一种铝电解槽门型立柱支撑结构的制作方法

背景技术：
：现通用的预焙铝电解槽是目前电解铝生产的主要技术装备，其铝电解槽的主要结构由铝电解槽的钢结构槽壳体，铝电解阴极熔池槽膛、门型立柱支撑结构、上部承重桁架横梁，氧化铝加料装置、打壳下料装置、阳极母线升降驱动机构、排烟除尘装置、氧化铝输送管道、以及固定在上部承重桁架横梁(1) 上的水平烟罩板(2)等装置所组成。

众所周知，固定在铝电解上重桁架横梁(1)底部的水平烟罩板(2)，到铝电解槽底部的槽壳体(6)上部之间的空间高度，是铝电解槽进行换极作业的操作空间高度。其结构高度的设定，往往决定者铝电解槽配置阳极炭块高度，决定着阳极炭块的使用寿命周期的长短和换极频率的高低。该铝电解槽结构高度的确定，是由设置在铝电解槽长度方向两端的门型立柱(4)结构高度，加上设置在门型立柱(4)底部、槽壳体(6)水平沿板(7)上部之间的水平位移调整绝缘支座(5)的结构高度之和所决定的。

设置在铝电解槽槽壳体(6)水平沿板(7)上部的门型立柱(4)以及水平位移调整绝缘支座(5)是，铝电解槽底部钢结构槽壳体(6)和上部承重桁架横梁(1)之间的高度支撑结构部件。在一个铝电解槽上，共设置有4个门型立柱 (4)和4个水平位移调整绝缘支座(5)，其中，2个门型立柱(4)为一组，上部设置有门框横梁(3)，形成一个门型钢结构支撑部件。其具体构造是：

水平位移调整绝缘支座(5)由下部滑套支座(13)和上部滑套支座(12) 以及水平滑动轴(14)组合而成，在上部滑套支座(12)的支座连接上平板(15) 的上端，设置有绝缘垫板(9)，其上部滑套支座(12)的支座连接上平板(15)，以及绝缘垫板(9)，用绝缘螺栓(10)与门型立柱(4)下端的立柱连接平板(11) 进行绝缘紧固连接；其下部滑套支座(13)的支座连接下平板(16)用紧固螺栓 (20)与铝电解槽下部的槽壳体(6)上部的水平沿板(7)相连接，构造成一个完整的门型框架支撑结构。如图1所示。现通用的铝电解槽门型立柱整体支撑结构设计，主要存在着以下几个技术缺陷：

1、安装在门型立柱(4)底部的水平位移调整绝缘支座(5)，由于其结构高度设计较低，安装就位在铝电解槽槽壳体水平沿板(7)上部、门型立柱(4) 下端后，其水平位移调整绝缘支座(5)上部设置的绝缘垫板(9)，距离铝电解的槽膛高温区较近，会造成绝缘垫板(9)层损坏的机率较高，不仅增加了该处绝缘点的维护费用，而且会导致无功电流损耗的产生。

2、由于两个门型立柱(4)的内侧是人工作业区，即人工作业经常与槽内的阴极导电区域发生干涉接触，可是，门型立柱(4)属于电解槽上部的阳极导电区域，由于绝缘垫板(9)的高度设置较低，在进行人工操作是，其金属导电工具构件，极易使得阴极和阳极之间产生导电接触。

3、现行的铝电解槽门型立柱(4)加水平位移调整绝缘支座(5)的总体设定支撑高度较低，导致铝电解槽水平烟罩板(2)到槽壳体(1)上部构件之间的换极操作空间高度相对较低，致使铝电解槽所配置的阳极炭块的设定高度一般不能超过650mm，使得铝电解槽的换极作业频繁，增加了铝电解槽的热散失和热吸收，浪费了电热能耗，较低了铝电解槽的电流效率。

