铝电解槽氧化铝连续下料装置及方法与流程

本发明涉及电解铝，具体涉及一种铝电解槽氧化铝连续下料装置及方法。

背景技术：

1、目前国内电解铝厂电解槽氧化铝下料通过定容下料器间断定时定量往电解槽加入氧化铝粉，定容下料器包括一定容积的空间以及上下锥体，在现有电解槽操作方式下，打开上锥体使氧化铝自氧化铝仓进入定容下料器中，之后关闭上锥体打开下锥体使定容下料器中的氧化铝全部进入电解槽中。通过定容下料器每次间隔时间约2—2.5分钟进行1次氧化铝下料，下料量约1.2-1.8升左右，由于氧化铝粉一次性在较短的时间（5-10秒）下到电解槽熔池内，会造成很短时间内氧化铝下料相对数量较多，在下料的当前时间点，氧化铝在熔融电解质里溶解较慢，一部分氧化铝溶解不了，在电解槽底部形成氧化铝沉淀，时间长会形成槽底部结疤，致使电解槽内水平电流加大，影响电流效率，影响槽寿命。另外，由于定容下料器下料量不稳定，下料量偏差50%-60%，因此容易产生阳极效应，加大电解槽运行的不稳定性，容易使槽帮融化，缩短电解槽寿命，每吨铝能耗加大。因此，从优化生产工艺和进一步电解节能的方面考虑，如能在现有电解槽运行中实现电解槽的氧化铝连续下料是很有实际意义的。

技术实现思路

1、本发明提供一种铝电解槽氧化铝连续下料装置及方法，以解决现有的铝电解槽下料装置短时间内下料过多难以完全溶解，下料精度低，影响电解槽的寿命，增加电解槽功耗的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、设计一种铝电解槽氧化铝连续下料装置，和氧化铝仓匹配连接，包括驱动机构、传动机构、螺旋下料机构、底部出料机构以及控制系统，其中，

4、所述驱动机构设置于氧化铝仓的顶部，螺旋下料机构设置于氧化铝仓的底部，传动机构连接于驱动机构和螺旋下料机构之间，底部出料机构设置于螺旋下料机构的底部；

5、所述螺旋下料机构包括圆筒状的外壳、螺旋输送组件、进料口和出料口，进料口位于外壳的上部，出料口位于外壳的下部，出料口为内收状口，螺旋输送组件具有短螺距螺旋结构，具体螺距在螺距为20-70mm的范围，用于传输氧化铝粉并控制流量；

6、所述传动机构包括支撑架、传动轴，螺旋下料机构的外壳和传动机构的支撑架底部固定连接，螺旋输送组件位于螺旋下料机构的外壳内并与传动轴连接。

7、进一步的，所述底部出料机构包括出料底盘，出料底盘位于螺旋下料机构的出料口的下方，出料底盘和螺旋下料机构的外壳之间具有出料间隙。

8、进一步的，所述底部出料机构还包括旋转叶片，旋转叶片位于出料底盘的上方，旋转叶片为由中心往外圆周呈放射状的导流叶片，旋转叶片与传动机构的传动轴固定或可拆卸连接。

9、进一步的，所述底部出料机构的出料底盘为弧面形，其内弧面向上并连接于螺旋下料机构的外壳上，所述螺旋叶片与出料底盘内弧面间隙0.1-10mm，螺旋叶片与内收状出料口下沿间隙0.1-10mm，内收状出料口下沿与出料底盘上沿出料间隙1-30mm。

10、进一步的，所述传动轴上设置有搅拌叶片，搅拌叶片位于螺旋下料机构的外壳上方以及外壳内部，该搅拌叶片沿传动轴上下间隔设置且沿传动轴周向分布。

11、进一步的，所述传动轴上设置有转动检测设备（接近开关或编码器），对传动轴转动进行监测，当传动轴转速出现异常（偏高、偏低、停）时自动报警。

12、进一步的，所述驱动机构包括抗磁性干扰、耐高温的调速减速电机，转速为0.5转/分～100转/分，传动功率为0.15kw～0.8kw，配套减速电机减速比为1:30～1:150。

13、进一步的，所述进料口为上宽下窄的漏斗形结构，便于氧化铝进料及将螺旋下料机构准确定位于氧化铝仓底部处。

14、进一步的，所述传动机构的支撑架包括至少两个支撑杆，支撑杆设置于传动轴的外周侧，支撑杆顶部设置有顶板，驱动机构安装在该顶板上，支撑杆底部固定在螺旋下料机构的顶端。

15、进一步的，还包括下料溜管组件，下料溜管组件包括出料溜道和出料收缩管，出料溜道和螺旋下料机构的出料口对应连接，出料收缩管插接于出料溜道上，出料收缩管的管径逐渐变小。在氧化铝连续下料量为小流量时，为保证不产生较大扬尘，下料溜管组件的出口段设计制作成收缩管，氧化铝流出时成股汇聚不分散，扬尘少。

16、进一步的，所述的出料收缩管为直径为15—50mm圆管或上部圆弧状下部为30—120度角“v”形的管，所述氧化铝连续下料量调节范围为0-3kg/min。

17、本发明的第二个方面是：设计一种铝电解槽氧化铝连续下料方法，将原槽控机控制定容下料器下料的开关频率信号转换为模拟信号或数字信号，将电解槽“过量”、“正常”、“欠量”、“效应处理”、“堵料”等氧化铝下料状态对应的定容器开关动作频率，转换成相应的转速，作为设定值，通过模拟量信号或以数字通讯等方式控制螺旋下料机构以不同的速度连续运行，实现氧化铝连续下料控制。

