500kA电解槽结构及配置技术优化研究

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1、500kA电解槽结构及配置技术优化研究张金锁成庚文义博李振中酒钢集团甘肃东兴铝业有限公司摘要：介绍了500kA铝电解槽结构及相关优化配置技术，包括打壳下料、阳极升降装置，大梁及门形立柱、槽上集气系统、阳极炭块组等上部结构;槽壳、内衬、母线结构等下部和周围结构。最后，对节能型SY500电解槽技术参数和应用情况进行说明。关键词:500kA铝电解槽;结构;配置;技术;优化研究;作者简介：张金锁（1977-），男，汉族，大学，轻金属冶炼工程师。收稿日期：2017-04-27OptimizQtionResearchof500kAAlumi

2、niumCell"sStructureandConfigurationTechnologyZHANGJin—suoCHENGGengWENYi—boLIZhen—zhongDongxingLimitedAluminumCompany,JiuquanIronandSteelCo.;Abstract：Thispaperintroducesstructureandconfigurationoptimi^ationtechnology,whichcarriedouton500kAaluminiumcells,includingoptim

3、izationofshellfeedingdevice,anodeliftingdevice,beamanddoorshapedpillars,gascollectingsystem,pre-bakedanodecarbonblock,whichbelongtosuperstreture;steelshell,lining,andgeneratrixininfrastructure.Finally,discussedparametersandapplicationofpowersavingSY500aluminiumcells.

4、Keyword：500kAaluminumcell;strueture;configuration;technology;optimise!tionresearch;Received：2017-04-271引言甘肃东兴铝业有限公司（简称“东兴铝业”）和沈阳铝镁设计研究院有限公司合作研究开发的SY500铝电解槽，是在研究和解决大型铝电解槽磁流体稳定性、热平衡及槽壳变形等问题的基础上£1兰1，结合东兴铝业大型铝电解槽生产运行实际情况而开发的一种节能型铝电解槽RL该槽型集成了阴极均流、非对称母线配置、三维电热场耦合计算等一系列先进技术

5、，对促进电解铝行业工艺和设备进步有非常积极的作用。2电解槽上部结构电解槽的上部结构由以下儿部分组成:打壳下料装置、阳极升降装置、大梁及门形立柱、槽上集气系统和阳极炭块组。2.1打壳下料装置打壳下料装置包括打壳机构和定容下料器组成。SY500电解槽上设6个氧化铝料箱及1个氟化盐料箱，设6套打壳下料装置和7个定容下料器，用于氧化铝及氟化铝的下料，设1套打壳出铝装置，用于电解槽的出铝作业。如图1所示。定容下料器采用无筒无刷定容下料器，氧化铝和氟化铝经过定容下料器按需加入槽中。计算机根据工艺状况，自动控制氧化铝和氟化铝的下料量，即控制氧

6、化铝浓度和电解质分子比，实现“按需加料”，使氧化铝浓度保持在1.5%~2.5%范围内。根据流动场计算结果，在阳极组夹缝与屮缝交叉点设6个下料点，均在流动场的旋环内。每点每次下料定量1.8kg,采用计算机多模式智能控制每次下料间隔时间，保持槽内电解质中氧化铝浓度的恒定，以获得较高的电流效率。2.2阳极升降装置SY500电解槽采用螺旋提升机构。螺旋提升机构包括电动机、绝缘联轴器、主减速器、链条联轴器、万向联轴器、螺旋起重器、导向装置传动轴和阳极母线吊挂等部分。如图2所示。2.3大梁及门形立柱采用加高实腹板梁加门型立柱支扌掌形式，该结

7、构一方面可大大增强大梁的强度和刚度，另一方面可大幅减少钢材用量。如图3所示。图3SY500电解槽大梁及门型立柱设计图下载原图2.4槽上集气系统电解槽集气系统由集气烟道、双烟管系统和侧部铝制罩板组成。SY500电解槽采用六段区域集气上烟道结构，利用烟腔与烟管间的开口截面尺寸调整，在达到槽膛散热均匀的目的同时，也强化下料点附件的集气效果，有效保证了电解槽密闭效率。如图4所示。下载原图图5SY500电解槽槽罩板设计图下载原图2.5阳极炭块组SY500电解槽安装48组单阳极炭块结构的阳极炭块组。炭块阳极尺寸为1750mmX740mmX6

8、20mm,阳极钢爪为单排4爪结构。阳极炭块组间距40mm,两排阳极之间构成的中缝为200mm,距离大面的加工距离为300mm。如图6所示。3电解槽下部结构电解槽的下部结构由钢制槽壳和内衬构成。图6SY500阳极炭块组下载原图3.1槽壳应用先进成熟的数学模型对槽壳