包含陽極組件提升裝置的電解池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電解池，該電解池包括具有基底(10)和橫向、縱向側(cè)壁(11，12)的槽殼(1)，該槽殼(1)和多個陽極組件(3)各自包括一個陽極結(jié)構(gòu)(32)和至少一個陽極(31)，該電解池包括多個沿著槽殼(1)的縱向側(cè)壁延伸的提升裝置(6)用于移動陽極組件(3)，該提升裝置包括由主體(611)和沿著縱軸(B?B')延伸的驅(qū)動器桿(612)組成的起重器(61)，和一個用于接受陽極結(jié)構(gòu)(32)的一端的陽極接收器(62)，起重器(61)連接到陽極接收器(62)以驅(qū)動它沿著平移軸(T?T')平移移動，其特征在于起重器(61)的縱向軸(B?B')與陽極接收器(62)的平移軸(T?T')平行并且不一致。
【專利說明】
包含陽極組件提升裝置的電解池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通過在包含冰晶石的浴池(下文稱為“冰晶石浴池”)的電解池中的電解作用生產(chǎn)鋁的一般技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]更具體地涉及包括多個提升裝置的電解池，該提升裝置用于提升包含在電解池中的陽極組件，每個陽極組件具有至少一個預(yù)先烘烤類型的碳素陽極。
【背景技術(shù)】
[0003]大多通過溶解在冰晶石浴池中的礬土的電解作用生產(chǎn)鋁。
[0004]目前，在工業(yè)規(guī)模上在這樣一種電解池中執(zhí)行鋁的生產(chǎn)，該電解池由上部敞開的鋼槽殼組成，且該電解池的底部被耐火材料覆蓋，一個陰極在該耐火材料上延伸，上方安裝多個浸入930°C至980°C的冰晶石浴池的陽極組件。
[0005]每個陽極組件包括一個陽極結(jié)構(gòu)，該陽極結(jié)構(gòu)由一個陽極導(dǎo)桿和固定裝置組成，該陽極結(jié)構(gòu)與至少一個陽極連接，具體地是一個預(yù)先烘烤的碳塊。
[0006]在陽極組件和陰極之間施加電流用于啟動電解反應(yīng)。
[0007]電解池通常的操作溫度在930°C和980°C之間，生產(chǎn)的鋁是液態(tài)的。在密封的陰極上它因重力沉積。通常，生產(chǎn)的鋁或生產(chǎn)的部分鋁被澆注包吸取并被傳送到鑄造熔爐。
[0008]在電解反應(yīng)期間逐漸消耗碳素陽極。一旦用完陽極組件的一個，其就會被一個新的陽極組件代替。
[0009]在陽極組件之間盡可能相等的電流分配對于獲得好的鋁生產(chǎn)收率是有必要的。這就是為什么必須精確控制陽極面的位置，該陽極面的位置由在陽極組件中的陽極的較低面限定。
[0010]然而，朝向液體鋁的陰極層的陽極面的位置必須不斷地調(diào)整以考慮參數(shù)的變化，諸如:
[0011]-鋁層的高度，該高度穩(wěn)定增加然后當(dāng)金屬流出時急劇下降，
[0012]-陽極面的漸進(jìn)性磨損。
[0013]定位陽極面通常通過一個起重器和連接桿組件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)移動陽極框架和固定并連接到該陽極框架的多個陽極組件。
[0014]這種移動位于電解池上方的陽極框架的起重器和連接桿系統(tǒng)具有在電解池上方產(chǎn)生大體積的缺點(diǎn)。布置電解池的建筑物的高度和成本依電解池的高度而定，因此該方案不令人滿意。
[0015]另外，連接到多個陽極組件的陽極框架的移動不允許陽極組件的位置精密地、單獨(dú)地調(diào)整，該調(diào)整使得能夠?qū)?
