[发明专利]铝电解槽上部结构在线顶升抬高机构及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电解铝技术领域，尤其涉及延长阳极炭块使用寿命的相关技术。

背景技术

通用的铝电解槽主要由铝电解槽下部熔池槽体结构、铝电解槽上部承载结构、阳极导电装置、铝电解槽加料机构和排烟除尘装置构成。

铝电解槽熔池结构由砌筑在槽壳体内部的阴极炭块内衬，侧部炉墙和底部保温耐火材料构成；阴极内衬的上部为铝液层，铝液层的上部为电解质液层。

现有的铝电解槽包括电解槽壳体和阳极导电装置，电解槽壳体外壁上部沿周向固定连接有一圈水平沿板，水平沿板上设有成对设置的调节支座，每个调节支座的顶部通过第一法兰结构螺栓连接有门型立柱，每对调节支座上设有一对门型立柱，每对门型立柱的顶部之间连接有门型框架横梁。门型框架横梁上设有氧化铝加料箱，氧化铝加料箱两侧的门型框架横梁上分别设有上部承重桁架，

铝电解槽的阳极导电装置包括铝导杆，铝导杆上设有小盒卡具和阳极大母线；铝导杆底端固定连接有阳极钢爪，阳极钢爪向下固定连接有阳极炭块。阳极导电装置左右对称设有两套；阳极钢爪通过小盒卡具与阳极大母线导电连接。

上部承重桁架顶端连接有提升机，提升机连接有母线升降连接机构，母线升降连接机构与所述阳极大母线固定连接。

阳极炭块在电解过程中，既是阳极导电部件，又是参与电化学反应的消耗材料，在电解生产过程中，阳极炭块的底部位于铝电解槽熔池的电解质液层中，进行置换反应。阳极炭块的设定高度，决定着阳极炭块的使用寿命。现在通用的铝电解槽配置设定的阳极炭块的高度一般为600mm左右，平均使用寿命周期为30天左右。当阳极消耗到150mm左右的高度时，就要进行换极作业。

铝电解槽用阳极炭块的高度的大小，不仅决定着铝电解槽换极频率的高低，而且决定着电解铝企业的生产方式和生产成本。为了延长阳极炭块的使用寿命，减少换极作业对铝电解槽热平衡和稳定性的干扰，降低换极作业成本，现在国内外电解铝企业，都在对现行铝电解槽的阳极配置的高度进行加高的技改工作。其中主要的工作之一，扩展铝电解槽阳极入槽的空间高度，增加铝电解槽水平烟罩板，到槽壳体水平立板之间的尺寸高度后，才能够满足在原设计的铝电解槽结构基础上，增高阳极炭块配置，进行电解铝生产的需求。

铝电解槽生产供电系统是直流串联大功率负荷连续生产的供电系列系统，现行的对铝电解槽进行上部结构进行抬升加高作业的施工方法，其特点之一就是对上部结构进行加高的铝电解槽实施停电停槽生产后，再对铝电解槽进行上部结构实施加高作业，以确保电解铝生产整体系列的安全生产和防止断路事故的发生。加高作业完成后，再通电后继续铝电解槽的生产。从停电停槽到再次启动运行，成本非常高，每实施一次，都带来几十万甚至上百万元的损失。

现有的抬升铝电解槽上部结构的方法是：对铝电解槽的供电母线进行进行短路连接作业，断开抬高作业铝电解槽的导电装置，使该台铝电解槽处于停止运行状态，而后，将铝电解槽的所有小盒卡具松开，在保证阳极相对高度和极距不变的情况下，采用起重机具将铝电解槽上部整体抬升，在铝电解槽的四个门型立柱处加入垫板支座，再将门型立柱和垫板支座与铝电解槽槽壳体进行紧固连接后，即完成铝电解槽的抬高作业，在完成铝电解槽的抬高作业后，再进行拆除短路连接作业，恢复该铝电解槽的正常供电，并进行电解生产。

现行的铝电解槽上部结构抬升施工工艺采用的停电停槽作业方法，虽然具有安全可靠的优点，但也存在着以下缺点：

1、铝电解槽进行母线短路停电和恢复母线供电拆除短路装置作业需要投入大量的人力物力，成本很高。

2、铝电解槽在停电停槽后进行抬高作业期间，铝电解槽的工况状态会发生急剧的逆向异常变化，破坏铝电解槽的稳定性。而在完成抬高作业后，恢复正常供电后又需耗费大量的电能，使铝电解槽恢复到正常的工况状态，浪费大量能源。

3、为了减少停电停槽抬高阳极作业对铝电解槽稳定工况状态的负面影响，需对铝电解槽的保温和物料平衡做大量的调整工作，人、材、物料的投资较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝电解槽上部结构在线顶升抬高机构，利用该机构，无须停电停槽即可对铝电解槽的上部结构进行在线顶升抬高作业，为增高阳极炭块提供基础。