CN105401171A - 氧化铝连续下料的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化铝连续下料的方法及其装置，它采用上下两段式溜管结构，下部的溜管采用耐电介质腐蚀的材质制成，这样使下部的溜管直接穿过阳极覆盖料层埋入到电解质层的熔体中，然后利用上部的溜管上的流量控制机构控制从上部的溜管进入到下部的溜管中的氧化铝流量，使氧化铝连绵不断而又在单位时间内非常少量地进入到电解槽中，形成连续下料。本发明采用流量控制阀调控氧化铝的流量，避免了一次性大量的氧化铝加入到电解槽内。采用两段式下料溜管，下部的下料溜管采用抗腐蚀的材料制成，从而使该下料溜管能够埋入熔体，不仅可以使氧化铝不飞散直接进入电解槽，而且取消了传统的打壳下料机构，节省了投资。

Description

氧化铝连续下料的方法及其装置

技术领域

本发明涉及铝电解生产配套氧化铝原料的加入方式及加入设备，具体涉及一种氧化铝连续下料的方法及其装置。

背景技术

从20世纪70年代我国自主进行80kA、100kA和135kA预焙铝电解槽的研发，到80年代引进160kA中间下料预焙槽技术，从消化吸收国外技术开始，揭开了中国现代铝电解技术发展的序幕。随着国内国民经济的快速增长，以及中国有色金属工业提出的“优先发展铝工业”的战略发展方针，中国铝行业也迅速发展。电解铝产能从2006年的1186万吨增长到2015年的3250万吨，产能翻了一番多。但是，随着电解铝产能的迅速增长，其扩张速度大大超过了外部条件的支撑能力，不但氧化铝市场供不应求，同时也带来了电力、煤炭供应的十分紧张。为抑制产能过剩，保持可持续健康发展的电解铝工业，国家开始于2008年对电解铝发展采取宏观调控措施，严格执行产业政策和准入条件，全面淘汰落后产能。

随着煤炭资源的紧张以及国际金融危机还未完全消化，尤其步入2015年来，市场铝锭价格长期在10000~11000元/吨徘徊，铝锭市场价格低迷和电价的不断推高制约了现有电解铝企业的进一步发展。因此，在此市场环境下，以降低电解槽运行电压从而降低运行电耗的目标成为现今国内铝企的技术发展方向。

众所周知，电解槽的运行电压由极间压降、阳极压降、阴极压降、母线压降和反电动势组成，其中，极间压降占据了35-40%的比例，每1cm极间压降大约330-370mv。因此，绝大多数铝企业采用了降低极距从而降低极间压降的方法来获得电压的降低。

然而，极距的降低并非有益无害，目前电解铝生产的原料氧化铝均通过打壳机构打开壳面后，经点式下料器加入到电解槽熔体中，点式下料器布置在电解槽的上部，其容积一般在1.2-2.2L，这意味着每次通过点式下料器进入到电解槽中的氧化铝一次性即有1.2-2.2Kg。见附图1。而氧化铝是通过极间进行扩散的，随着极距的降低，氧化铝的扩散空间减小，一次性较大量投入氧化铝后，短时间不能有效地扩散在电解质熔体中进行反应，不仅降低电流效率，而且会沉入到电解槽槽底，形成沉淀，降低了电解生产的效率。长期的沉淀将增大阴极电阻，导致电耗增加。因此，在低极距下如何向槽内添加氧化铝，成为目前困扰电解铝高效低耗生产的一个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种氧化铝加入到电解槽熔体内的方法及其装置，从而可以在低极距下提高氧化铝的扩散能力，减小沉淀的产生，降低阴极电阻。从而提高电流效率，节约能耗。

本发明采用以下技术方案：

本发明是一种氧化铝连续下料的方法，它采用上下两段式溜管结构，下部的溜管采用耐电介质腐蚀的材质制成，这样使下部的溜管直接穿过阳极覆盖料层埋入到电解质层的熔体中，然后利用上部的溜管上的流量控制机构控制从上部的溜管进入到下部的溜管中的氧化铝流量，使氧化铝连绵不断而又在单位时间内非常少量地进入到电解槽中，形成连续下料。

本发明采用这样一种氧化铝连续下料的装置，它包括槽上料箱，在槽上料箱的下方连接有两段从上到下相互贯通的下料溜管，即上部下料溜管和下部下料溜管，上部下料溜管和下部下料溜管通过法兰进行连接，下部下料溜管穿过阳极覆盖料层埋入到电解质层的熔体中；在上部下料溜管上设有流量控制阀。

其中，下部下料溜管通过固定支架固定在槽上部结构底板的下方。上部下料溜管采用钢材制成，下部下料溜管采用碳氮化硅材质制成。

本发明具有以下技术效果：

本发明采用流量控制阀调控氧化铝的流量，避免了一次性大量的氧化铝加入到电解槽内。采用两段式下料溜管，下部的下料溜管采用抗腐蚀的材料制成，从而使该下料溜管能够埋入熔体，不仅可以使氧化铝不飞散直接进入电解槽，而且取消了传统的打壳下料机构，节省了投资。

