一种铝电解槽阴极电流分布调节装置及其调节方法与流程

专利2025-07-10  2


本发明属于铝电解槽,具体是一种铝电解槽阴极电流分布调节装置及其调节方法。


背景技术:

1、铝电解槽是铝电解生产的主要热工设备,用于通过电解的方式将铝矿石中的铝氧化物分解为铝金属和氧气,铝电解槽阴极电流的调节是铝电解生产过程中一个至关重要的环节,它直接关系到电解槽的运行效率、能耗以及铝产品的质量。

2、中国发明专利cn102181883b公开了一种可控调节铝液中水平电流的铝电解槽阴极结构,通过使用连续或部分突起型阴极钢棒或者通过在普通矩形钢棒与阴极炭块间部分位置加垫导电性良好的垫高材料使得阴极结构可对铝液中水平电流分布及大小进行重新调整;该铝电解槽电解效率低,电解效果差。

3、中国发明专利cn103243352b公开了一种铝电解槽阴极电流平衡调整方法及实施该方法的铝电解槽、铝电解槽阴极钢棒和阴极软带的连接结构;该铝电解槽阴极电流调整装置调整效率低,调整效果差。

4、在对电解液进行电解时,由于阴极炭块的设计偏差,或者电解过程中电解腔内部产生沉淀等均会引起电流分布不均匀,而电流分布不均可引起电解腔运行稳定性下降,通电效率降低,电耗升高,甚至会加速电解腔的破损,进而造成严重的安全事故。

5、同时当需要对电解腔内部电流进行调节时,如果压接块或者母线外表面存在灰尘杂质等,则会对插接通电效率造成影响,进而直接影响通电稳定性;并且当电解腔内部通电电流过大时,现有技术均缺乏快速断电功能,则电解腔内部长时间处于高电流状态时容易造成内部结构的损坏。

6、而电解腔内部电解液经过电解后形成的铝液等会沉淀在阴极炭块外表面,如果不能对其进行清洁,则不仅会降低铝液的回收效率,同时还会对后续电解反应造成影响。


技术实现思路

1、针对以上问题,本发明提供了一种铝电解槽阴极电流分布调节装置及其调节方法。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种铝电解槽阴极电流分布调节装置,包括壳体组件,所述壳体组件的上方均匀设有多个阳极组件,所述壳体组件的内部均匀设有多个阴极组件:

3、所述壳体组件包括底壳,所述底壳的内部开设有电解腔,所述底壳的上方设有支架;

4、所述阳极组件包括多个阳极杆,所述阳极杆的底部通过夹爪设有阳极炭块,多个所述阳极杆的一侧设有通电板;

5、所述阴极组件包括多个阴极炭块,所述阴极炭块的内部均匀设有多个阴极棒,所述底壳的两侧对称设有两个母线,所述母线靠近阴极炭块一侧均匀设有多个套筒,所述套筒的内壁设有电磁块,所述套筒内部密封滑动连接有滑动磁块,所述滑动磁块的另一端上方通过支撑杆均匀设有多个压接块,所述压接块靠近母线一端均匀设有多个插电棒,所述插电棒的长度从上到下逐渐减小。

6、本发明通过母线内部电流的大小对应调节滑动磁块在套筒内部移动位置,并对应调节压接块的压接量,进一步提高阴极炭块的通电稳定性和安全性,避免对后续电解腔内部电解液的电解造成影响,同时在滑动磁块移动时还能对套筒内部气体进行挤压并沿清洁孔进行流通,实现对压接块和母线外表面的风力清洁,且还能带动刮板在阴极炭块外表面往复移动并实现刮除清洁,当母线内部通电电流到达最大值时,滑动磁块沿套筒向远离母线端移动至最大值,多个压接块均与母线断开连接。

7、优选地,所述底壳的顶部均匀设有多个翻盖,所述翻盖的上方与支架的侧壁相互卡接,所述支架的内顶部设有废气管,所述废气管的侧壁均匀开设有多个进气孔,所述废气管的一侧连通有排出管,所述支架的中心处设有下料箱,所述下料箱的顶部连通有集料斗,所述下料箱的底部对称设有多个引导管,所述引导管的底部穿过废气管并与电解腔内部相连通。

8、优选地,所述支架的顶部均匀设有多个支撑梁,所述支撑梁的顶部设有驱动电机,所述驱动电机的输出端设有联轴器,所述联轴器的内部对称传动有两个驱动轴,所述驱动轴的另一端设有换向器,所述换向器的底部与支撑梁的顶部固定连接。

9、优选地,所述换向器的输出端设有传动螺杆,所述传动螺杆的外表面均匀传动连接有多个转动涡轮,所述转动涡轮与支撑梁通过轴承转动连接,所述转动涡轮的内部设有螺纹槽,所述转动涡轮的内部活动连接有升降丝杆,所述升降丝杆的底部设有夹板,所述夹板的内部与通电板的外表面相互卡接,所述通电板的侧壁均通过限位夹具与阳极杆的侧壁相互卡接。

