持，也使得对于操作过程的控制更为灵活方便；设置在金属管前段弯曲管表面的绝缘层为绝缘涂层，通过绝缘层将金属管绝缘，防止造成阳极与铝液发生短路而熔断钢管，同时对钢管起到防止高温熔融的保护效果。
[0009]优选地，所述金属管的直管内径为12-20mm，而所述弯曲管的出风口口径为5-12mm；整个弯曲管的内孔为锥形孔结构，其出风口的口径小于弯曲管内孔其余部分的口径，比如出风口的口径为10mm，而直管的口径及弯曲管尾端入口处的口径为15mm。这种结构可以使金属管形成锥形尖状喷嘴，根据空气动力学原理可知，通过这种喷嘴可以喷射出速度及压力更高的气体，进而提高对液体吹动的效果。
[0010]优选地，所述金属管的直管与弯曲管为一体结构，直管的前端与弯曲管的尾端为平滑过渡，可通过一根管子以弯折的方式成型获得。
[0011]优选地，所述金属管的弯曲管为弧形弯曲结构，其前端的弯曲度最大，而弯曲管前端的中心轴与直管的中心轴形成20-45度的夹角，比如夹角为30度。通过这种角度的弯曲，一是可以使操作更灵活，二是可以使弯曲管形成翘起的效果，以便能够更好地对准阳极的下方，同时还能够以弧形转动的过程中控制更大的区域，以便能吹动更多的液体。
[0012]进一步地，在金属管与导入风管之间设置有风量控制阀，通过风量控制阀将金属管与导入风管连接固定。在操作时通过风量控制阀来控制通入空压风的风量大小，使得操作更为方便。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置，其特征在于：包括有金属管和导入风管，金属管与导入风管连接，导入风管与风源连接；金属管的前段为一段弯曲管，通过该段弯曲管使整个金属管形成可向上翘的结构，并且该段弯曲管为用于伸入电解槽内的部分；至少在弯曲管的表面设置有绝缘层。2.根据权利要求1所述的用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置，其特征在于：所述金属管的后段为一段直管，该段直管套装有绝缘胶管，而设置在金属管前段弯曲管表面的绝缘层为绝缘涂层。3.根据权利要求2所述的用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置，其特征在于：所述金属管的直管内径为12-20mm，而所述弯曲管的出风口口径为5-12mm；整个弯曲管的内孔为锥形孔结构，其出风口的口径小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：星占雄，刘锋，杨国文，杨旸，艾胜朋，杨红军，张启胜，康军年，王林，胡志梅，何刚，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：