随着电解铝技术创新技术路线的进步，国内外电解铝企业，都在力图对铝电解采用较高的阳极炭块配置，而现有的铝电解的结构设计，却制约了铝电解槽配置较高(超高)阳极炭块技术的推进发展，其主要技术障碍是，现行的铝电解槽槽壳体(6)上部构件，到固定在铝电解上部承重桁架横梁(1)底部的水平烟罩板(2)的之间的高度较低，即换极入槽作业操作空间的高度较低，不能够将增加了高度的阳极炭块钢爪组，安置到铝电解槽中实施换极入槽作业。

现行铝电解槽结构，如何扩展铝电解槽的换极空间，唯一的办法是将铝电解槽的上部结构进行加高技术改造，以拓展铝电解槽下部槽壳体(6)上部构件到铝电解槽水平烟罩板(2)之间的换极操作空间高度。

但是，在具体实施加高技改的过程中，由于电解铝厂房内是高强磁场的工况状态，其强磁场对金属焊接工艺质量的影响较大，不能够在电解厂房内，将铝电解槽的门型立柱直接进行拆卸更换，或进行焊接加高技术改造，只能在电解槽进行停产大修时，将电解槽上部结构以及门型立柱整体移置电解厂房外，采用焊接的方法，对门型立柱的进行加高技术改造。

现通用的铝电解槽，其门型立柱整体结构设计，在进行加高技术改造过程中又存在着以下技术缺陷：即，在对进行技改加高的过程中，只能够在停槽大修时，对门型立柱进行加高技术改造，这样，会增加铝电解槽上部结构加高改造工程的成本投入，对于现有在线生产或已经投入生产运行的铝电解，推广超高阳极生产，无疑就形成了一个技术障碍，制约了现有结构设计的铝电解槽配置超高阳极节能技术的推广。

技术实现要素：
：为了克服现有的铝电解槽产生的上述缺陷，加快推进现行的铝电解槽结构技术改造的步伐，扩展铝电解槽换极作业空间高度，将铝电解槽壳体和铝电解槽水平烟罩板之间的距离高度进行加高，使得铝电解槽配置超高阳极进行生产，减少水平位移调整绝缘支座的维修成本，降低铝电解结构进行加高技术改造的构造成本，实现电解铝的节能减排生产，本发明提出了新的铝电解槽门型立柱结构设计构造技术方案，即本发明所述的一种铝电解槽门型立柱支撑结构设计技术方案。

本发明所述的一种铝电解槽门型立柱支撑结构，其技术方案是：为了将电解槽的上部结构水平烟罩板(2)和槽壳体(6)之间的高度距离进行加高，提高绝缘垫板(9)安装点的高度，在槽壳体(6)上端水平沿板(7)和水平位移调整绝缘支座(5)下部支座连接上平板(15)之间，新增设安装上一个加高支撑底座(8)部件，该加高支撑底座(8)，采用两种结构方式进行构造：

其一是：该加高支撑底座(8)由下部水平连接板(17)、上部水平连接板(19)以及支撑立板(18)构造而成，其下部水平连接板(17)与槽壳体(6) 上端的水平沿板(7)采用紧固螺栓(20)进行连接，其上部水平连接板(19) 与水平位移调整绝缘支座(5)下部的支座连接下平板(16)采用紧固螺栓(20) 进行连接，而后，用绝缘螺栓(10)通过设置在水平位移调整绝缘支座(5)上部的绝缘垫板(9)，将水平位移调整绝缘支座(5)的支座连接上平板(15)和门型立柱(4)底部立柱连接平板(11)进行绝缘紧固连接；

其二是：该加高支撑底座(8)由下部水平连接板(17)、和支撑立板(18) 构造而成，其下部水平连接板(17)与槽壳体(6)上端的水平沿板(7)采用紧固螺栓(20)进行连接，其支撑立板(18)的上部与水平位移调整绝缘支座 (5)下部的支座连接下平板(16)之间进行焊接连接，即将水平位移调整绝缘支座(5)和加高支撑底座(8)采用焊接的方式，构造成为一个部件；而后，再用绝缘螺栓(10)，通过设置在水平位移调整绝缘支座(5)上部的绝缘垫板 (9)，将水平位移调整绝缘支座(5)的支座连接上平板(15)和门型立柱(4) 底部立柱连接平板(11)进行绝缘紧固连接。

