专利名称：一种用于镁电解槽的加热装置及加热方法
技术领域：
本发明涉及镁电解槽生产领域，更具体地讲，涉及一种用于镁电解槽的加热装置及加热方法。
背景技术：
在镁电解槽启动和生产过程中，有时会出现槽温偏低的情况，这时一般需要对镁电解槽中的熔体进行加热使电解质温度达到正常。目前，国内的镁电解槽中熔体的加热方法及装置主要有以下几种1)从镁电解槽的侧面或底部安装固定的交流加热电极，电极埋于电解质液面下，直接通电即可加热电解 槽内熔体；2)镁电解槽本身未设计安装加热电极，当需对镁电解槽内的熔体加热时，从镁电解槽的电解槽盖的开口插入临时交流加热电极对熔体进行加热，但通电加热前必须清除电解质表层的金属镁，加热过程中若电解质表面出现金属镁层，则必须停止加热，否则会造成电路短路；3)镁电解流水线槽可启动头槽、尾槽中的加热电极并使电解质在流水线中循环来提高镁电解槽内的熔体温度，但加热速度慢，若同时采用第二种方法也必须防止电路短路。由此可知，采用第二种方法必须保证通电加热前和加热过程中电解质表面无金属镁层，而采用第三种方法则加热速度慢，特别是对于流水线末端的镁电解槽而言，不仅会增加镁电解槽的低温故障处理难度，也延长了镁电解槽的低温故障处理时间，不利于镁电解槽尽快恢复正常生产。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。本发明的目的在于提供一种适用于无法安装或未安装侧插/底插交流加热电极的镁电解槽生产的用于镁电解槽的加热装置及加热方法。为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种用于镁电解槽的加热装置，所述加热装置包括一对或多对防短路加热电极，每对防短路加热电极中的一根防短路电极连接至交流电源正极，每对防短路加热电极中的另一根防短路电极连接至交流电源负极。根据本发明的用于镁电解槽的加热装置的一个实施例，所述加热装置的一对或多对防短路加热电极通过镁电解槽上方的电解槽盖的开口固定、安装在镁电解槽上并插入镁电解槽中。根据本发明的用于镁电解槽的加热装置的一个实施例，所述防短路电极长期或临时安装在镁电解槽上。根据本发明的用于镁电解槽的加热装置的一个实施例，所述防短路加热电极包括电极本体和包覆在电极本体上的电绝缘层，所述电绝缘层包覆电极本体与镁电解槽中液体金属镁相接触的部分外周表面，电绝缘层的包覆上缘线高于镁电解槽中液体金属镁的最高液位并且电绝缘层的包覆下缘线低于镁电解槽中液体金属镁的最低液位。
根据本发明的用于镁电解槽的加热装置的一个实施例，所述电绝缘层能够耐高温氯盐熔体的冲刷、腐蚀并且耐高温氯气的腐蚀。 根据本发明的用于镁电解槽的加热装置的一个实施例，所述电极本体为钢制方电极或钢制圆柱电极。根据本发明的用于镁电解槽的加热装置的一个实施例，所述电绝缘层为经直接包覆而形成的绝缘陶瓷层或绝缘耐火材料预制件层，或者为经涂覆后烘干而形成的绝缘耐火
浇注料层。
本发明的另一方面提供了一种镁电解槽中熔体的加热方法，所述加热方法采用上述加热装置对镁电解槽中的熔体进行直接加热。本发明可在镁电解槽内的电解质液位正常波动的情况下，无需考虑镁电解槽中是否有金属镁层的存在，接通交流电路即可对镁电解槽内的熔体进行加热，使镁电解槽在槽温偏低的情况下槽温可快速达到正常，有效解决了目前镁电解槽加热装置只能通过在镁电解槽侧墙或底部设计安装在电解槽中熔体液面以下或通过电解槽盖开口安装临时加热电极且加热前、加热过程中必须保证电解槽内电解质表面无金属镁存在以及加热结束必须取出加热电极否则会造成电路短路的问题，较好地实现了可随时根据电解工艺需要对镁电解槽内的熔体进行加热，大大缩短了镁电解槽的低温故障处理时间，完全避免了加热过程中可能发生的电路短路事故。
