新型的铝电解槽打壳加料装置

935 编辑：中冶有色技术网来源：高德金

2024-05-27 15:42:43

权利要求书： 1.一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：在铝电解槽水平烟罩板(1)下料点处，配置安装上一个导向绝缘组合框架(2)，该导向绝缘组合框架(2)的水平下底板(3)与水平烟罩板(1)之间为绝缘构造；在导向绝缘组合框架(2)的水平下底板(3)的底部，分别焊接构造垂直下料内导管(4)和垂直导向外套管(5)；在铝电解槽上部承重桁架上，配置安装有螺旋丝杠导向管高度调整装置(7)；氧化铝导料管(8)与锤头导向管(10)为一体焊接组合管件，氧化铝导料管(8)的下端口与锤头导向管(10)的下端管壁实施相贯构造焊接连接；其氧化铝导料管(8)的上端口，套装在垂直下料内导管(4)的外围；其锤头导向管(10)的上端部，穿过垂直导向外套管(5)与导向管高度调整装置(7)的抬升连接装置(11)进行紧固连接；旋转导向管高度调整装置(7)的螺旋丝杠(12)，可以调整打壳锤头(9)的锤头导向管的下端口，到电解槽内覆盖料结壳层上表面之间的高度距离；在锤头导向管(10)内设置有打壳锤头(9)以及导向连接杆(14)，在打壳气缸(15)和活塞杆(16)的推动下，打壳锤头(9)可进行上下往复运动。

2.依据权利要求1所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：其导向绝缘组合框架(2)由上部压盖板(18)、中间绝缘板(17)、水平下底板(3)分层组合，用第一绝缘螺栓(19)组装构造而成；水平下底板(3)与上部压盖板(18)之间为绝缘构造；其导向绝缘组合框架(2)平面轮廓形状为矩形，在导向绝缘组合框架的中部，设置有氧化铝粉过料通过第一孔(20)和锤头导向管通过第二孔(21)；在上部压盖板(18)上，设置安装紧固连接的螺栓(22)、用以和水平烟罩板(1)进行安装连接。

3.依据权利要求1所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：在导向绝缘组合框架(2)的水平下底板(3)的氧化铝粉过料通过孔的下方，焊接有与氧化铝导料管(8)相互配置的垂直下料内导管(4)；在导向绝缘组合框架(2)的水平下底板(3)的锤头导向管通过第二孔(21)的下方焊接有与锤头导向管(10)相互配置的锤头导向外套管(5)。

4.依据权利要求1所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：用于调整锤头导向管(10)高度的导向管高度调整装置(7)为螺旋丝杠旋转装置，该装置由安装支撑框架(23)、导向滑杆(24)螺旋丝杠(12)、以及抬升连接装置(11)构造而成；其抬升连接装置(11)的抬升连接板(25)上设置有与锤头导向管(10)上端口进行连接配置的法兰连接孔；旋转该装置的螺旋丝杠(12)，可以带动抬升连接装置(11)进行上下直线运动。

5.依据权利要求4所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：为了保证打壳装置的绝缘，防止铝电解槽的阳极电流经过打壳装置的金属导电构件传导给阴极形成短路电流，其导向管高度调整装置(7)，与铝电解上部桁架结构的安装支撑框架(23)进行固定安装时，二者之间采用绝缘垫板(32)、用第二绝缘螺栓(33)进行固定连接。

6.依据权利要求1所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：氧化铝导料管(8)上段直管的中心线与锤头导向管(10)中心线为相互平行的两条中心线。

7.依据权利要求2所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：在导向绝缘组合框架(2)上部压盖板(18)的氧化铝粉过料通过第一孔(20)处，可焊接上与定容下料器下料管口相互配置氧化铝粉接料管(27)。

8.依据权利要求7所述的一种铝电解槽打壳加料装置，其特征是：将氧化铝导料管(8)的下端口与锤头导向管(10)的下端管壁实施相贯构造焊接连接后；本铝电解槽打壳加料装置的氧化铝粉(34)，可经过氧化铝粉接料管(27)、垂直下料内导管(4)、氧化铝导料管(8)、以及锤头导向管(10)的下端口、和打壳锤头在覆盖料结壳层(29)冲击形成的下料火眼口(28)，添加到铝电解槽的电解质液中。

说明书：一种新型的铝电解槽打壳加料装置[0001] 技术领域：本发明一种新型的铝电解槽打壳加料装置，主要应用与预焙铝电解槽结构设计和技术装备的制造，以及预焙铝电解槽的电解铝生产。

