[發明專利]制止電解槽啟動期間槽殼上拱的電解槽結構

無效

• 申請號: 201010532130.1
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102465315A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 王愚
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明新型涉及一種電解槽結構。

背景技術

鋁電解槽在啟動期間會發生槽殼上拱的現象，影響電解槽的正常生產（參考《輕金屬》2005,4期,p31，論文“電解槽啟動期間的槽殼上拱”，王愚）。鋁電解槽在啟動初期要熔化冰晶石電解質，整個槽膛內都是~1000℃的熔融電解質，熔巖翻滾，這是槽膛內溫度最高的時期。此時，槽側爐幫尚未形成，電解槽周圍還沒有側部結殼這一有效的隔熱層，電解槽槽殼在這期間要經受最高的溫度，槽殼側壁鋼板經常燒得發紅。

電解槽的槽殼都是搖籃架結構，方形槽殼外是十多個至二十多個的搖籃架。搖籃架由400mm高的工字鋼組焊而成，剛性很大，是槽殼的主要受力部件。槽殼的搖籃架支撐在槽底的兩根280mm高的工字鋼梁上，280工字鋼梁通過絕緣板放在槽基礎水泥墩上。

電解槽在啟動期間，隨著槽溫升高，槽殼發生上拱變形。中間部位的搖籃架被槽殼上拱帶起，離開280工字鋼梁，中心線附近的搖籃架上拱量最大。如圖1所示。280kA和300kA電解槽的槽殼上拱為30mm。350kA?電解槽的最大上拱則達40mm。在電解槽啟動的當天或第二天，槽殼大都上拱達到其最大值。一般啟動24小時后，向槽內灌鋁，電壓逐漸降低，電解槽溫度也降低，側部爐幫開始形成，槽殼上拱值逐漸減小。槽溫高，且維持時間長的，槽殼上拱則大。槽溫低，維持時間短的，槽殼上拱則小。

電解槽啟動初期的上拱，造成電解槽陰極炭塊也上拱，導致陰極電流分布不均；也使電解槽內襯發生變形，有可能導致內襯損傷，影響內襯的使用壽命。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種制止電解槽啟動期間槽殼上拱的電解槽結構，以克服現有技術存在的造成電解槽陰極炭塊上拱，導致陰極電流分布不均；使電解槽內襯發生變形，可能導致內襯損傷，影響內襯的使用壽命等不足。

本發明采用以下技術方案：在電解槽的中部、大面兩側設置兩個臨時支撐，臨時支撐上端與上部結構大梁連接，下端與槽殼連接。

臨時支撐上端頂在上部結構大梁的上邊緣，下端頂在槽殼的邊緣內側。

或者，臨時支撐上端頂在上部結構大梁的下邊緣，下端頂在槽殼的邊緣內側。

臨時支撐上端與上部結構大梁之間、下端與槽殼之間設置有絕緣板。

電解槽的槽殼是下部的基礎剛構件，槽殼上面有電解槽的上部結構。上部結構包括大梁、陽極、陽極母線、打殼下料機構等。上部結構由一個大梁支撐在槽殼的兩端。本發明在槽殼中部增加臨時支撐，使上部結構的重量通過這個臨時支撐，壓在槽殼的中部，從而壓制電解槽啟動期間的槽殼上拱。

與現有技術相比，本發明解決了電解槽啟動初期的上拱問題，從而解決了電解槽陰極炭塊上拱導致的陰極電流分布不均；解決了電解槽內襯發生變形可能導致的內襯損傷，提高了內襯的使用壽命。

附圖說明

圖1為現有技術的電解槽結構示意圖；

圖2為圖1中的Ⅰ局部放大圖；示意出電解槽中間部位的搖籃架被槽殼上拱帶起的情形；

圖3為本發明的電解槽結構示意圖；圖中示意出臨時支撐上端頂在上部結構大梁的上邊緣的情形；

圖4為圖3的A—A剖視圖；

圖5為本發明的另一種電解槽結構示意圖；圖中示意出臨時支撐上端頂在上部結構大梁的下邊緣的情形；

圖6為圖5的B—B剖視圖。

具體實施方式

本發明的實施例：在電解槽的中部、大面兩側設置兩個臨時支撐2，臨時支撐2上端與上部結構大梁3連接，下端與槽殼1連接。

臨時支撐2上端頂在上部結構大梁3的上邊緣，下端頂在槽殼1的邊緣內側。

或者，臨時支撐2上端頂在上部結構大梁3的下邊緣，下端頂在槽殼1的邊緣內側。

臨時支撐2上端與上部結構大梁3之間、下端與槽殼1之間設置有絕緣板。

對于臨時支撐2上端頂在上部結構大梁3的上邊緣的情況：上端要從外向內頂在上部結構大梁3的上邊緣，下端要頂在槽殼邊緣內側，可靠地支撐在大梁與槽殼之間。該結構將會妨礙中間陽極的更換作業。一般情況下，電解槽啟動后約一周開始換陽極，可以安排中間陽極再稍后二、三天更換，這時，槽殼溫度已經降低，槽殼不再上拱，可以拆除臨時支撐了。即拆除臨時支撐后，再換中間的陽極。

對于臨時支撐2上端頂在上部結構大梁3的下邊緣的情況：該結構的優點是支撐構件較短，缺點是中部臨時支撐對槽殼有較大的向外擴張的力，這對槽殼不利。只要槽殼的剛度足夠大，這個擴張力不至于擴大槽殼的中部膨脹，這種支撐就是可行的。

由于大梁與電解槽的陽極等電位，槽殼與電解槽的陰極等電位，陽極與陰極不能短路，所以，在臨時支撐2的上端與大梁之間必須設置絕緣板；在臨時支撐2的下端與槽殼之間也必須設置絕緣板。