[0016]-與陽極效應(yīng)有關(guān)的電解池的超速運(yùn)行，這通過記錄陽極電壓并且只提升下面開始陽極效應(yīng)的陽極組件而直接修正它們、從而只要出現(xiàn)就檢測到這些陽極效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)，
[0017]-在陽極組件之間不相等的電流分布，
[0018]-溫度或浴池組分的局部不均一特征，
[0019]-由于在浴池和金屬中電流圖的變化引起的金屬-浴池界面的形狀改變。
[0020]從專利文件US3575827，已知一個包含由主體和桿形成的起重器的提升裝置，抵靠電解池的槽殼的縱向側(cè)壁設(shè)置起重器主體，且桿的自由端作為用于陽極組件的支撐結(jié)構(gòu)。這種設(shè)備的缺點(diǎn)是槽殼的縱向側(cè)壁，具體地在液位處，非常熱且有輻射以至于起重器的操作和其壽命可被退化。此外，在槽殼的縱向側(cè)壁處的起重器的位置阻礙了熱交換，該熱交換必須被調(diào)節(jié)以控制在電解池中形成的斜坡的尺寸，例如，通過從專利公布文本W(wǎng)099/54526已知的吹氣。另外，由于陽極碳塊磨損的高度在現(xiàn)有電解池中很大，起重器沖程必須大以至于起重器的輪廓尺寸，尤其是縱向尺寸，在將其抵靠于壁定位時是有問題的，尤其是因?yàn)橥ㄟ^許多電解電流的導(dǎo)電體的電解池之間的有限空間。提升裝置也不參與供應(yīng)電解電流到陽極組件以至于當(dāng)陽極組件更換時，為了重連到新的陽極組件供電導(dǎo)體必須另外被處理。
[0021]本發(fā)明的目的是提出一個包括提升系統(tǒng)的電解池，該提升系統(tǒng)的構(gòu)型使得能至少部分地克服上述缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0022]為此，發(fā)明提出了一個用于生產(chǎn)鋁的電解池，該電解池包括具有基底和橫向、縱向側(cè)壁的槽殼，槽殼被覆蓋有一個襯里以接受一個冰晶石浴池，且多個陽極組件的每個包括一個陽極結(jié)構(gòu)和至少一個浸入冰晶石浴池中的陽極，電解池還包括多個沿著槽殼的縱向側(cè)壁延伸的提升裝置用于移動陽極組件，提升裝置包括由主體構(gòu)成的起重器和沿著縱軸B-B’延伸的起重器桿，和一個被設(shè)計(jì)為接受陽極結(jié)構(gòu)一端的陽極接收器，起重器連接到陽極接收器以驅(qū)動它沿著平移軸T-T’在縮回位置和展開位置之間平移移動，其特征在于起重器的縱向軸B-B ’與陽極接收器的平移軸T-T ’平行并且分離。
[0023]在電解池邊緣上和更具體地說沿著它的縱向側(cè)壁定位提升裝置，使得陽極組件的垂直沖程沒有障礙。這就允許陽極組件從電解池的頂部被替換而不需陽極組件經(jīng)歷復(fù)雜的運(yùn)動運(yùn)動學(xué)。提升裝置不在陽極上方延伸，優(yōu)選地不在水晶石浴池上方且甚至更優(yōu)選地不在槽殼上方。術(shù)語“上方”應(yīng)該被理解為在相關(guān)的組件上方，和在通過在水平面中投影這個組件獲得的表面進(jìn)行垂直移動形成的體積中。這樣，提升裝置不會阻礙陽極組件的垂直移動。
[0024]提升裝置被用于在電解池中垂直地移動陽極組件，以使在電解池操作期間調(diào)節(jié)陽極面的位置并形成電解池的整體部分。
[0025]陽極組件是預(yù)先烘烤的類型，能夠在組成它們的陽極磨損之后周期性地更換。陽極結(jié)構(gòu)使得機(jī)械地支撐預(yù)先烘烤的碳素塊的陽極和確保每次陽極組件更換時陽極組件的電連接。在本發(fā)明的上下文中，“平行并且分離的軸”被理解為兩個平行的不重合的軸，即間隔一個非零的距離。
[0026]起重器的縱軸B-B ’與平移軸T-T ’平行并且分離，使得相對起重器偏置陽極接收器成為可能。這使得提升裝置首先具有一個最小高度(即，沿著起重器的縱軸的設(shè)備尺寸)，其次可以更好地且更容易地在兩個相鄰電解池之間可利用的小空間里被設(shè)置，以定位在電解池的邊緣。通過相對起重器偏置陽極接收器實(shí)現(xiàn)的這個改進(jìn)的布置限制了電解池的高度和/或減小了兩個相鄰電解池之間的空間。
