冶金电解铝系统

权利要求

说明书

技术领域

本发明涉及电解铝技术领域，特别涉及冶金电解铝系统。

背景技术

近年电解铝行业生产迅速扩张，由于其为高能耗产业，迫于国际化竞争与环境保护的压力，该行业对产能提高、效率提升、成本降低、污染减排等方面迫切需要有效的优化方式。随着新建项目规模的逐渐扩大，供电电压等级的不断提高，供电电流的逐步增大，对电解铝行业的安全生产、高效管理提出了更高要求。

现有的电解铝系统在进行电解铝的过程中，一般将电解原料倾倒进电解腔内，然后再通过高强的电流，使得阴极与阳极之间产生化学反应，这样能够将原料中的铝形成铝液，这个操作过程中，倾倒的方式会使得原料堆积，进而反应过程输入逐渐向内部侵入，这样会增加设备的能耗，而且效率低下，成本也会增加，而且原料的中残留的水分过多，进入到电解腔内时，产生气压，致使内部的气压增加，会影响设备的安全。

发明人针对上述的现状，以解决上述技术问题。

发明内容

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种冶金电解铝系统，包括：电解铝系统总成，所述电解铝系统总成具有前后两个通口，所述电解铝系统总成的前后两侧均可拆卸连接有设备外壳端部，所述电解铝系统总成内壁的底部设置有阴极炭块，所述电解铝系统总成内灌装有电解液，所述电解液没过所述阴极炭块的顶部，所述电解铝系统总成内壁的左右两侧均固定连接有承重梁，所述承重梁内固定连接有阳极总成，两个所述阳极总成对应设置，且所述阳极总成的底部位于所述电解液内，所述阳极总成与所述阴极炭块的一端均通电，使得所述阳极总成与所述阴极炭块构成一个电解系统，所述电解铝系统总成内腔的上方且位于两个所述阳极总成之间设置有稳流下料装置，所述设备外壳端部的外侧设置有供料机构，所述供料机构的一端伸入到所述稳流下料装置内部，所述设备外壳端部的外侧固定连接有强力风机，所述强力风机的一端连通有第一管道，所述第一管道的一端固定连通在所述电解铝系统总成内，所述强力风机的另一端固定连接有第二管道，所述第二管道包括两个出风口，其中一个出风口位于所述供料装置内，另一个出风口与所述稳流下料装置内。

于本发明所述的一种冶金电解铝系统，优选的，所述电解铝系统总成包括铝液取液底座，所述铝液取液底座的底部固定连接有底座隔离外壳，所述底座隔离外壳内壁底部的左右两侧均固定连接有底部保温砖层，两个所述底部保温砖层之间通过防渗层固定连接，所述铝液取液底座与所述防渗层之间设置有隔离层，所述铝液取液底座的中部设置有铝液收集区域，所述铝液取液底座的底部通过底部限位板与所述底部保温砖层的顶部固定连接，所述铝液取液底座顶部固定连接有顶部限位板，所述顶部限位板的顶部固定连接有侧板部分，位于所述侧板部分的内部固定连接有阴极侧部保温板，所述阴极侧部保温板内壁的上侧固定连接有灰渣聚集区，所述侧板部分顶部的左右两侧分别固定连接有第二支撑安装座和第一支撑安装座，所述第二支撑安装座与所述第一支撑安装座的顶部固定连接有侧隔离板，所述侧隔离板的顶部固定连接有顶部侧板，所述顶部侧板的顶部固定连接有隔离顶盖，所述顶部侧板与所述隔离顶盖内壁均设置有内置保温层。