18、与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

19、1、本发明通过设置螺旋下料器有规律的控制氧化铝粉的流量，在1-2分钟时间内小流量连续下料，解决了现有的定容下料器氧化铝一次下料量较大，在电解槽底部形成氧化铝沉淀结疤和造成电解槽阳极效应的问题。

20、2、本发明下料精度较高，由于装置中设计有短螺距螺旋，能较好控制氧化铝的流动，底部出料装置设计有渐开线叶片的氧化铝导流片，在不同转速下保证氧化铝能够顺畅排出，从而提高连续下料装置的下料精度，精度达到±5%。

21、3、本发明的控制系统可利用现有槽控机，增加转换装置后实现氧化铝连续下料量在不同状态下的调整和切换，完成氧化铝浓度控制及异常情况处理，实施便捷、可靠性高。

22、4、本发明氧化铝连续下料，能够使得氧化铝下料更加均匀，使其在电解质中快速、均匀溶解；减少氧化铝在电解质中溶解吸热，大幅减少局部槽温降低量，稳定电解质的氧化铝溶解速度，避免形成炉底沉淀，减少水平电流、提高电流效率，稳定电解铝生产。

技术特征：

1.一种铝电解槽氧化铝连续下料装置，和氧化铝仓匹配连接，其特征在于，包括驱动机构、传动机构、螺旋下料机构、底部出料机构以及控制系统，其中， 所述驱动机构设置于氧化铝仓的顶部，螺旋下料机构设置于氧化铝仓的底部，传动机构连接于驱动机构和螺旋下料机构之间，底部出料机构设置于螺旋下料机构的底部； 所述螺旋下料机构包括圆筒状的外壳、螺旋输送组件、进料口和出料口，进料口位于外壳的上部，出料口位于外壳的下部，出料口为内收状口，螺旋输送组件具有短螺距螺旋结构；所述传动机构包括支撑架、传动轴，螺旋下料机构的外壳和传动机构的支撑架底部固定连接，螺旋输送组件位于螺旋下料机构的外壳内并与传动轴连接。

2.据权利要求1所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述底部出料机构包括出料底盘，出料底盘位于螺旋下料机构的出料口的下方，出料底盘和螺旋下料机构的外壳之间具有出料间隙。

3.据权利要求2所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述底部出料机构还包括旋转叶片，旋转叶片位于出料底盘的上方，旋转叶片为由中心往外圆周呈放射状的导流叶片，旋转叶片与传动机构的传动轴固定或可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述底部出料机构的出料底盘为弧面形，其内弧面向上并连接于螺旋下料机构的外壳上； 所述螺旋叶片与出料底盘内弧面间隙0.1-10mm，螺旋叶片与内收状出料口下沿间隙0.1-10mm，内收状出料口下沿与出料底盘上沿出料间隙1-30mm。

5.据权利要求1所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述传动轴上设置有搅拌叶片，搅拌叶片位于螺旋下料机构的外壳上方以及外壳内部，该搅拌叶片沿传动轴上下间隔设置且沿传动轴周向分布。

6.根据权利要求1所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述驱动机构包括抗磁性干扰、耐高温的调速减速电机，转速为0.5转/分～100转/分，传动功率为0.15kw～0.8kw，配套减速电机减速比为1:30～1:150，所述传动轴上还设置有对传动轴的转速进行监测的接近开关或编码器。

7.根据权利要求1所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述进料口为上宽下窄的漏斗形结构，便于氧化铝进料及将螺旋下料机构准确定位于氧化铝仓底部处。

8.根据权利要求1所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述传动机构的支撑架包括至少两个支撑杆，支撑杆设置于传动轴的外周侧，支撑杆顶部安装于上部连接板上，驱动机构安装在该连接板的上端，支撑杆底部固定在螺旋下料机构的顶端。

9.根据权利要求1所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，还包括下料溜管组件，下料溜管组件包括出料溜道和出料收缩管，出料溜道和螺旋下料机构的出料口对应连接，出料收缩管插接于出料溜道上。

10.根据权利要求9述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，其特征在于，所述的出料收缩管为直径为15—50mm圆管或上部圆弧状下部为30—120度角“v”形的管，所述氧化铝连续下料量调节范围为0-3kg/min。

11.一种铝电解槽氧化铝连续下料方法，其特征在于，利用权利要求1-10任一项所述的铝电解槽氧化铝连续下料装置，将槽控机控制定容下料器下料的开关频率信号转换为模拟信号或数字信号，将电解槽“过量”、“正常”、“欠量”、“效应处理”、“堵料”表征的氧化铝下料状态对应的定容器开关动作频率，转换成相应的转速，作为设定值，通过模拟量信号或以数字通讯的方式控制螺旋下料机构以不同的速度连续运行，实现氧化铝连续下料控制。

技术总结
本发明公开了一种铝电解槽氧化铝连续下料装置及方法，以解决现有的铝电解槽下料装置短时间内下料过多难以完全溶解，下料精度低，影响电解槽的寿命，增加电解槽功耗的技术问题。本发明包括驱动机构、传动机构、螺旋下料机构、底部出料机构以及控制系统，其中，所述螺旋下料机构包括外壳、螺旋输送组件，所述传动机构包括支撑架、传动轴，螺旋下料机构的外壳和传动机构的支撑架底部固定连接，螺旋输送组件位于螺旋下料机构的外壳内并与传动轴固定连接；所述底部出料机构包括出料底盘、旋转叶片。本发明的有益技术效果在于：连续下料防止瞬间下料过多难以溶解，并且控制精度高，有利于保护铝电解槽。

技术研发人员：郭力,施建明,牛立群,陈鹏飞,王炜峰,王俊山,乔磊,孙朝仁,吴家祥,田修波,王冰
受保护的技术使用者：北京华索科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13