10、优选地,多个所述阴极炭块之间存在间隙,所述电解腔内部设有电解液,所述电解腔的内壁均匀设有多个保温砖,所述保温砖的顶部与阴极炭块的底部固定连接,所述底壳的两侧对称设有多个取料门,所述取料门的底部与电解腔内底部相连通,所述母线的顶部均匀设有多个阳极软带,所述阳极软带的另一端与通电板的侧壁电连接。

11、优选地,同一侧的多个所述阴极棒远离阴极炭块的一端穿过底壳并设有导电块,所述导电块的另一端均匀设有多个阴极软带,所述阴极软带的另一端与压接块的侧壁电连接,所述压接块的底部均设有绝缘垫,相邻所述压接块之间通过绝缘垫相互连接,所述滑动磁块远离电磁块一端顶部与支撑杆的底部固定连接,所述支撑杆的顶部与最底部的绝缘垫底部固定连接。

12、优选地,所述电磁块与母线电连接,所述电磁块的端部设有连接弹簧,所述连接弹簧的另一端与滑动磁块的侧壁固定连接,所述电磁块与滑动磁块相面对端面的磁性相同,所述母线靠近压接块端均匀设有多个通电槽,所述插电棒与通电槽相匹配,所述套筒的顶部开设有清洁孔,所述清洁孔内部设有滤板。

13、优选地,所述支撑杆的两侧对称设有两个连接杆,所述连接杆的另一端穿过底壳并设有拼接框,所述拼接框的顶部均匀设有多个刮板,所述刮板和拼接框的内壁均与阴极炭块的外表面相匹配,且所述连接杆、拼接框和刮板均为耐高温材料。

14、如所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置的调节方法,包括以下步骤:

15、s1、电解液进入所述电解腔内部,所述阳极炭块通入正电,所述阴极炭块通入负电,所述电解腔内部电解液电解后形成铝液;

16、s2、当所述母线某位置通电电流减小时,所述电磁块通电电流减小,所述滑动磁块沿套筒向靠近电磁块端移动,所述滑动磁块通过支撑杆带动多个压接块移动,所述压接块带动插电棒移动,所述压接块与母线导电数量增加;

17、s3、所述滑动磁块沿套筒向靠近电磁块端移动时,所述套筒内部气体沿清洁孔向上排出并对母线和插电棒外表面进行风力清洁,所述支撑杆移动通过连接杆和拼接框带动刮板在阴极炭块外表面横向刮除清洁;

18、s4、当所述母线某位置通电电流到达最大值时,所述电磁块通电电流到达最大,所述滑动磁块沿套筒向远离电磁块端移动至最大值,所述滑动磁块通过支撑杆带动多个压接块移动,所述压接块带动插电棒移动,所述压接块与母线断开电连接。

19、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

20、1、本发明通过设置壳体组件、阳极组件和阴极组件等部件的相互配合,该装置调节精度高,调节效率高,满足对铝电解槽阴极电流分布的精准高效调节,操作简单,安全稳定,适应性强,稳定性高,有效地提高电解液的电解质量和电解效率,保证得到的铝液满足实际加工生产需求。

21、2、本发明通过设置电解腔、压接块和阴极炭块等部件的相互配合,该装置在电解腔内部对电解液进行电解过程中,根据阴极炭块内部负电量对应调节压接块的压接量,从而调节阴极炭块电流分布,保证电解反应的稳定进行。

22、3、本发明通过设置清洁孔和插电棒等部件的相互配合,该装置在对阴极炭块电流分布调节时,对应实现清洁孔内部清洁气体的往复流通,从而提高对插电棒和母线外表面的风力清洁效果,保证后续通电质量。

23、4、本发明通过设置滑动磁块和套筒等部件的相互配合,该装置中的滑动磁块在套筒内部往复移动时对应带动刮板在阴极炭块外表面同步往复移动,刮板对阴极炭块外表面进行刮除清洁,不仅提高铝液的回收效率,同时还能保证阴极炭块内部负电的流通性,清洁性更高,电解性更好。

24、5、本发明通过设置电磁块和滑动磁块等部件的相互配合,当阴极炭块内部通入电流量到达最大值时,多个插电棒均与通电槽快速脱离,从而实现快速断电,保证阴极炭块的安全性,保证阴极炭块持续稳定的工作。


技术特征:

1.一种铝电解槽阴极电流分布调节装置,包括壳体组件(1),所述壳体组件(1)的上方均匀设有多个阳极组件(2),所述壳体组件(1)的内部均匀设有多个阴极组件(3),其特征在于:

