专利名称：一种铝精炼电解槽及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝精炼电解槽及其制作方法，特别是一种70kA级铝精炼电解槽及其制作方法。
背景技术：
随着铝纯度的提高，其抗腐蚀性、可塑性、导电性、反光性等性能均得到了很大的提高，还因为铝具有良好的低温性能，使铝及其铝制品的应用范围越来越广。近年来随着中国经济的稳步发展，在现代工业的许多领域如电子工业、电解电容器、集成电路配线材料、计算机记忆盘、超导体、磁浮悬体材料、喷涂材料、低温电磁构件、航天航空和汽车工业等对比原铝更纯的精铝的需要迅速增长，因而开发适合国情的大型精铝槽新技术是势在所趋。但目前，高纯精铝(99.90％～99.998％AL)的三层液铝电解精炼提纯技术至今在国际上仍只有少数国家拥有，但是这些技术普遍存在着投资大、运行费用高、结构复杂、维护困难等缺点，并且现有的这些技术还不适用于对我国国内现有的中小铝厂纵向配置铝电解槽系列的设施进行精铝生产技术的更新改造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、工作效率较高、投资小、运行费用低、维护容易、并适用于对我国国内现有的纵向配置铝电解槽系列的设施进行精铝生产改造的铝精炼电解槽及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的铝精炼电解槽的制作方法为将该铝精炼电解槽的工作电流强度设计为70±5千安，以适用于对国内中、小铝厂的原有设施进行精铝生产技术的更新改造；该铝精炼电解槽采取纵向配置；阳极母线从精铝槽的侧下部连接阳极钢棒，阳极碳块采用单钢棒配置；阴极碳块在精铝槽中采取圆形石墨单阴极组装块双排阴极块的配置，阴极母线为两点立母线配置，便于相邻槽端接端串联连接；加强了槽体的保温和防渗漏措施，为防止槽体因热胀冷缩而损坏，在槽体下部设置了伸缩缝，槽体一端的加料室采用斜口式加料室，便于冷铝锭加入时顺利滑入到三层液的低层即铜铝合金液体之中。
本发明的铝精炼电解槽为该精铝槽的构成包括槽体1，槽体1的内壁设有内衬2，槽体1的一端设有加料室3，槽体1中设有一个或一个以上的阳极碳块4，阳极碳块4上连接有阳极棒5，阳极棒5从槽体1的侧壁穿出，槽体1的中部外侧有出铝口6，阳极母线7从槽体1的侧下部与阳极棒5连接；在槽体1上方并列悬挂的两排单阴极组装块8将阴极碳块9伸到槽体1的炉膛中，悬挂单阴极组装块8的两排阴极母线10与传动机构11连接，阴极母线10的端点经出电立母线12引出。
上述的铝精炼电解槽中，槽体1外侧设有槽壳13，槽体1上部设有槽罩14，槽罩14上设有排烟管15。
前述的铝精炼电解槽中，槽体1一端的加料室3为斜口式料室结构，加料室3与槽体1的溶解炉膛之间还设有衬壁16，加料室5经衬壁16的下方与与槽体1的溶解炉膛相通。
前述的铝精炼电解槽中，槽体1的内衬2由镁砖层17构成。
前述的铝精炼电解槽中，槽体1的下端部设有伸缩缝18。
前述的铝精炼电解槽中，单阴极组装块由阴极碳块9、钢爪19和铝导杆20组成；钢爪19经磷铁浇铸与阴极碳块9连接，钢爪19的另一端与铝导杆20焊接。