图I是本发明示例性实施例的用于镁电解槽的加热装置的结构示意图。图2是本发明示例性实施例的用于镁电解槽的加热装置的防短路加热电极的结构示意图。I-防短路加热电极、2-电解槽盖、3-液体金属镁、4-电解质、5-镁电解槽、6-电极本体、7-电绝缘层。
具体实施例方式在下文中，将结合附图对本发明的示例性实施例作进一步详细的描述。图I是本发明示例性实施例的用于镁电解槽的加热装置的结构示意图。如图I所示，本实施例的用于镁电解槽的加热装置包括一对或多对防短路加热电极，每对防短路加热电极中的一根防短路电极I连接至交流电源正极，每对防短路加热电极中的另一根防短路电极I连接至交流电源负极。因此，由形成电流通路的一对或多对防短路加热电极实现对镁电解槽中熔体的加热，其中，防短路加热电极I为通电时可以有效防止电路短路的加热电极。采用本实施例的用于镁电解槽的加热装置，可根据工艺要求需对镁电解槽5内的熔体进行加热时，即使电解质表面有金属镁层的存在，直接通交流电加热镁电解槽内的熔体也不会造成电路短路，并可根据需要安装一对或多对防短路加热电极，以保证加热效果。并且，本实施例的用于镁电解槽的加热装置的一对或多对防短路加热电极通过镁电解槽5上方的电解槽盖2的开口固定、安装在镁电解槽5上并插入镁电解槽5中，具体可根据镁电解槽5内的熔体液位情况来安装。此外，可以将防短路电极I长期或临时安装在镁电解槽5上，不使用时还可移走，安装、拆卸方便。
图2是本发明示例性实施例的用于镁电解槽的加热装置的防短路加热电极的结构示意图。如图2所示，本实施例的用于镁电解槽的加热装置的防短路加热电极包括电极本体6和包覆在电极本体6上的电绝缘层7，其中，电绝缘层7仅包覆在电极本体6与镁电解槽5中液体金属镁相接触的部分外周表面上。由此，在采用上述防短路加热电极对镁电解槽5内的熔体进行加热时，即使电解质4表面有一层金属镁的存在，也不会发生电路短路。并且，由于电绝缘层7仅包覆在电极本体6的部分表面上，因而不会影响电极本体6本身的加热功能。采用电绝缘层7包履电极本体6时，需考虑液体金属镁3对电极本体6的湿润吸附作用，需保证电绝缘层7的包覆上缘线高于镁电解槽5中液体金属镁3的最高液位并且电绝缘层7的包覆下缘线低于镁电解槽5中液体金属镁3的最低液位。由于防短路加热电极的工作环境中，氯盐熔体温度一般不超过800°C，氯气温度一般不超过600°C，而氯盐熔体的主要化学成分为氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙，则电绝缘层7应该耐高温氯盐熔体的冲刷、腐蚀并且耐高温氯气的腐蚀，由此则可以保证电绝缘层7的工作寿命。本实施例的电极本体6为一般的镁电解槽用加热电极，例如钢制方电极或钢制圆柱电极。制作本发明的用于镁电解槽的加热装置的防短路加热电极时，选用一般的镁电解槽用钢电极为电极本体6，然后根据镁电解槽5内氯盐熔体特性和氯气特性选择合适的电绝缘材料作为电绝缘层7，确定好镁电解槽7内的电解质5表面的液体金属镁3的最高液位和最低液位，再将选择好的电绝缘层7包履在电极本体6与液体金属镁3相接触的部分外周表面上，使电绝缘层7的包覆上缘线高于镁电解槽5中液体金属镁3的最高液3并且电绝缘层7的包覆下缘线低于镁电解槽5中液体金属镁3的最高液位，并保证电绝缘层7在 防短路加热电极的使用寿命周期内不从电极本体6上脱落且本身不开裂。具体地，电绝缘层7可以是经直接包覆而形成在电极本体6上的绝缘陶瓷层或绝缘耐火材料预制件层，也可以是经涂覆在电极本体6上后烘干而形成的绝缘耐火浇注料层。但本发明的用于镁电解槽的加热装置的防短路加热电极的结构、材质和制作方法不限于此，以上描述仅为示例性的说明。