通过对电解铝系统总成的改进，在电解的过程中，铝液在阳极总成与阴极炭块之间形成强大的电流，当将原料投掷在内部时，能够在强电流的作用下，铝液在原料中被稀释出来，这样内部形成溶液状态，在铝液取液底座的作用下，铝液取液底座顶部设置有用于将铝液集中的铝液收集区域，从而能够保证铝液收集区域在抽取过程中，将铝水包管子从铝液取液底座处伸入到铝液收集区域处时，通过铝水包管子将铝液收集区域的铝液抽取出来，由于铝液的重量较重，因此在电解的过程部分杂质漂浮在上方，而设置有灰渣聚集区，灰渣聚集区能够在铝液抽取的过程中，将装置进行附着，这样灰渣能够集中在灰渣聚集区处，而且通过对底部保温砖层和阴极侧部保温板以及内置保温层相互配合的使用，底部保温砖层、阴极侧部保温板和内置保温层能够将电解铝系统总成内部与外部型号才能保温屏障，既能有效的阻止热量的流失，还能较少能耗的排出，防渗层设置的目的在于能够将渗透液进行阻挡，并且在其上方设置有隔离层，可有效的将铝液进行集中，从而减少浪费的情况出现。

于本发明所述的一种冶金电解铝系统，优选的，所述阳极总成包括阳极安装座，所述阳极安装座的顶部固定连接有安装梁，所述阳极安装座的底端设置有限位条，所述限位条上套设有隔离套，所述隔离套顶部设置有与所述限位条适配的滑动腔，所述隔离套的表面开设有多个进液口，所述隔离套内壁的前侧开设有多个插入槽，所述插入槽内套设有阳极柱，多个所述阳极柱的前侧设置有安装在所述设备外壳端部外侧密封板，所述阳极柱的顶部设置有弧形的凹面。

通过对隔离套的设置，通过设置有滑动腔与所述阳极安装座，阳极安装座固定连接在承重梁上，而隔离套滑动在阳极安装座的底端，这样能够将隔离套从阳极安装座上取下，而且当阳极柱消耗尽时，需要对阳极柱进行更换时，将外侧设置的密封板取下后，可直接拉动密封板，这样密封板上的阳极柱能快速的取出，设置多个阳极柱的好处在于，第一更换的过程更加的简单，可单独的依次将内部的阳极柱取下，而且能够增加电解反应过程的面积，进而方便将阳极柱上产生的灰渣进行集中处理，这样灰渣便于掉落。

于本发明所述的一种冶金电解铝系统，优选的，所述稳流下料装置包括聚集板，所述聚集板的顶部固定连接有顶部限位罩，所述顶部限位罩内与所述聚集板之间设置有控制腔，所述聚集板内设置有两个驱动机构，所述聚集板的底部固定连通有铰接板，所述铰接板的底部固定连通有方形下料套，所述方形下料套的左右两侧均设置有弧形风屏，所述顶部限位罩内壁的左右两侧均固定连接有固定条，所述固定条的一侧固定连接有安装块，相邻两个所述安装块之间设置有活动槽，所述安装块的底部固定连接有固定弧形条，靠近所述固定弧形条的一侧设置有活动弧形条，所述活动弧形条的两端位于所述活动槽内，所述活动弧形条的顶部固定连接有分导板，所述固定条的一侧设置有转轴，所述转轴内设置有限位滑轮，所述限位滑轮的滚轮处与所述活动弧形条的一侧搭接，所述活动弧形条的外侧固定连接有安装脚，所述安装脚内穿插有轴杆。

于本发明所述的一种冶金电解铝系统，优选的，所述驱动机构包括聚气套，所述聚气套的一端设置有与所述第二管道连通的连接气管，所述聚气套的顶部开设有环形分导腔，所述环形分导腔内套设有铰接座，所述聚气套内套设有弧形气压板，所述弧形气压板外表面的顶部与多个所述铰接座固定连接，所述弧形气压板与所述聚气套内壁顶部预留有移动空间，且所述移动空间的四周与所述聚气套内壁相抵，所述铰接座的顶部铰接有弧形滑动座，所述弧形滑动座的顶部铰接有固定支架，所述固定支架的顶端与所述轴杆铰接。