[0002] 技术背景：现通用的铝电解槽氧化铝打壳加料装置的，主要功能是，用打壳锤头击穿电解质结壳，形成下料排气通道即俗称的“火眼加料口″’将电解铝的生产原料氧化铝粉，

加入到铝电解槽的电解质液层中去，以实现电解化学反应，生成电解铝液。

[0003] 现通用的预焙铝电解槽所配置的氧化铝打壳装置由打壳气缸、导向连杆、打壳锤头、和打壳锤头导向管等部件构造而成。为防止打壳锤头接触电解质和铝液时，将电解槽上

部的阳极电流传导给阴极，形成无功短路电流损耗，造成事故发生。其打壳锤头导向管采用

绝缘构造配置的方式，固定安装在铝电解上部结构底端的水平烟罩板上；其导向连杆和打

壳锤头则采用与电解槽上部结构绝缘构造配置的方式设置安装在打壳锤头导向管内。氧化

铝导料管的上端，采用焊接固定(导电连接方式)安装在铝电解上部结构底端的水平烟罩板

上，其氧化铝导料管的的下端口，为防止与导向管和打壳锤头产生导电接触，只能设置在导

向管和打壳锤头的侧部，并设置有一定的空间距离。

[0004] 现在的铝电解槽氧化铝打壳加料装置的上述这种构造方式，主要存在以下几个缺陷：

[0005] 1、由于氧化铝导料管的下端口，设置在导向管和打壳锤头的侧部，距“下料火眼”有一定的倾斜空间距离。这种设计不仅会导致从氧化铝导料管的下端口流出的氧化铝粉，

在覆盖料结壳面”下料口火眼”边沿的周围产生堆积，或有部分氧化铝粉，被电解槽内负压

风吸走，造成氧化铝粉不能直接、完全、均匀的通过“下料口火眼”，添加的电解质液中去，形

成电解槽欠料效应现象的发生。

[0006] 2、由于打壳锤头导向管是固定设置在水平烟罩板上的构件，距铝电解槽覆盖料结壳上表面的距离为固定高度，而在电解槽生产过程中，电解槽内的电解质液面和覆盖料结

壳面则为变量高度，忽高忽低。这样就会使得打壳锤头导向管下端口，距电解质覆盖料结壳

的距离忽远忽近。

[0007] 如果近了，导向管下端口侧壁可能封堵氧化铝粉的流入通道和电解气体的溢出排放通道；如果远了，造成打壳锤头伸出导向管部分过长，会丧或减弱导向管对打壳锤头的导

向性能，造成锤头在下行运动中受磁力影响产生偏移，致使击穿形成“下料口火眼”形状不

规则，影响氧化铝加料通道的畅通或造成火眼堵塞。

[0008] 由于现行的铝电解槽氧化铝打壳加料系统装置所存在着上述结构性的缺陷，不仅会影响铝电解槽添加氧化铝均衡性，而且会影响铝电解槽的生产工艺稳定性，造成铝电解

槽能耗的增加和人工维护铝电解槽的成本增加。

[0009] 发明内容：为了克服现有的铝电解槽解决现有装置打壳锤头导向管下端口的设定工作高度，不能够根据铝电解内覆盖料高度变化，而进行高度调整的问题，为解决现有的铝

电解槽打壳锤头导向管和氧化铝粉导料管之间，因需绝缘设置不能实施一体化焊接形成相

贯连接管道，将氧化铝粉直接从打壳锤头导向管下端口，即“下料口火眼”上方，垂直加入的

电解质液中的问题。本发明提出了一种新型的铝电解槽打壳加料装置设计方案，该创新技

术路线是：

[0010] 将氧化铝导料管和打壳锤头导向管构造成一体的相贯连接构件，致使氧化铝粉，能够直接从打壳锤头导向管下端口，即“下料口火眼”上方，垂直加入的电解质液中，且能够

使得打壳锤头导向管下端口到覆盖料结壳上表面的高度距离，能够依据电解槽的工艺状况

的需要，而进行上下调整。该装置的主要结构技术特征是：

[0011] 1、在铝电解槽水平烟罩板(1)下料点处，配置安装上一个绝缘组合框架(2)’该绝缘过渡组合框架(2)的水平下底板(3)与水平烟罩板(1)之间为绝缘构造；在绝缘过度组合