由于采用了上述技术方案，本发明所提供的70kA级铝精炼电解槽，该设备的设计电流容量为70±5千安(kA)，该电流容量非常适用于国内中、小铝厂利用纵向配置的铝电解槽系列的原有设施进行精铝生产技术的更新改造。这对技术淘汰和面临关闭的铝企业以节省投资方式，走技术更新、产品附加增值和环保治理之路，培养企业经济新增长点是非常适用的。本发明与现有技术相比，本发明的70kA级铝精炼电解槽的优点是制作成本低廉、运行费用低、结构紧凑、配置简捷、便于安装、易于操作和维护、工作效率高，并可为纵向配置的精铝生产系列提供实用灵活的大型精铝槽生产技术。
附图1是本发明的结构示意图；附图中的标记为1-槽体，2-内衬，3-加料室，4-阳极碳块，5-阳极棒，6-出铝口，7-阳极母线，8-单阴极组装块，9-阴极碳块，10-阴极母线，11-传动机构，12-出电立母线，13-槽壳，14-槽罩，15-排烟管，16-衬壁，17-镁砖层，18-伸缩缝，19-钢爪，20-铝导杆。
具体实施例方式
具体实施例方式一种70KA级铝精炼电解槽的制作方法，设计电流强度70±5千安，该设计主要是面对国内中、小铝厂利用纵向配置铝电解槽系列的原有设施进行精铝生产技术的更新改造。这对技术淘汰和面临关闭的铝企业以节省投资方式，走技术更新、产品附加增值和环保治理之路，培养企业经济新增长点是非常适用的。主要采取了以下措施
纵向(端接端)配置形式。采用与相邻槽端接端串联的精铝槽配置形式，目的是适应于系列精铝槽采取纵向多列的车间配置设计，可大大节省厂房占地面积，提高精铝厂房的布局适应性。
单阴极块双排配置。采用圆形石墨单阴极组装块和精铝槽双排阴极块的配置结构设计，目的是为了使精铝槽炉膛内的电流分布合理均匀，同时在结构上缩小精铝槽的占地空间，节省精铝厂房的建设投资。
阳极碳块单钢棒配置。目的是合理控制精铝槽的阳极炉膛导电区的电流密度在合理范围(0.48～0.56A/cm2)，以获得较高的阳极区电流效率，并合理匹配阳极区的发热需求及其电压降能耗的关系，同时单钢棒配置有利于紧凑槽结构，提高槽单位面积产能。
单端两点出电立母线配置，目的是为了适应精铝槽系列的纵向配置的单向串联进出电要求，同时可有效节省铝母线投资和铝母线的电压损耗。
在槽体的结构上，加强了槽体的保温和防渗漏措施，为防止槽体因热胀冷缩而损坏，在槽体下部设置了伸缩缝，槽体一端的加料室采用斜口式加料室，便于冷铝锭加入时顺利滑入到三层液的低层即铜铝合金液体之中。
采用本发明的方法制作铝精炼电解槽时，该精铝槽的构成包括槽体1，槽体1的内壁设有内衬2，槽体1的一端设有加料室3，槽体1中设有一个或一个以上的阳极碳块4，阳极碳块4上连接有阳极棒5，阳极棒5从槽体1的侧壁穿出，槽体1的中部外侧有出铝口6，阳极母线7从槽体1的侧下部与阳极棒5连接；在槽体1上方并列悬挂的两排单阴极组装块8将阴极碳块9伸到槽体1的炉膛中，悬挂单阴极组装块8的两排阴极母线10与传动机构11连接，阴极母线10的端点经出电立母线12引出。槽体1外侧设有槽壳13，槽体1上部设有槽罩14，槽罩14上设有排烟管15。槽体1一端的加料室3为斜口式料室结构，加料室3与槽体1的溶解炉膛之间还设有衬壁16，加料室5经衬壁16的下方与与槽体1的溶解炉膛相通；槽体1的内衬2由镁砖层17构成；槽体1的下端部设有伸缩缝18；单阴极组装块由阴极碳块9、钢爪19和铝导杆20组成；钢爪19经磷铁浇铸与阴极碳块9连接，钢爪19的另一端与铝导杆20焊接。