在具体的上料的过程中，由于现有的堆积倾倒进电解系统内部，致使在电解的过程，堆积的原料减少与内部的电解液的接触面积，电解的过程是从外部向内部逐渐渗透，这样一来，非常的缓慢，通过强力风机将内部热流向聚气套内吹动，这样一来，在气压的作用下，弧形气压板在聚气套内向上移动，进而弧形气压板将铰接座从环形分导腔内顶升出来，铰接座顶端的弧形滑动座与固定支架能够带动安装脚向上顶起活动弧形条，进而活动弧形条与固定弧形条之间形成弧形下落通道，这样一来，进入在顶部限位罩内的电解铝原料能够从弧形下落通道下落至电解腔内，这样设置的好处在于，利用内部的反应气体对下料口进行控制，由于气体控制的开合度随着气压的大小变化，这样在聚气套内充满气体时，由于气压不是始终在固定值的情况下，这样能够使得弧形气压板在聚气套内上下移动，进而能调节弧形下落通道的开合度，进而能够稳定控制供给量，保证了电解过程的稳定性。

于本发明所述的一种冶金电解铝系统，优选的，所述供料装置包括传送套，所述传送套的一端贯穿所述控制腔，所述传送套的前侧固定连接有驱动装置，所述传送套的顶部且位于所述控制腔的外侧设置有供料箱，所述传送套内套设有转杆，所述转杆的一端与所述驱动装置的输出端固定连接，所述转杆上套设有螺旋传送叶片，所述传送套内壁位于所述控制腔内的一侧套设有风力喷射机构，所述风力喷射机构包括收紧套，所述收紧套上套设有环形安装块，所述环形安装块上均匀设置有喷气嘴，所述喷气嘴与所述第二管道连通。

在下料的过程中，由于强力风机将电解系统内气体输送至风力喷射机构处，这样经过传送套输送出来的原料能够在风力喷射机构的作用下，将下落的原料吹送至顶部限位罩内，并掉落在固定弧形条与活动弧形条的内壁上，这样能够避免物料堆积的情况出现，而且有设置有分导板，两个分导板之间有物料的集中区域，当固定弧形条与活动弧形条分离时，能够起到分流控量的作用，而且利用电解系统内部的高温，可以将物料进行烘干，这样更有利于物料在输送中，处于松散的状态。

本发明至少具备以下有益效果：

1、通过对电解铝系统总成的改进，在电解的过程中，铝液在阳极总成与阴极炭块之间形成强大的电流，当将原料投掷在内部时，能够在强电流的作用下，铝液在原料中被稀释出来，这样内部形成溶液状态，在铝液取液底座的作用下，铝液取液底座顶部设置有用于将铝液集中的铝液收集区域，从而能够保证铝液收集区域在抽取过程中，将铝水包管子从铝液取液底座处伸入到铝液收集区域处时，通过铝水包管子将铝液收集区域的铝液抽取出来，由于铝液的重量较重，因此在电解的过程部分杂质漂浮在上方，而设置有灰渣聚集区，灰渣聚集区能够在铝液抽取的过程中，将装置进行附着，这样灰渣能够集中在灰渣聚集区处，而且通过对底部保温砖层和阴极侧部保温板以及内置保温层相互配合的使用，底部保温砖层、阴极侧部保温板和内置保温层能够将电解铝系统总成内部与外部型号才能保温屏障，既能有效的阻止热量的流失，还能较少能耗的排出，防渗层设置的目的在于能够将渗透液进行阻挡，并且在其上方设置有隔离层，可有效的将铝液进行集中，从而减少浪费的情况出现。

2、通过对隔离套的设置，通过设置有滑动腔与所述阳极安装座，阳极安装座固定连接在承重梁上，而隔离套滑动在阳极安装座的底端，这样能够将隔离套从阳极安装座上取下，而且当阳极柱消耗尽时，需要对阳极柱进行更换时，将外侧设置的密封板取下后，可直接拉动密封板，这样密封板上的阳极柱能快速的取出，设置多个阳极柱的好处在于，第一更换的过程更加的简单，可单独的依次将内部的阳极柱取下，而且能够增加电解反应过程的面积，进而方便将阳极柱上产生的灰渣进行集中处理，这样灰渣便于掉落。