框架(2)的水平底下板的(3)底部，分别焊接构造垂直下料内导管(4)’和垂直导向外套管

(5)；在铝电解槽上部承重桁架上(6)配置安装有螺旋丝杠导向管高度调整装置(7)；氧化

铝导料管(8)与锤头导向管(10)为一体焊接组合管件，氧化铝导料管(8)的下端口与锤头导

向管(10)的下端管壁实施相贯构造焊接连接；其氧化铝下料导管(8)的上端口，套装在垂直

下料内导管(4)的外围；其锤头导向管(10)的上端部，穿过垂直导向外套管(5)与导向管高

度调整装置(7)的抬升连接装置(11)进行紧固连接；旋转导向管高度调整装置(7)的螺旋丝

杠(12)，可以调整打壳锤头(9)锤头导向管(10)的下端口，到电解槽内覆盖料结壳层(13)上

表面之间的高度距离；在锤头导向管(10)内设置有的打壳锤头(9)以及导向连接杆(14)，在

打壳气缸(15)活塞杆(16)的推动下，打壳锤头(9)可进行上下往复运动。

[0012] 2、依据上述技术方案：其绝缘过渡组合框架(2)由上部压盖板(18)、中间绝缘板(17)、水平下底板(3)分层组合，用绝缘螺栓(19)组装构造而成；水平下底板(3)与上部压盖

板(18)之间为绝缘构造；其绝缘组合框架(2)平面轮廓形状为矩形，在组合框架(2)的中

部，设置有氧化铝粉过料通过孔(20)和锤头导向管通过孔(21)；在上部压盖板(18)上，设

置安装紧固连接的螺栓或螺栓孔(22)、用以和水平烟罩盖板(1)进行安装连接。

[0013] 3，依据上述技术方案：在绝缘过渡组合框架(2)的水平下底板(3)氧化铝粉过料通过孔(20)的下方，焊接有与氧化铝加料导管(8)相互配置的垂直下料内导管(4)；在绝缘过

渡组合框架(2)的水平下底板(3)锤头导向管通过孔(21)的下方焊接有与锤头导向管(10)

相互配置的锤头导向外套管(5)。

[0014] 4，依据上述技术方案：用于调整锤头导向管(10)高度的导向管高度调整装置(7)为螺旋丝杠旋转装置，主要有安装支撑框架(23)、导向滑杆(24)螺旋丝杠(12)、以及抬升装

置(11)构造而成；其抬升装置(11)的抬升连接板(25)上设置有与锤头导向管(10)上端口进

行连接配置的法兰连接孔(26)；旋转该装置的螺旋丝杠(12)，可以带动抬升装置(11)进行

上下直线运动。

[0015] 5、依据上述技术方案，为了保证打壳装置的绝缘，防止铝电解槽的阳极电流经过打壳装置的金属导电构件传导给阴极形成短路电流，其导向管高度调整装置(7)与铝电解

上部析架结构进行固定安装时，二者之间采用绝缘垫板、绝缘套管、用绝缘螺栓进行固定连

接。

[0016] 6、依据上述技术方案，氧化铝导料管(8)的上直管(26)的中心线与锤头导向管(10)中心线为相互平行的两条中心线。

[0017] 7、依据上述技术方案，在绝缘过渡组合框架(2)上部压盖板(18)的氧化铝粉过料通过孔(20)处，可焊接上与定容下料器下料管口相互配置，氧化铝粉接料管(27)。

[0018] 8、依据上述技术方案，将氧化铝导料管(8)的下端口与锤头导向管(10)的下端管壁实施相贯构造焊接连接后；本铝电解槽打壳加料装置的氧化铝粉，可经过铝粉接料管

(27)、垂直下料内导管(4)氧化铝导料管(8)、以及锤头导向管(10)的下端口、和打壳锤头在

覆盖料结壳层(29)冲击形成的“下料火眼口(28)″，添加到铝电解槽的电解质液中去。

[0019] 采用本发明技术方案所构造的铝电解槽打壳加料装置，与现有技术相比，具有以优点：

[0020] 1、由于在铝电解槽由于在铝电解槽水平烟罩板处，设置绝缘组合框架(2)可以将打壳锤头导向管和氧化铝粉导料管实施焊接组合相贯配置，制成一体化部件，致使导料管

下端口流出的氧化铝粉可以经过导向管下端口以及“下料口火眼”，从垂直方向直接添加到

电解质液中去。

[0021] 2、在铝电解槽桁架上部设了可以调整打壳锤头导向管工作高度螺旋丝杠高度调整装置，打壳锤头导向管下端口到覆盖料结壳上表面的高度距离，能够依据电解槽的工艺