依据上述技术方案，为了将电解槽的上部结构的水平烟罩板(2)和槽壳体(6)之间的距离进行加高，提高绝缘安装点的高度，在槽壳体上端水平沿板 (7)和水平位移调整绝缘支座(5)下部之间，新增设安装一个加高支撑底座 (8)部件；该部件(8)由下部水平连接板(17)和上部水平连接板(19)和支撑立板(18)，采用钢板焊接构造而成，其下部水平连接板(17)上，设置有能和槽壳体(6)水平沿板(7)进行对应配置连接的螺栓孔；其上部水平连接板(19)上，设置有能和水平位移调整绝缘支座(5)下部连接平板(16)进行对应配置连接的螺栓孔。

依据上述技术方案，为了将电解槽的上部结构的水平烟罩板(2)和槽壳体(6)之间的距离进行加高，提高绝缘安装点的高度，在槽壳体(6)水平沿板(7)和水平位移调整绝缘支座(5)下部之间，新增设安装一个加高支撑底座(8)部件，该部件(8)由下部水平连接板(17)和支撑立板(18)，采用钢板焊接构造而成，其下部水平连接板(17)上，设置有能和槽壳体(6)水平沿板(7)进行对应配置连接的螺栓孔；其支撑立板(18)与设置在水平位移调整绝缘支座(5)底部的下部连接平板(16)进行焊接连接，即加高支撑底座(8) 和水平位移调整绝缘支座(5)为合二为一构造，使得水平位移调整绝缘支座(5) 成为一个自带加高支撑底座(8)的整体部件。

在铝电解结构设计和技改施工过程中，采用本发明所述的上述技术方案，即在槽壳体上端水平沿板板(7)和水平位移调整绝缘支座(5)之间，增设安装加高支撑底座(8)的技术方案，与原设计铝电解槽结构相比，具有以下优点：

1、可以在电解厂房内强磁场的工况条件下，对电解槽上部结构直接实施无焊接的加高作业后，将预制好的加高支撑底座(8)直接垫在槽壳体的水平板 (7)和设置在门型立柱(4)下端的水平位移调整绝缘支座(5)上，用螺栓进行紧固安装连接，对铝电解槽上部结构以及门型立柱(4)进行整体结构加高，达到扩展铝电解槽的换极作业空间高度的目的。

2、在铝电解槽槽壳体的水平沿板(7)顶部，门型立柱(4)的底部，采用带有加高支撑底座(8)的水平位移调整绝缘支座(5)设计方案，不仅可以简化铝电解槽上部结构加高的施工工艺，降低构造成本；而且可以将门型立柱 (4)和水平位移调整绝缘支座(5)之间的绝缘点由高温区向低温区进行上移，可以减少了树脂绝缘垫板材料高温烧损的机率，提高了铝电解槽绝缘的可靠性。

3、在铝电解槽的水平位移调整绝缘支座(5)连接处，设置上加高支撑底座(8)，由于该部件加高支撑底座(8)，具有构造简单、造价低廉，安装方便的特点，其加高支撑底座(8)的设置高度，可依据铝电解槽在生产过程中阳极炭块配置的高度状况、以及电解需求工艺状况的需求进行调整。这样，不仅可以使消除原来铝电解槽结构设计所带来的技术障碍和技术缺陷，使得铝电解槽能够超高阳炭块进行电解铝生产，实现节能减排之目的，而且可以降低铝电解进行加高改造的技术成本，在不需停电的情况下，对铝电解槽上部实施加高技改作业。