3、在具体的上料的过程中，由于现有的堆积倾倒进电解系统内部，致使在电解的过程，堆积的原料减少与内部的电解液的接触面积，电解的过程是从外部向内部逐渐渗透，这样一来，非常的缓慢，通过强力风机将内部热流向聚气套内吹动，这样一来，在气压的作用下，弧形气压板在聚气套内向上移动，进而弧形气压板将铰接座从环形分导腔内顶升出来，铰接座顶端的弧形滑动座与固定支架能够带动安装脚向上顶起活动弧形条，进而活动弧形条与固定弧形条之间形成弧形下落通道，这样一来，进入在顶部限位罩内的电解铝原料能够从弧形下落通道下落至电解腔内，这样设置的好处在于，利用内部的反应气体对下料口进行控制，由于气体控制的开合度随着气压的大小变化，这样在聚气套内充满气体时，由于气压不是始终在固定值的情况下，这样能够使得弧形气压板在聚气套内上下移动，进而能调节弧形下落通道的开合度，进而能够稳定控制供给量，保证了电解过程的稳定性。

4、在下料的过程中，由于强力风机将电解系统内气体输送至风力喷射机构处，这样经过传送套输送出来的原料能够在风力喷射机构的作用下，将下落的原料吹送至顶部限位罩内，并掉落在固定弧形条与活动弧形条的内壁上，这样能够避免物料堆积的情况出现，而且有设置有分导板，两个分导板之间有物料的集中区域，当固定弧形条与活动弧形条分离时，能够起到分流控量的作用，而且利用电解系统内部的高温，可以将物料进行烘干，这样更有利于物料在输送中，处于松散的状态，减少内部的水汽产生的气压造成内部的压力过载的问题出现。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的示意图；

图2为本发明下落腔的示意图；

图3为本发明风力喷射机构的示意图；

图4为本发明分导板的示意图；

图5为本发明聚集套的示意图；

图6为本发明隔离套的示意图。

图中，设备外壳端部1、铝液取液底座2、底部保温砖层3、防渗层4、顶部限位板5、铝液收集区域6、隔离层7、阴极炭块8、底部限位板9、侧板部分10、阴极侧部保温板11、灰渣聚集区12、第一支撑安装座13、第二支撑安装座14、侧隔离板15、承重梁16、安装梁17、阳极安装座18、顶部侧板19、内置保温层20、隔离顶盖21、聚集板22、方形下料套23、弧形风屏24、顶部限位罩25、控制腔26、驱动机构27、电解液28、下落腔29、铰接板30、强力风机31、第一管道32、第二管道33、驱动装置34、传送套35、转杆36、螺旋传送叶片37、风力喷射机构38、收紧套39、环形安装块40、聚气套41、环形分导腔42、连接气管43、弧形滑动座44、固定支架45、铰接座46、弧形气压板47、移动空间48、安装脚49、轴杆50、固定条51、安装块52、活动槽53、转轴54、限位滑轮55、固定弧形条56、活动弧形条57、分导板58、滑动腔59、隔离套60、进液口61、插入槽62、阳极柱63、喷气嘴64。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1-6所示，本发明提供了一种冶金电解铝系统，包括：电解铝系统总成，电解铝系统总成具有前后两个通口，电解铝系统总成的前后两侧均可拆卸连接有设备外壳端部1，电解铝系统总成内壁的底部设置有阴极炭块8，电解铝系统总成内灌装有电解液28，电解液28没过阴极炭块8的顶部，电解铝系统总成内壁的左右两侧均固定连接有承重梁16，承重梁16内固定连接有阳极总成，两个阳极总成对应设置，且阳极总成的底部位于电解液28内，阳极总成与阴极炭块8的一端均通电，使得阳极总成与阴极炭块8构成一个电解系统，电解铝系统总成内腔的上方且位于两个阳极总成之间设置有稳流下料装置，设备外壳端部1的外侧设置有供料机构，供料机构的一端伸入到稳流下料装置内部，设备外壳端部1的外侧固定连接有强力风机31，强力风机31的一端连通有第一管道32，第一管道32的一端固定连通在电解铝系统总成内，强力风机31的另一端固定连接有第二管道33，第二管道33包括两个出风口，其中一个出风口位于供料装置内，另一个出风口与稳流下料装置内。