状况的需要，而进行上下调整。

[0022] 3、提高了打壳锤头导向管的导向性能，能够让打壳锤头实施精准打击，形成规整连贯的“下料口火眼”。

[0023] 采用本发明所述的一种新型的铝电解槽打壳加料装置，对现有电解槽结构的绝缘设计、氧化铝打壳装置以及氧化铝加料装置，进行技术改进创新，将打壳锤头导向管的工作

高度，按照铝电解槽的两水平变化的工艺状况，即覆盖料层的高度变化进行调整，并将氧化

铝粉由经过“下料口火眼”侧部端加料，改为经过“下料口火眼”上部垂直加料；这样，不仅杜

绝了“下料口火眼”堵料现象的发生，而且可以实现铝电解槽氧化铝粉均衡加料，稳定铝电

解槽内电解质液的氧化铝的浓度，提高电流效率，还可以使得打壳锤头冲击形成的下料口

更加规整，减少了火眼下料口的热散失，这样不仅减少了铝电解的维护工作量，而且可以减

少铝电解槽的外部人工干扰，实现铝电解槽的免维护无人值守生产。

[0024] 附图说明：本发明一种新型的铝电解槽打壳加料装置的技术特征，通过附图及实施例的表述，则更为清晰。

[0025] 图1、为本发明一种新型的铝电解槽打壳加料装置整体构造的主视图。[0026] 图2、为本发明导向加料料装置与水平烟罩板装配构造的主视图。[0027] 图3、为本发明绝缘过渡组合框架与水平烟罩板进行安装构造的主视图。[0028] 图4、为图3的俯视图。[0029] 图5、为本发明氧化铝导料管的与锤头导向管的结构主视图。[0030] 图6、为本发明导向管与高度调整装置装配结构的主视图。[0031] 图7、为图6的侧视图。[0032] 其图中所示：1水平烟罩板、2绝缘过渡组合框架、3水平下底板、4垂直下料导管、5垂直导向外套管、6上部桁架结构、7导向管高度调整装置、8氧化铝导料管、9打壳锤头、10锤

头导向管、11抬升连接装置、12螺旋丝杠、13覆盖料结壳层、14导向连杆、15打壳气缸、16活

塞杆、17中间绝缘板、18上部压盖板、19绝缘螺栓、20氧化铝粉过料通过孔、21锤头导向管

通过孔、22螺栓或螺栓、23安装支撑框架、24导向滑杆、25抬升连接板、26法兰连接孔、27氧

化铝粉接料管、28下料口火眼、29覆盖料结壳层、30水平烟罩板开口、31加固下料端口、32

绝缘螺栓、33绝缘垫板、34氧化铝粉。

[0033] 具体实施方式：本发明一种新型的铝电解槽打壳加料装置的技术方案和技术特征通过实施例的表述则更加清晰。

[0034] 实施例1：如图1、图2所示，在铝电解槽水平烟罩板(1)其水平烟罩板开口(30)的下端，即铝电解槽的加料点处，配置安装上一个绝缘组合框架(2)。该绝缘过渡组合框架

(2)的水平下底板(3)与水平烟罩板(1)之间为绝缘构造。

[0035] 设置该绝缘过渡组合框架(2)和水平下底板(3)的目的，是在水平下底板(3)底部，能够安装与铝电解槽的上部金属导电结构进行绝缘构造的垂直下料内导管(4)和垂直导向

外套管(5)。只有实现垂直下料内导管(4)以及垂直导向外套管(5)与铝电解上部结构进行

绝缘配置，才能实现氧化铝导料管(8)与锤头导向管(10)焊接导电连接，才能将氧化铝导料

管(8)和锤头导向管(10)实现相贯配置，进行焊接连接，制备成一个整体构件。

[0036] 其氧化铝导料管(8)的下端口与锤头导向管(10)的下端管壁实施相贯构造焊接连接。

[0037] 为了实现打壳锤头导向管(2)的下端口可以根据铝电解槽的工艺状况进行上下高度调整，在铝电解槽上部承重桁架上(6)配置安装有导向管高度调整装置(7)。

[0038] 其锤头导向管(10)的上端部，穿过垂直导向外套管(5)和水平烟罩板开口(30)，与导向管高度调整装置(7)的抬升连接装置(11)的抬升连接板(25)进行紧固连接。

[0039] 其氧化铝下料导管(8)的上端口，套装在垂直下料内导管(4)的外围；[0040] 当旋转导向管高度调整装置(7)的螺旋丝杠(12)，可以调整打壳锤头(9)锤头导向管(10)的下端口，到电解槽内覆盖料结壳层(13)上表面之间的高度距离。