本发明的镁电解槽中熔体的加热方法则是采用上述加热装置对镁电解槽5中的熔体进行直接加热，而无需考虑镁电解槽5内的电解质4表面是否有金属镁层的存在，直接通交流电加热即可，由于加热前及加热过程中允许电解质4表面上有金属镁层的存在，则可有效缩短镁电解槽的低温故障处理时间和处理难度。综上所述，本发明的加热方法简便有效、所涉及的装置结构简单且安装拆卸方便，采用本发明能在镁电解生产过程中需对镁电解槽内的熔体进行加热且只能从电解槽盖插入交流加热电极时，在加热前及加热过程中允许电解质表面有金属镁层的存在，并可根据需要快速地实现对镁电解槽内熔体进行加热，从而大大缩短了电解槽低温故障处理时间，降低了镁电解生产工艺操作难度。尽管上面结合实施例示出并描述了本发明的用于镁电解槽的加热装置及加热方法，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述加热装置包括一对或多对防短路加热电极，每对防短路加热电极中的一根防短路电极连接至交流电源正极，每对防短路加热电极中的另一根防短路电极连接至交流电源负极。
2.根据权利要求I所述的用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述加热装置的一对或多对防短路加热电极通过镁电解槽上方的电解槽盖的开口固定、安装在镁电解槽上并插入镁电解槽中。
3.根据权利要求2所述的用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述防短路电极长期或临时安装在镁电解槽上。
4.根据权利要求I所述的用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述防短路加热电极包括电极本体和包覆在电极本体上的电绝缘层，所述电绝缘层包覆电极本体与镁电解槽中液体金属镁相接触的部分外周表面，电绝缘层的包覆上缘线高于镁电解槽中液体金属镁的最高液位并且电绝缘层的包覆下缘线低于镁电解槽中液体金属镁的最低液位。
5.根据权利要求4所述的用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述电绝缘层能够耐高温氯盐熔体的冲刷、腐蚀并且耐高温氯气的腐蚀。
6.根据权利要求4所述的用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述电极本体为钢制方电极或钢制圆柱电极。
7.根据权利要求4所述的用于镁电解槽的加热装置，其特征在于，所述电绝缘层为经直接包覆而形成的绝缘陶瓷层或绝缘耐火材料预制件层，或者为经涂覆后烘干而形成的绝缘耐火浇注料层。
8.一种镁电解槽中熔体的加热方法，其特征在于，所述加热方法采用权利要求I至7中任一项所述的加热装置对镁电解槽中的熔体进行直接加热。
全文摘要
本发明的用于镁电解槽的加热装置包括一对或多对防短路加热电极，每对防短路加热电极中的一根防短路电极连接至交流电源正极，每对防短路加热电极中的另一根防短路电极连接至交流电源负极；本发明的镁电解槽中熔体的加热方法则采用上述加热装置对镁电解槽中的熔体进行直接加热。本发明的加热方法简便有效、所涉及的装置结构简单且安装拆卸方便，采用本发明能在镁电解生产过程中需对镁电解槽内的熔体进行加热且只能从电解槽盖插入交流加热电极时，在加热前及加热过程中允许电解质表面有金属镁层的存在，并可根据需要快速地实现对镁电解槽内熔体进行加热，从而大大缩短了电解槽低温故障处理时间，降低了镁电解生产工艺操作难度。
文档编号C25C7/06GK102747388SQ20121021323
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者兰光铭, 杜晓林, 王国庆, 蔡洪宾, 黄子良 申请人:攀钢集团钛业有限责任公司