电解铝系统总成包括铝液取液底座2，铝液取液底座2的底部固定连接有底座隔离外壳，底座隔离外壳内壁底部的左右两侧均固定连接有底部保温砖层3，两个底部保温砖层3之间通过防渗层4固定连接，铝液取液底座2与防渗层4之间设置有隔离层7，铝液取液底座2的中部设置有铝液收集区域6，铝液取液底座2的底部通过底部限位板9与底部保温砖层3的顶部固定连接，铝液取液底座2顶部固定连接有顶部限位板5，顶部限位板5的顶部固定连接有侧板部分10，位于侧板部分10的内部固定连接有阴极侧部保温板11，阴极侧部保温板11内壁的上侧固定连接有灰渣聚集区12，侧板部分10顶部的左右两侧分别固定连接有第二支撑安装座14和第一支撑安装座13，第二支撑安装座14与第一支撑安装座13的顶部固定连接有侧隔离板15，侧隔离板15的顶部固定连接有顶部侧板19，顶部侧板19的顶部固定连接有隔离顶盖21，顶部侧板19与隔离顶盖21内壁均设置有内置保温层20。

通过对电解铝系统总成的改进，在电解的过程中，铝液在阳极总成与阴极炭块8之间形成强大的电流，当将原料投掷在内部时，能够在强电流的作用下，铝液在原料中被稀释出来，这样内部形成溶液状态，在铝液取液底座2的作用下，铝液取液底座2顶部设置有用于将铝液集中的铝液收集区域6，从而能够保证铝液收集区域6在抽取过程中，将铝水包管子从铝液取液底座2处伸入到铝液收集区域6处时，通过铝水包管子将铝液收集区域6的铝液抽取出来，由于铝液的重量较重，因此在电解的过程部分杂质漂浮在上方，而设置有灰渣聚集区12，灰渣聚集区12能够在铝液抽取的过程中，将装置进行附着，这样灰渣能够集中在灰渣聚集区12处，而且通过对底部保温砖层3和阴极侧部保温板11以及内置保温层20相互配合的使用，底部保温砖层3、阴极侧部保温板11和内置保温层20能够将电解铝系统总成内部与外部型号才能保温屏障，既能有效的阻止热量的流失，还能较少能耗的排出，防渗层4设置的目的在于能够将渗透液进行阻挡，并且在其上方设置有隔离层7，可有效的将铝液进行集中，从而减少浪费的情况出现。

阳极总成包括阳极安装座18，阳极安装座18的顶部固定连接有安装梁17，阳极安装座18的底端设置有限位条，限位条上套设有隔离套60，隔离套60顶部设置有与限位条适配的滑动腔59，隔离套60的表面开设有多个进液口61，隔离套60内壁的前侧开设有多个插入槽62，插入槽62内套设有阳极柱63，多个阳极柱63的前侧设置有安装在设备外壳端部1外侧密封板，阳极柱63的顶部设置有弧形的凹面。

通过对隔离套60的设置，通过设置有滑动腔59与阳极安装座18，阳极安装座18固定连接在承重梁16上，而隔离套60滑动在阳极安装座18的底端，这样能够将隔离套60从阳极安装座18上取下，而且当阳极柱63消耗尽时，需要对阳极柱63进行更换时，将外侧设置的密封板取下后，可直接拉动密封板，这样密封板上的阳极柱63能快速的取出，设置多个阳极柱63的好处在于，第一更换的过程更加的简单，可单独的依次将内部的阳极柱63取下，而且能够增加电解反应过程的面积，进而方便将阳极柱63上产生的灰渣进行集中处理，这样灰渣便于掉落。