附图说明：本发明一种铝电解槽门型立柱支撑结构的技术特征通过附图说明和实施例的表述则会更加清晰。

图1、为原设计门型立柱支撑结构的主视图。

图2、为本发明设计的带有加高支撑底座的门型立柱支撑结构的主视图。

图3、本发明实施例1设置有加高支撑底座的门型立柱支撑结构的主视图

图4、为图3的侧视图。

图5、本发明实施例2设置有加高支撑底座的门型立柱支撑结构的主视图。

图6、为图5的侧视图。

其图中所示：1承重桁架横梁、2水平烟罩板、3门框横梁、4门型立柱、 5水平位移调整绝缘支座、6、槽壳体、7、水平沿板、8加高支撑底座、9绝缘垫板、10绝缘螺栓、11立柱连接平板、12上部滑动支座、13下部滑动支座、 14滑动支撑轴、15支座连接上平板、16支座连接下平板、17下部水平连接板、18支撑立板、19上部水平连接板、20紧固螺栓、21连接焊缝、22阳极钢爪组、 23阳极炭块。

具体实施方式：本发明一种铝电解槽门型立柱支撑结构的技术方案和技术特征通过实施例的表述则更加清晰。

实施例1：为了将电解槽的上部结构水平烟罩板(2)和槽壳体(6)之间的高度距离进行加高，拓展换极空间，提高绝缘垫板(9)安装点的高度，本实施例的技术方案是：在铝电解槽两端的门型框架底部的，水平位移调整绝缘支座(5)的底部新增加设置上一个加高支撑底座(8)部件。

该加高加高支撑底座(8)由下部水平连接板(17)、支撑立板(18)和上连接水平板(19)焊接构造而成，如图3、图4所示，其下部水平连接板(17) 上设置有和电解槽槽壳体进行对应配置的螺栓连接孔，其上连接水平板(19) 上设置有和水平位移调整绝缘支座(5)下部的支座连接下平板(16)进行对应配置的螺栓连接孔。

在进行安装使用时，其加高支撑底座(8)的下部水平连接板(17)用紧固螺栓(20)与铝电解槽槽壳体(6)上部的水平沿板(7)实施固定连接；其加高支撑底座(8)的上连接水平板(19)用紧固螺栓(20)与水平位移调整绝缘支座(5)下部的支座连接下平板(16)进行紧固连接；用绝缘螺栓(10)将设置在水平位移调整绝缘支座(5)上端的支座连接上平板(15)，以及绝缘垫板(9)，与设置在门型立柱低端的立柱连接平板(11)进行绝缘紧固连接。

实施例2：为了将电解槽的上部结构水平烟罩板(2)和槽壳体(6)之间的高度距离进行加高，拓展换极空间，提高绝缘垫板(9)安装点的高度，本实施例的技术方案是：在铝电解槽两端的门型框架底部的，水平位移调整绝缘支座(5)的底部新增加设置上一个加高支撑底座(8)部件。

该加高加高支撑底座(8)部件由下部水平连接板(17)、支撑立板(18) 焊接构造而成，如图5、图6所示，其特征是：其高加高支撑底座(8)的支撑立板支撑立板(18)底部焊接有下部水平连接板(17)、下水平连接板(17)上设置有和电解槽槽壳体进行对应配置的螺栓连接孔；其高加高支撑底座(8)的支撑立板(18)上部，与水平位移调整绝缘支座(5)下部的支座连接下平板(16) 焊接在一起，使得水平位移调整绝缘支座(5)与高加高支撑底座(8)通过焊接连接制作形成为一个整体的零部件。

在进行安装使用时，其加高支撑底座(8)的下部水平连接板(17)用紧固螺栓(20)与铝电解槽槽壳体(6)上部的水平沿板(7)实施固定连接；而后，用绝缘螺栓(10)将设置在水平位移调整绝缘支座(5)上端的支座连接上平板 (15)，以及绝缘垫板(9)，与设置在门型立柱低端的立柱连接平板(11)进行绝缘紧固连接。