[发明专利]制止电解槽启动期间槽壳上拱的电解槽结构

说明书

技术领域

本发明新型涉及一种电解槽结构。

背景技术

铝电解槽在启动期间会发生槽壳上拱的现象，影响电解槽的正常生产（参考《轻金属》2005,4期,p31，论文“电解槽启动期间的槽壳上拱”，王愚）。铝电解槽在启动初期要熔化冰晶石电解质，整个槽膛内都是~1000℃的熔融电解质，熔岩翻滚，这是槽膛内温度最高的时期。此时，槽侧炉帮尚未形成，电解槽周围还没有侧部结壳这一有效的隔热层，电解槽槽壳在这期间要经受最高的温度，槽壳侧壁钢板经常烧得发红。

电解槽的槽壳都是摇篮架结构，方形槽壳外是十多个至二十多个的摇篮架。摇篮架由400mm高的工字钢组焊而成，刚性很大，是槽壳的主要受力部件。槽壳的摇篮架支撑在槽底的两根280mm高的工字钢梁上，280工字钢梁通过绝缘板放在槽基础水泥墩上。

电解槽在启动期间，随着槽温升高，槽壳发生上拱变形。中间部位的摇篮架被槽壳上拱带起，离开280工字钢梁，中心线附近的摇篮架上拱量最大。如图1所示。280kA和300kA电解槽的槽壳上拱为30mm。350kA 电解槽的最大上拱则达40mm。在电解槽启动的当天或第二天，槽壳大都上拱达到其最大值。一般启动24小时后，向槽内灌铝，电压逐渐降低，电解槽温度也降低，侧部炉帮开始形成，槽壳上拱值逐渐减小。槽温高，且维持时间长的，槽壳上拱则大。槽温低，维持时间短的，槽壳上拱则小。

电解槽启动初期的上拱，造成电解槽阴极炭块也上拱，导致阴极电流分布不均；也使电解槽内衬发生变形，有可能导致内衬损伤，影响内衬的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种制止电解槽启动期间槽壳上拱的电解槽结构，以克服现有技术存在的造成电解槽阴极炭块上拱，导致阴极电流分布不均；使电解槽内衬发生变形，可能导致内衬损伤，影响内衬的使用寿命等不足。

本发明采用以下技术方案：在电解槽的中部、大面两侧设置两个临时支撑，临时支撑上端与上部结构大梁连接，下端与槽壳连接。

临时支撑上端顶在上部结构大梁的上边缘，下端顶在槽壳的边缘内侧。

或者，临时支撑上端顶在上部结构大梁的下边缘，下端顶在槽壳的边缘内侧。

临时支撑上端与上部结构大梁之间、下端与槽壳之间设置有绝缘板。

电解槽的槽壳是下部的基础刚构件，槽壳上面有电解槽的上部结构。上部结构包括大梁、阳极、阳极母线、打壳下料机构等。上部结构由一个大梁支撑在槽壳的两端。本发明在槽壳中部增加临时支撑，使上部结构的重量通过这个临时支撑，压在槽壳的中部，从而压制电解槽启动期间的槽壳上拱。

与现有技术相比，本发明解决了电解槽启动初期的上拱问题，从而解决了电解槽阴极炭块上拱导致的阴极电流分布不均；解决了电解槽内衬发生变形可能导致的内衬损伤，提高了内衬的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术的电解槽结构示意图；

图2为图1中的Ⅰ局部放大图；示意出电解槽中间部位的摇篮架被槽壳上拱带起的情形；

图3为本发明的电解槽结构示意图；图中示意出临时支撑上端顶在上部结构大梁的上边缘的情形；

图4为图3的A—A剖视图；

图5为本发明的另一种电解槽结构示意图；图中示意出临时支撑上端顶在上部结构大梁的下边缘的情形；

图6为图5的B—B剖视图。

具体实施方式

本发明的实施例：在电解槽的中部、大面两侧设置两个临时支撑2，临时支撑2上端与上部结构大梁3连接，下端与槽壳1连接。

临时支撑2上端顶在上部结构大梁3的上边缘，下端顶在槽壳1的边缘内侧。

或者，临时支撑2上端顶在上部结构大梁3的下边缘，下端顶在槽壳1的边缘内侧。

临时支撑2上端与上部结构大梁3之间、下端与槽壳1之间设置有绝缘板。

对于临时支撑2上端顶在上部结构大梁3的上边缘的情况：上端要从外向内顶在上部结构大梁3的上边缘，下端要顶在槽壳边缘内侧，可靠地支撑在大梁与槽壳之间。该结构将会妨碍中间阳极的更换作业。一般情况下，电解槽启动后约一周开始换阳极，可以安排中间阳极再稍后二、三天更换，这时，槽壳温度已经降低，槽壳不再上拱，可以拆除临时支撑了。即拆除临时支撑后，再换中间的阳极。

对于临时支撑2上端顶在上部结构大梁3的下边缘的情况：该结构的优点是支撑构件较短，缺点是中部临时支撑对槽壳有较大的向外扩张的力，这对槽壳不利。只要槽壳的刚度足够大，这个扩张力不至于扩大槽壳的中部膨胀，这种支撑就是可行的。

由于大梁与电解槽的阳极等电位，槽壳与电解槽的阴极等电位，阳极与阴极不能短路，所以，在临时支撑2的上端与大梁之间必须设置绝缘板；在临时支撑2的下端与槽壳之间也必须设置绝缘板。