[0041] 在锤头导向管(10)内，设置有的打壳锤头(9)以及导向连接杆(14)。其打壳锤头(9)在打壳气缸(15)活塞杆(16)的推动下，在导向管(9)的约束下，可进行上下往复运动，打

壳锤头(9)运动到下止点时，冲击开覆盖料结壳层(29)，形成“下料口火眼″(28)。

[0042] 如图3、图4所示：本发明一种新型的铝电解槽打壳加料装置的.绝缘过渡组合框架(2)由上部压盖板(18)、中间绝缘板(17水平下底板(3)分层组合，用绝缘螺栓(19)组装构

造而成。其水平下底板(3)与上部压盖板(18)之间为绝缘构造；

[0043] 其绝缘组合框架(2)平面轮廓形状为矩形，在组合框架(2)的中部，设置有氧化铝粉过料通过孔(20)和锤头导向管通过孔(21)。

[0044] 在上部压盖板(18)上，设置有用以和水平烟罩盖板(1)进行安装连接用的螺栓或螺栓孔。

[0045] 其绝缘螺栓(19)由螺栓绝缘套管、绝缘垫片、金属垫片和螺帽配置组成。安装时螺杆和螺帽与上部压盖板(18)和水平下底板(3)为绝缘配置。

[0046] 建议：在绝缘过渡组合框架(2)的水平下底板(3)的下部，完成垂直下料内导管(4)和锤头导向外套管(5)的焊接组对工序后，在用绝缘螺栓(19)将上部压盖板(18)、中间绝缘

板(17)水平下底板(3)进行组对装配。

[0047] 在水平下底部(19)，氧化铝粉过料通过孔(20)的下方，焊接的垂直下料内导管(4)其规格尺寸，与氧化铝加料导管(8)的上端立管相互配置；

[0048] 在绝缘过渡组合框架(2)水平下底板(3)锤头导向管通过孔(21)下方焊接的锤头导向外套管(5)的规格尺寸，与锤头导向管(10)相互配置。

[0049] 如图5所示：本发明一种新型的铝电解槽打壳加料装置的氧化铝加料导管(8)与锤头导向管(10)之间为焊接连接，其氧化铝加料导管(8)的上段管的中心线，与锤头导向管

(10)的中心线，是相互平行的两条直线。

[0050] 为了延长锤头导向管(10)下端口的使用寿命，可在下端口处，设置加固下料端口(31)。

[0051] 如图6、图7所示，用于调整锤头导向管(10)高度的导向管高度调整装置(7)为螺旋丝杠旋转装置，主要有安装支撑框架(23)、导向滑杆(24)螺旋丝杠(12)、抬升装置(11)、以

及螺旋丝杠旋转装置、螺旋丝杠导向轴压盖等零部件构造而成；

[0052] 其抬升装置(11)的抬升连接板(25)上，设置有与锤头导向管(10)上端口进行配置连接的法兰连接孔(26)；

[0053] 旋转该高度调整装置的螺旋丝杠(12)，可以带动抬升装置(11)进行上下直线运动，同时即可根据需要，调节导向管(10)下端口，到覆盖料结壳(29)面的高度距离。

[0054] 如图1、图2所示，为了保证打壳装置的绝缘，防止铝电解槽的阳极电流经过打壳装置的金属导电构件传导给阴极形成短路电流，其导向管高度调整装置(7)与铝电解上部析

架结构的安装支撑框架(23)进行固定安装时，二者之间采用绝缘垫板(33)、绝缘套管、用绝

缘螺栓(32)进行固定连接。

[0055] 如图3、图4所示，在绝缘过渡组合框架(2)上部压盖板(18)的氧化铝粉过料通过孔(20)处，可焊接上与定容下料器下料管口相互配置，氧化铝粉接料管(27)。

[0056] 如图2所示，将氧化铝导料管(8)的下端口与锤头导向管(10)的下端管壁实施相贯构造焊接连接后；本铝电解槽打壳加料装置的氧化铝粉(34)，可经过铝粉接料管(27)、垂直

下料内导管(4)、氧化铝导料管(8)、以及锤头导向管(10)的下端口、和打壳锤头在覆盖料结

壳层(29)冲击形成的“下料火眼口(28)″，添加到铝电解槽的电解质液中去。而不经过铝电

解槽内的多余倾斜下料距离空间，可减少电解槽负压风对氧化铝粉尘的吸附排放空间。