[发明专利]大型铝电解槽侧部散热片

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型铝电解槽侧部散热片。

是一种针对电解槽热收入的提高，在现有槽结构形式下有利于改善电解槽侧部散热，以促进电解槽炉帮形成，提高电流效率，取得良好的电热特性，延长槽寿命的配置形式，属于铝电解领域。

技术背景

目前，我国铝电解槽槽型主要有三种，第一种是自焙的地坑式小型电解槽，由于其能耗较高，电解槽运行稳定性较差，已逐渐被淘汰；第二种是两层楼式中型铝电解槽，槽容量一般在200kA左右，该槽型由于能耗较低，槽型稳定性较好，易于操作与管理；第三种是近几年新建的大型预焙铝电解槽，槽容量一般在300kA左右。大型预焙铝电解槽能耗最低，电流效率较高，因此是我国目前新建最广泛的槽型，为了获得较好的技术指标，首先要保证铝电解槽长期稳定运行。其中，规整的电解槽炉膛尤为关键。与中小型电解槽相比，大型电解槽输入能量多，热容量增大，而散热面积/槽容量减少，因而散热压力较大，电解槽侧部不易形成炉帮。虽然可以通过增大烟气流量和减少覆盖料等措施，增加上部散热，但效果不是非常明显。

随着铝电解技术多年的发展和进步，如何增大单位面积铝产量和提高行业利润已成为铝电解发展必须面对的问题，而强化电流是电解厂以最小投资达到提产增效最直接有效的方式，然而增大电流，必然增加输入能量，这也就对大型铝电解槽的散热不足导致热平衡破坏，炉帮变薄或不易形成提出了新的挑战。

综上所述，在铝电解技术日益发展和能源日益短缺的今天，不管是在电解槽焙烧启动初期或是正常生产过程中，增大槽散热，形成规整炉膛，建立良好热平衡，提高单位面积铝产量，提高行业利润已成为铝电解行业发展的必然趋势。以下为上述关系：

增大单位面积铝产量、提高行业利润→强化电流、增加阳极电流密度→热收入增加

当热收入增加后，如果采用传统散热模式，则热支出不足→炉帮熔化、变薄、炉膛变大→水平电流增加、电解槽噪声值增大，电流效率降低、铝产量减少，槽电压增大、吨铝能耗增大。

当热收入增加后，如果采用散热片模式，则热支出增大→炉帮增厚、炉膛收缩→水平电流减少、电解槽噪声值降低，电流效率增大、铝产量增加，槽电压降低、吨铝能耗降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种大型铝电解槽侧部散热片，该散热片能大大增强电解槽熔体区散热能力，有利于炉帮增厚，能够解决大型铝电解槽侧部散热压力大，炉膛较空的难题，以克服现有技术存在的不足。

本发明是这样构成的：散热片与槽壳大面两侧的侧板连接，连接位置在电解槽两组摇篮架之间。

散热片与槽壳大面两侧的侧板连接为焊接连接，焊接区域为电解槽熔融区。

散热片的形状为矩形片、矩形开孔片。

单围带电解槽散热片的尺寸为长度a＝430～470mm，宽度b＝230～270mm，c＝6～12mm。

双围带电解槽散热片的尺寸为长度a＝280～320mm，宽度b＝230～270mm，c＝6～12mm，a’＝130～170mm。

本发明采用上述结构，大大增强了电解槽熔体区散热能力，有利于炉帮增厚，很好地解决了大型铝电解槽侧部散热压力大，炉膛较空的难题，同时，由于加大了电解槽侧部熔体区内外的温差，钢窗口的温度较无散热片时低，因此，即使生产条件和工艺参数变化较大，炉帮也不容易遭到破坏。

附图说明

图1为本发明单围带电解槽散热片的配置方式示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明双围带电解槽散热片的配置方式示意图；

图4为图3的侧视图。

具体实施方式

本发明的实施例：

基于散热片尺寸结构的设计，需考虑以下三方面：

①间距对散热片散热的影响

描述流体与固体间对流传热的基本方程式为：

Q＝hAΔT

从上式可以看出，通过提高传热系数h，增大传热面积来强化流体与散热片表面间的对流传热效果。当基面宽度W给定时，假定传热温差ΔT，传热系数h不变，这样散热量Q的提高就取决于换热面积A的大小。增加散热片数量就可以增加换热面积有利于散热。但散热片数目的增多减小了散热片间的距离S，传热系数h也随之降低。

②高度对散热片散热的影响