2.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:所述底壳(101)的顶部均匀设有多个翻盖(103),所述翻盖(103)的上方与支架(107)的侧壁相互卡接,所述支架(107)的内顶部设有废气管(108),所述废气管(108)的侧壁均匀开设有多个进气孔(109),所述废气管(108)的一侧连通有排出管(110),所述支架(107)的中心处设有下料箱(104),所述下料箱(104)的顶部连通有集料斗(105),所述下料箱(104)的底部对称设有多个引导管(106),所述引导管(106)的底部穿过废气管(108)并与电解腔(102)内部相连通。

3.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:所述支架(107)的顶部均匀设有多个支撑梁(204),所述支撑梁(204)的顶部设有驱动电机(205),所述驱动电机(205)的输出端设有联轴器(206),所述联轴器(206)的内部对称传动有两个驱动轴(207),所述驱动轴(207)的另一端设有换向器(208),所述换向器(208)的底部与支撑梁(204)的顶部固定连接。

4.根据权利要求3所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:所述换向器(208)的输出端设有传动螺杆(209),所述传动螺杆(209)的外表面均匀传动连接有多个转动涡轮(210),所述转动涡轮(210)与支撑梁(204)通过轴承转动连接,所述转动涡轮(210)的内部设有螺纹槽,所述转动涡轮(210)的内部活动连接有升降丝杆(211),所述升降丝杆(211)的底部设有夹板(212),所述夹板(212)的内部与通电板(213)的外表面相互卡接,所述通电板(213)的侧壁均通过限位夹具(214)与阳极杆(201)的侧壁相互卡接。

5.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:多个所述阴极炭块(301)之间存在间隙,所述电解腔(102)内部设有电解液,所述电解腔(102)的内壁均匀设有多个保温砖(302),所述保温砖(302)的顶部与阴极炭块(301)的底部固定连接,所述底壳(101)的两侧对称设有多个取料门(321),所述取料门(321)的底部与电解腔(102)内底部相连通,所述母线(304)的顶部均匀设有多个阳极软带(322),所述阳极软带(322)的另一端与通电板(213)的侧壁电连接。

6.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:同一侧的多个所述阴极棒(303)远离阴极炭块(301)的一端穿过底壳(101)并设有导电块(320),所述导电块(320)的另一端均匀设有多个阴极软带(317),所述阴极软带(317)的另一端与压接块(313)的侧壁电连接,所述压接块(313)的底部均设有绝缘垫(312),相邻所述压接块(313)之间通过绝缘垫(312)相互连接,所述滑动磁块(308)远离电磁块(306)一端顶部与支撑杆(309)的底部固定连接,所述支撑杆(309)的顶部与最底部的绝缘垫(312)底部固定连接。

7.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:所述电磁块(306)与母线(304)电连接,所述电磁块(306)的端部设有连接弹簧(307),所述连接弹簧(307)的另一端与滑动磁块(308)的侧壁固定连接,所述电磁块(306)与滑动磁块(308)相面对端面的磁性相同,所述母线(304)靠近压接块(313)端均匀设有多个通电槽(315),所述插电棒(314)与通电槽(315)相匹配,所述套筒(305)的顶部开设有清洁孔(310),所述清洁孔(310)内部设有滤板(311)。

8.根据权利要求7所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置,其特征在于:所述支撑杆(309)的两侧对称设有两个连接杆(316),所述连接杆(316)的另一端穿过底壳(101)并设有拼接框(318),所述拼接框(318)的顶部均匀设有多个刮板(319),所述刮板(319)和拼接框(318)的内壁均与阴极炭块(301)的外表面相匹配,且所述连接杆(316)、拼接框(318)和刮板(319)均为耐高温材料。

9.如权利要求8所述的铝电解槽阴极电流分布调节装置的调节方法,包括以下步骤,其特征在于:


技术总结
本发明属于铝电解槽技术领域,具体是一种铝电解槽阴极电流分布调节装置及其调节方法,包括壳体组件,所述壳体组件的上方均匀设有多个阳极组件,所述壳体组件的内部均匀设有多个阴极组件:所述壳体组件包括底壳,所述底壳的内部开设有电解腔,所述底壳的上方设有支架;所述阳极组件包括多个阳极杆,所述阳极杆的底部通过夹爪设有阳极炭块,多个所述阳极杆的一侧设有通电板,所述阴极组件包括多个阴极炭块;该装置调节精度高,调节效率高,满足对铝电解槽阴极电流分布的精准高效调节,操作简单,安全稳定,适应性强,稳定性高,有效地提高电解液的电解质量和电解效率,保证得到的铝液满足实际加工生产需求。

技术研发人员:覃海棠,路博阳,孔令举
受保护的技术使用者:洛阳云源智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-26033.html