[发明专利]一种铝电解槽连续测温装置及其制造方法

摘要

一种铝电解槽连续测温装置及其制造方法，装置由测温热电偶、补偿导线、单片机和显示器组成；测温热电偶通过补偿导线与单片机连接；单片机与显示器连接；其中测温热电偶由热电极、绝缘材料、保护套管和接线盒组成。制造方法为将热电极的工作端放入保护套管之中，热电极和保护套管之间用绝缘材料填充，热电极的冷端固定在接线盒上并与补偿导线连接；单片机两端分别与补偿导线和显示器连接；其中保护套管由注浆成型法制备而成。本发明的铝电解槽连续测温装置所使用的热电偶具有良好的抗热震性能，热导率高，热膨胀性小，能够在高温下耐熔盐腐蚀，耐电解质冲刷，且气、液、固三相界面处耐腐蚀性好，可长期地进行电解槽内的温度测量。

主权项

一种铝电解槽连续测温装置的制造方法，所述的铝电解槽连续测温装置，由测温热电偶、补偿导线、单片机和显示器组成；测温热电偶通过补偿导线与单片机连接用于将测得的电压信号输入单片机；单片用于机记录、储存传入的电压信号，并将它们转换为实时的温度数据；单片机与显示器连接，显示器用于显示实时的温度数据或某一时间段的温度变化情况；其中测温热电偶由热电极、绝缘材料、保护套管和接线盒组成，测温热电偶为K型热电偶或S型热电偶；其特征在于所述的保护套管的成分为NiFe2O4颗粒、NiFe2O4纳米粉和纳米粘结剂，按质量百分含量分别为75~94%、5~15%，1~10%；所述的NiFe2O4颗粒的粒径≤150μm；NiFe2O4纳米粉粒径在40~90nm；所述的纳米粘结剂为纳米凹土材料，包含SiO2、Al2Si4O10、Al2O3和MgO·Al2O3·SiO2四种物相；所述的热电极的工作端的正负极焊合接点与保护套管底部内壁的间距≤10mm；所述的保护套管为底端封闭的管状结构，且管壁厚度在5mm~30mm之间；制备方法为：将热电极的工作端放入保护套管之中，热电极和保护套管之间用绝缘材料填充，热电极的冷端固定在接线盒上并与补偿导线连接；单片机两端分别与补偿导线和显示器连接；其特征在于：保护套管由注浆成型法制备而成，制备过程包括：（1）将NiFe2O4颗粒、NiFe2O4纳米粉和纳米粘结剂按比例混合均匀，再将混好的物料放入球磨罐中并加入去离子水，加入量按混合物料与去离子水的固液比在（1~2）:1之间，而后放在球磨混料机上进行混合调浆，获得浆料；（2）将球磨好的浆料倒入石膏模型中，当石膏内壁累积的物料厚度达到要求之后，停止注浆，并将模型内剩余的浆料倒出；（3）将石膏模型内壁累积的物料经干燥形成一端封闭的管状物，脱模后即为保护套管生坯；（4）将保护套管生坯再经干燥后即可进行烧结，保护套管生坯在烧结时采用竖直放置，并用Al2O3粉末填埋，然后在1200~1400℃条件下保温烧结5~10小时，获得保护套管；所述的NiFe2O4颗粒的制备按以下步骤进行：（1）以NiO和Fe2O3为原料，按摩尔比1:1配料，并且NiO过量10~20%，获得反应原料；（2）向反应原料中加入MnO2和V2O5，MnO2的添加量为混合原料总质量的1~3%，V2O5的添加量为混合原料总质量的0.5~2%；将全部物料用球磨罐湿磨后进行烘干去除水分，获得球磨物料；（3）向球磨物料中添加质量分数为2~10%的聚乙烯醇，然后用40~70目标准筛造粒，再经压制和烧结，最后破碎并筛分得到NiFe2O4颗粒；其中压制压力为40~80MPa；烧结温度为900~1200℃，烧结保温时间为4~8小时；所述的NiFe2O4纳米粉的制备方法按以下步骤进行：（1）将FeSO4•7H2O、NiSO4•6H2O、NaOH和分散剂NaCl分别放入球磨罐中磨细至粒径≤100目；（2）按摩尔比2:1:6称取FeSO4•7H2O、NiSO4•6H2O和NaOH，获得反应原料；（3）将磨细的NaCl加入到反应原料中，加入量为反应原料总质量10~30%，混合均匀并煅烧，再将煅烧后所得的固体物料经洗涤、干燥后得到NiFe2O4纳米粉；所述的煅烧温度为600~800℃，时间为0.5~1.5小时。