[发明专利]一种可适应弹性供电的自由停启式铝电解槽

说明书

技术领域

本发明属于电解技术领域，具体涉及一种可适应弹性供电的自由停启式铝电解槽。

背景技术

熔盐电解法炼铝发展到今天已有100多年历史，最近20年来，技术创新突飞猛进，核心经济指标原铝交流电单耗从16000kWh以上降低至13000kWh左右，装备水平从原有的60kA自焙阳极电解槽提高到目前的400kA甚至500kA大型预焙阳极电解槽。

电解铝是典型的资源能源密集型产业，目前国内外的电解铝产能都在向资源充足、能源丰富的地区转移，构建水电铝一体化、煤电铝一体化的模式已成为产业发展的新趋势。在国内电解铝产能西移的过程中，水电资源优势为铝产业的发展提供了广阔的空间。但现有的铝电解槽是在均衡供电的前提下开发的生产技术，还不能适应水电季节性丰枯变化的供电特点。因此如何克服现有技术的不足是目前电解技术领域亟需解决的问题。

发明内容

由于现有的铝电解槽是在均衡供电的前提下开发的生产技术，不能适应水电季节性丰枯变化的供电特点。本发明提供一种可适应弹性供电的自由停启式铝电解槽，广泛应用于适应水电季节性丰枯变化的铝电解生产及管理。

本发明通过下列技术方案实现：

一种可适应弹性供电的自由停启式铝电解槽，含有槽壳，在槽壳底部从下而上依次设置保温层和阴极炭块层，所述的阴极炭块层内设置有阴极钢棒；

所述的电解槽内还设有炭阳极，在炭阳极上设置有阳极导杆；

所述的电解槽上罩有集气罩；集气罩上连接有烟气出口及下料装置；

在槽壳侧壁与炭阳极之间设有可拆卸式人工伸腿；该可拆卸式人工伸腿水平方向为多段拼接组合，每段的垂直方向上下组合，形成整体；

槽壳的外侧壁上固定安装有槽壳围板，槽壳置于电解槽摇篮架上，在槽壳的侧壁和电解槽摇篮架之间安装有预应力弹性组件；

还包括进电侧母线、端头绕行母线、槽底母线、出电侧阴极母线、阳极母线、立柱母线、进电侧阴极软母线和出电侧阴极软母线，且电解槽的端头两侧设有补偿母线，补偿母线与端头绕行母线相连接；

阳极导杆上设置有阳极母线，阳极母线连接立柱母线；

进电侧母线设在槽壳左侧位置，与立柱母线相连接；

端头绕行母线设在槽壳端头位置，与槽底母线相连接；

槽底母线设在槽壳下面位置，与下一台电解槽的进电侧软母线相连接；

出电侧阴极母线设在槽壳右侧位置，与下一台电解槽立柱母线相连接；

进电侧阴极软母线设在立柱母线与进电侧母线之间的位置，进电侧阴极软母线一端与进电侧母线连接，另一端与立柱母线连接；

出电侧阴极软母线设在出电侧阴极母线与下一台电解槽之间的立柱母线位置，出电侧阴极软母线一端与出电侧阴极母线连接，另一端与立柱母线连接；

所述的进电侧母线、端头绕行母线、槽底母线、出电侧阴极母线、阳极母线、立柱母线、进电侧阴极软母线、出电侧阴极软母线和补偿母线均采用的均为含有稀土元素铈的铝母线；铈的质量百分含量为0.1%；

槽壳内衬和保温层部分结构采用陶瓷纤维材料制成。

进一步，优选的是所述的预应力弹性组件为可伸缩式的。

进一步，优选的是槽壳围板与槽壳的连接方式为焊接。

本发明提供可适应弹性供电的自由停启式铝电解槽，与现有的铝电解槽相比，具有以下特点：

（1）电解槽结构设计：通过铝电解槽物理场仿真模拟，建立仿真计算模型，研究不同类型阴极、内衬材料的电解槽热场分布规律与分布特征，通过结构参数的调整，不断优化适应丰枯弹性供电的自由停启式电解槽的结构设计方案，解决因停启而引起槽寿命短等问题。

（2）槽壳：本发明通过利用计算机仿真技术，对电解槽焙烧、启动和停槽生产全过程，建立数学模型进行模拟仿真计算，找出生产过程中电解槽热应力变化规律，根据其变化规律，开发出适应丰枯水电供电不均衡特点的新型结构槽壳。在不改变电解槽大致结构的前题下，对其结构进行改进，其特征在于在摇篮架侧部与槽壳之间加装可拆卸的预应力弹性组件。

（３）母线：分析现有电解槽母线结构特点在停槽50%的情况下面临的技术难题，根据丰枯水电的变化规律，开发设计出适应丰枯水电供电不均衡特点的新型母线。