附图说明

图1为传统氧化铝加入电解槽的装置示意图；

图2为本发明氧化铝加入电解槽的装置示意图。

附图2标记说明：1-槽上料箱，2-流量控制阀，3-上部下料溜管，4-下部下料溜管，5-法兰，6-固定支架，7-阳极覆盖料层，8-电解质层，9-铝液层，10-槽上部结构底板，11-打壳气缸，12-打击锤头，13-下料溜管，14-定容下料器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，传统的氧化铝加入电解槽的装置，氧化铝储存在槽上料箱1内，加料前先充入定容下料器14中，计算发出加料指令后，打壳气缸11动作，带动打击锤头12打开阳极覆盖层，氧化铝通过一段斜向的下料溜管13借助打开的壳面孔洞进入到电解质层8熔体中进行电解。该方式由于氧化铝先通过定容下料器，因此属于半连续加料。且该下料溜管位于阳极覆盖料层7的上方，从下料溜管13中溜出的氧化铝会飞散进入电解槽。

如图2所示，本发明的装置与传统的氧化铝加入电解槽的装置有很大的不同，本发明在槽上料箱1的下方连接两段从上到下相互贯通的下料溜管，即上部下料溜管3和下部下料溜管4，上部下料溜管3和下部下料溜管4通过法兰5进行连接，下部下料溜管4穿过阳极覆盖料层7埋入到电解质层8的熔体中；在上部下料溜管3上设有流量控制阀2。其中，下部下料溜管4通过固定支架6固定在槽上部结构底板10的下方。电解槽中从上到下依次是阳极覆盖层7、电解质层8和铝液层9。

优选的，上部下料溜管3采用钢材制成，下部下料溜管4采用碳氮化硅材质制成。

实施例1：

本发明是这样实施的，氧化铝输送至槽上料箱1后，通过流量控制阀2进入到上部下料溜管3中，上部的下料溜管3与下部下料溜管4通过法兰5相连接，下部下料溜管4采用耐电介质腐蚀的材质制成，并通过固定支架6固定在槽上部结构底板10的下方，穿过阳极覆盖料层7埋入到电解质层8的熔体中，氧化铝根据电解槽的工艺需要，通过流量控制阀2接入槽控系统进行调整，连绵不断而又在单位时间内非常少量地进入到电解槽中，形成连续下料。

实施例2：

如图2所示，氧化铝下料点布置在电解槽中缝位置，氧化铝输送至槽上料箱1后，在料箱底部设置一个针形流量控制阀2，通过调整针形流量控制阀2控制氧化铝的给入量。氧化铝通过针形流量控制阀2进入到钢制的上部下料溜管3中，上部下料溜管3与下部下料溜管4通过法兰5相连接，下部下料溜管4采用碳氮化硅材质制成，通过设置三角结构的固定支架6固定在槽上部结构底板10下方，并穿过阳极覆盖料层7埋入到电解质层8的熔体中。

实施例3：

某公司采用500KA超大型预焙阳极电解槽，配置2个电解系列，每个系列安装366台电解槽，共计年产能为100万吨。采用本发明氧化铝连续下料设备，与传统下料配置方式相比，每台节省打壳机构和定容下料器各6个，增加耐腐蚀的下部下料溜管3和流量控制阀2，2个电解系列共计节省投资1200万元。

由于采用了氧化铝连续下料，其生产中电解生产效率和炉底压降得到了保障，与传统低电压的运行模式相比较，按照电流效率提高1%，电压降低50mv计，铝价11000元/吨，电价0.4元/度，每年可为企业增加产值11000万元，并节省生产成本6400万元。

因此，通过本发明的实施，既降低了电解铝厂的投资成本，又解决了由于氧化铝沉淀造成的电流效率降低、电耗增加的问题。

当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种氧化铝连续下料的方法，其特征在于：采用上下两段式溜管结构，下部的溜管采用耐电介质腐蚀的材质制成，这样使下部的溜管直接穿过阳极覆盖料层埋入到电解质层的熔体中，然后利用上部的溜管上的流量控制机构控制从上部的溜管进入到下部的溜管中的氧化铝流量，使氧化铝连绵不断而又在单位时间内非常少量地进入到电解槽中，形成连续下料。

2.一种氧化铝连续下料的装置，包括槽上料箱（1），其特征在于：在所述槽上料箱（1）的下方连接有两段从上到下相互贯通的下料溜管，即上部下料溜管（3）和下部下料溜管（4），上部下料溜管（3）和下部下料溜管（4）通过法兰（5）进行连接，下部下料溜管（4）穿过阳极覆盖料层（7）埋入到电解质层（8）的熔体中；在上部下料溜管（3）上设有流量控制阀（2）。

3.根据权利要求2所述的氧化铝连续下料的装置，其特征在于：所述下部下料溜管（4）通过固定支架（6）固定在槽上部结构底板（10）的下方。

4.根据权利要求2所述的氧化铝连续下料的装置，其特征在于：上部下料溜管（3）采用钢材制成，下部下料溜管（4）采用碳氮化硅材质制成。