稳流下料装置包括聚集板22，聚集板22的顶部固定连接有顶部限位罩25，顶部限位罩25内与聚集板22之间设置有控制腔26，聚集板22内设置有两个驱动机构27，聚集板22的底部固定连通有铰接板30，铰接板30的底部固定连通有方形下料套23，方形下料套23的左右两侧均设置有弧形风屏24，顶部限位罩25内壁的左右两侧均固定连接有固定条51，固定条51的一侧固定连接有安装块52，相邻两个安装块52之间设置有活动槽53，安装块52的底部固定连接有固定弧形条56，靠近固定弧形条56的一侧设置有活动弧形条57，活动弧形条57的两端位于活动槽53内，活动弧形条57的顶部固定连接有分导板58，固定条51的一侧设置有转轴54，转轴54内设置有限位滑轮55，限位滑轮55的滚轮处与活动弧形条57的一侧搭接，活动弧形条57的外侧固定连接有安装脚49，安装脚49内穿插有轴杆50。

驱动机构27包括聚气套41，聚气套41的一端设置有与第二管道33连通的连接气管43，聚气套41的顶部开设有环形分导腔42，环形分导腔42内套设有铰接座46，聚气套41内套设有弧形气压板47，弧形气压板47外表面的顶部与多个铰接座46固定连接，弧形气压板47与聚气套41内壁顶部预留有移动空间48，且移动空间48的四周与聚气套41内壁相抵，铰接座46的顶部铰接有弧形滑动座44，弧形滑动座44的顶部铰接有固定支架45，固定支架45的顶端与轴杆50铰接。

在具体的上料的过程中，由于现有的堆积倾倒进电解系统内部，致使在电解的过程，堆积的原料减少与内部的电解液28的接触面积，电解的过程是从外部向内部逐渐渗透，这样一来，非常的缓慢，通过强力风机31将内部热流向聚气套41内吹动，这样一来，在气压的作用下，弧形气压板47在聚气套41内向上移动，进而弧形气压板47将铰接座46从环形分导腔42内顶升出来，铰接座46顶端的弧形滑动座44与固定支架45能够带动安装脚49向上顶起活动弧形条57，进而活动弧形条57与固定弧形条56之间形成弧形下落通道，这样一来，进入在顶部限位罩25内的电解铝原料能够从弧形下落通道下落至电解腔内，这样设置的好处在于，利用内部的反应气体对下料口进行控制，由于气体控制的开合度随着气压的大小变化，这样在聚气套41内充满气体时，由于气压不是始终在固定值的情况下，这样能够使得弧形气压板47在聚气套41内上下移动，进而能调节弧形下落通道的开合度，进而能够稳定控制供给量，保证了电解过程的稳定性。

供料装置包括传送套35，传送套35的一端贯穿控制腔26，传送套35的前侧固定连接有驱动装置34，传送套35的顶部且位于控制腔26的外侧设置有供料箱，传送套35内套设有转杆36，转杆36的一端与驱动装置34的输出端固定连接，转杆36上套设有螺旋传送叶片37，传送套35内壁位于控制腔26内的一侧套设有风力喷射机构38，风力喷射机构38包括收紧套39，收紧套39上套设有环形安装块40，环形安装块40上均匀设置有喷气嘴64，喷气嘴64与第二管道33连通。

在下料的过程中，由于强力风机31将电解系统内气体输送至风力喷射机构38处，这样经过传送套35输送出来的原料能够在风力喷射机构38的作用下，将下落的原料吹送至顶部限位罩25内，并掉落在固定弧形条56与活动弧形条57的内壁上，这样能够避免物料堆积的情况出现，而且有设置有分导板58，两个分导板58之间有物料的集中区域，当固定弧形条56与活动弧形条57分离时，能够起到分流控量的作用，而且利用电解系统内部的高温，可以将物料进行烘干，这样更有利于物料在输送中，处于松散的状态。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。