[发明专利]电解槽侧部内衬约束结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于铝用电解槽侧部槽壳和内衬的结构。

背景技术

从20世纪初至今，是我国大型预焙阳极电解槽快速发展和广泛应用的时期，这期间，我 国大型铝电解槽技术得到了长足地发展，电解铝产能也迅速提高，但是，随着前期投产的大 型槽寿命陆续结束，一些电解槽内衬和槽壳设计的问题逐渐凸显出来，根据笔者长期观察， 我国绝大多数电解槽型均存在不同程度的侧部变形，变形以侧块上抬、斜移、掉块的形式为 主。如附图1、2、3所示意，其中图1为内衬侧块上抬示意图，图2为内衬侧块斜移示意图， 图3为内衬侧块综合变形示意图。电解槽生产时间越长，侧部变形越严重，变形缝则越扩大 ，电解质充斥于侧部变形缝中，极易熔化成液态与侧部钢板直接接触，导致钢板发红甚至漏 槽。可以说，侧部内衬变形是影响电解槽寿命重要因素，而约束此变形的结构设计已经成为 亟待突破的技术瓶颈。

鉴于目前我国拥有世界最大的电解铝产能，拥有超过20000台各型电解槽的现状，本发 明考虑了如下问题：①能广泛适用于各种槽型，可在不改变现有槽壳的基础上安装本发明； ②结构简单，成本低廉；③安装方便，可在槽大修时安装本适用新型，基本不增加大修工作 量。

发明内容

本发明的目的是：提供一种成本低廉、安装方便的电解槽侧部内衬约束结构，以克服现 有技术存在的槽壳侧部内衬易变形等不足。

本发明是这样构成的：它包括原有的槽沿板、槽壳侧板和槽壳围板，新增加的勾形筋板 和侧护板均焊接在原有槽沿板、槽壳侧板和槽壳围板上，要求槽沿板底面和原有内衬侧块顶 面的间距在20～40mm之间，此间隙用扎固糊料填充，要求填充料较松软，捣固比不高于3∶1 。

勾形筋板均匀分布于槽沿板上，分布密度可以视变形情况在0.5～1.5m之间选择。

本发明在原槽壳结构的基础上，只增加了勾形筋板和侧护板的材料量，另外，对原有槽 沿板的安装高度，以及槽沿板与内衬侧块之间的填充料作了具体要求。

本发明的有益效果如下：①能有效抑制槽侧部内衬变形，防止变形引起的侧块上拱、斜 上拱或掉块的发生；②可防止电解质、氧化铝粉等物料进入到槽壳侧壁和内衬侧块之间；③ 在进行换极操作时，本发明还可起到保护内衬侧块的作用；④对于收边操作，特别对于覆盖 料较厚槽的收边操作，可大大减少收边工作量。

附图说明

图1为现有技术中的内衬侧块上抬示意图，

图2为现有技术中的内衬侧块斜移示意图，

图3为现有技术中的内衬侧块综合变形示意图，

图4为本发明结构示意图，

图5为本发明的安装分布示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：本发明是这样构成的：如附图4所示，勾形筋板1和侧护板2均焊接在 原有槽沿板3、槽壳侧板4和槽壳围板5上，要求槽沿板3底面和原有内衬侧块6顶面的间距在 20～40mm之间，此间隙用扎固糊料7填充，要求填充料较松软，捣固比不高于3∶1。如图5所 示，勾形筋板1均匀分布于槽沿板3上，其分布密度可以视变形情况在0.5～1.5m之间选择。

如附图4所示，侧护板2的厚度不小于8mm。侧护板2下端与内衬侧块6上端的搭接长度不 小于10mm。

本发明的原理如下：内衬侧块变形主要有三种：第一、内衬侧块上抬，如图1所示意， 这种变形是由内衬材料受热膨胀，以及进入内衬侧块下和侧部扎固糊内的电解质凝固膨胀引 起的；第二、内衬侧块斜移，如图2所示意，这种变形是由进入内衬侧块与槽壳侧壁钢板之 间的电解质膨胀，以及内衬侧块上抬的综合作用力引起的；第三、以上两种兼有，如图3所 示意。根据以上分析，可以知道导致变形的主要因素是内衬材料本身受热膨胀和液态电解质 进入内衬缝后凝固膨胀。内衬材料受热膨胀所产生的应力很大但膨胀位移较小，必须留有一 定空间合理释放，所以要求槽沿板和内衬侧块之间的填充料比较松软。增加勾形筋板对侧块 上抬变形施加强约束，可以压缩侧部内衬材料间缝和扎糊缝，抑制缝扩大，同时也可以抑制 液体电解质进入缝内，缝内电解质较少，膨胀位移会相应较小，膨胀应力也较小。使用填充 料可以阻止氧化铝粉、电解质等从槽沿板与侧块之间的空隙进入到侧块与槽壳侧部钢板之间 ，防止内衬侧块斜移。

本发明的安装步骤：完成内衬侧块砌筑和扎糊等工作；焊接安装槽沿板；填充扎固糊； 焊接勾形筋板和侧护板。