应用评估采用本发明后，若以5千吨年产能28台70kA精铝槽系列为例，企业年可创销售收入1.2亿元，年利税约2300万元，直接生产效益是十分明显的，加之盘活了老企业，因而社会效率显著提高。
权利要求
1.一种铝精炼电解槽的制作方法，其特征在于将该铝精炼电解槽的工作电流强度设计为70±5千安，并使该铝精炼电解槽按纵向配置的方式设置在生产车间；将其阳极母线从精铝槽的侧下部连接阳极钢棒，阳极碳块采用单钢棒配置；阴极碳块采取圆形石墨单阴极组装块双排阴极块的配置，阴极母线为两点立母线配置，便于相邻槽端接端串联连接，以适应系列生产铝精炼电解槽采取纵向配置的方式设置在生产车间；在铝精炼电解槽的槽体内设置保温层和防渗漏层，并采用在槽体下部设置伸缩缝的方法以防止槽体因热胀冷缩而损坏，将加料室设置在槽体一端头，以便于冷铝锭加入时顺利滑入到三层液的低层即铜铝合金液体之中。
2.一种铝精炼电解槽，该铝精炼电解槽的构成包括槽体(1)，其特征在于槽体(1)的内壁设有内衬(2)，槽体(1)的一端设有加料室(3)，槽体(1)中设有一个或一个以上的阳极碳块(4)，阳极碳块(4)连接有阳极棒(5)，阳极棒(5)从槽体(1)的侧壁穿出，槽体(1)的中部外侧有出铝口(6)，阳极母线(7)从槽体(1)的侧下部与阳极棒(5)连接；在槽体(1)上方并列悬挂的两排单阴极组装块(8)将阴极碳块(9)伸到槽体(1)的炉膛中，悬挂单阴极组装块(8)的两排阴极母线(10)与传动机构(11)连接，阴极母线(10)的端点经出电立母线(12)引出。
3.根据权利要求2所述的铝精炼电解槽，其特征在于槽体(1)外侧设有槽壳(13)，槽体(1)上部设有槽罩(14)，槽罩(14)上设有排烟管(15)。
4.根据权利要求2所述的铝精炼电解槽，其特征在于槽体(1)一端的加料室(3)为斜口式料室结构，加料室(3)与槽体(1)的溶解炉膛之间还设有衬壁(16)，加料室(5)经衬壁(16)的下方与槽体(1)的溶解炉膛相通。
5.根据权利要求2所述的铝精炼电解槽，其特征在于槽体(1)的内衬(2)由镁砖层(17)构成。
6.根据权利要求2所述的铝精炼电解槽，其特征在于槽体(1)的下端部设有伸缩缝(18)。
7.根据权利要求2所述的铝精炼电解槽，其特征在于单阴极组装块由阴极碳块(9)、钢爪(19)和铝导杆(20)组成；钢爪(19)经磷铁浇铸与阴极碳块(9)连接，钢爪(19)的另一端与铝导杆(20)焊接。
全文摘要
本发明公开了一种铝精炼电解槽及其制作方法。设计电流强度为70±5千安，适用于国内中、小铝厂利用原有设施进行精铝生产技术的更新改造；在设计中，采取了以下措施纵向配置形式采用与相邻槽端接端串联的精铝槽配置形式；采用圆形石墨单阴极组装块和精铝槽双排阴极块的配置结构；阳极碳块采用单钢棒配置；单端两点出电采用立母线配置。本发明设计的特点是结构紧凑，配置简捷，便于安装，易于操作和维护，可为纵向配置的精铝生产提供实用灵活的大型精铝槽生产技术。采用本发明后，若以5千吨年产，28台70kA精铝槽为例，企业年可创销售收入1.2亿元，年利税约2300万元，直接生产效益十分明显，加之盘活了老企业，因而社会效率显著提高。
文档编号C25C3/08GK1865513SQ20061020034
公开日2006年11月22日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者席灿明 申请人:贵阳铝镁设计研究院