[0027]為了使另一個接收器相對起重器被偏置，提升裝置可以包括一個起重器桿和陽極接收器之間的橫向連接梁，所述的連接梁優(yōu)選地沿著橫向軸延伸，該橫向軸垂直于起重器的縱向軸B-B ’和平移軸T-T ’。
[0028]由起重器桿、連接梁和陽極接收器組成的組件可以形成U-型結(jié)構(gòu)以使起重器主體朝著陽極接收器延伸?！俺北焕斫鉃橹辽僖粋€垂直于起重器的縱向軸的面通過起重器主體和陽極接收器。這使得限制提升裝置的高度成為可能。
[0029]有利地，連接梁與起重器桿相互依賴地被安裝且連接梁與陽極接收器相互依賴地被安裝。這使得從桿到陽極接收器傳遞運(yùn)動成為可能。
[0030]在一個實(shí)施方案中，陽極接收器可以包括一個沿著平移軸T-T’延伸的棒。有利地，該棒在其一端包括一個底座，所述底座被設(shè)計(jì)為接受陽極結(jié)構(gòu)的一端。這個棒允許陽極結(jié)構(gòu)被機(jī)械地保持在在水晶石浴池上方。該棒也允許電流的傳導(dǎo)以給陽極組件提供能量。為此，棒的一部分被電連接到柔性電傳導(dǎo)裝置。具體地陽極組件通過底座被供電，更具體地通過陽極結(jié)構(gòu)和底座的接觸表面。一個固定系統(tǒng)可被提供以將陽極結(jié)構(gòu)連接到底座。這是為了防止陽極結(jié)構(gòu)在陽極結(jié)構(gòu)的平移移動期間移動到底座外側(cè)。固定系統(tǒng)可以包括用于使陽極結(jié)構(gòu)緊貼底座以確保底座和陽極結(jié)構(gòu)間的傳導(dǎo)電流的裝置。
[0031]棒可以是矩形或方形截面以改善它的機(jī)械強(qiáng)度。該棒還可以包括一個鋼骨架和放置在骨架中或周圍的銅部分以使電能傳送到陽極組件。
[0032]如上所述，提升裝置可以包括用于沿著平移軸T-T’引導(dǎo)陽極接收器移動的陽極接收器引導(dǎo)裝置。在一些實(shí)施方案中，引導(dǎo)裝置至少部分地圍繞陽極接收器并限定用于陽極接收器的滑行引導(dǎo)路徑。例如，引導(dǎo)裝置可以包括沿著平移軸T-T’的被非零距離間隔開的兩個環(huán)，每個環(huán)環(huán)繞陽極接收器的一部分。優(yōu)選地，每個環(huán)可以有一個當(dāng)在縮回位置和展開位置間移動陽極接收器時用于使連接梁通過的縫。這能夠最大化環(huán)間的距離以避免在引導(dǎo)裝置中棒可能的角形裂隙。這確保了陽極接收器的垂直平移移動。
[0033]提升裝置被連接到電解池以使每個陽極接收器的平移軸T-T’(且因此起重器的縱軸)是垂直的。
[0034]由于現(xiàn)在的電解池具有大尺寸所以每個電解池具有多個陽極組件。每個陽極結(jié)構(gòu)在電解池中平移地延伸并與沿著槽殼相對的縱向側(cè)壁設(shè)置的相應(yīng)的一對提升裝置相聯(lián)系。電解池優(yōu)選地包括連接到提升裝置的控制器以控制每對提升裝置的同步運(yùn)動。這確保了對于每個陽極組件的垂直平移移動。
[0035]在一些實(shí)施方案中，電解池可以包括一個在槽殼上承受的約束室，該約束室包括橫向的和縱向的側(cè)壁并被設(shè)計(jì)為限定用于水晶石浴池上方氣體的約束體積。每個提升裝置可以有利地被固定到約束室的縱向側(cè)壁的一個。具體地，每個提升裝置可以被連接到與槽殼相對的約束室的上部邊緣以使每個提升裝置的起重器主體位于高于水晶石浴池高度的高度處。這限制了起重器主體暴露到主要在槽殼中面對水晶石浴池發(fā)射的熱輻射，該水晶石浴池的操作溫度在100tC左右，暴露主體到這個溫度可對起重器的操作有害。通過在水晶石上方放置起重器主體，它的可靠性和耐用性被提高。
[0036]優(yōu)選地，每個提升裝置通過起重器自由端被固定到約束室的頂部邊緣以使所述自由端比起重器桿更遠(yuǎn)離槽殼底部。
[0037]優(yōu)選地，約束室的側(cè)壁相對槽殼的側(cè)壁被向外偏置以使所述約束室的側(cè)壁在槽殼側(cè)壁的周圍和上方延伸，槽殼的側(cè)壁和約束室的側(cè)壁通過環(huán)形臂架(replat annulaire)被機(jī)械地連接，提升裝置的陽極接收器延伸穿過設(shè)置在臂架上的開口。這使得通過將開口的尺寸減小到陽極接收器的尺寸來改善電解池的密封性成為可能。
[0038]平移軸T-T’優(yōu)選是垂直的，陽極接收器能夠在垂直平移中通過設(shè)置在臂架上的開口。在一些實(shí)施方案中，陽極接收器通過提供動態(tài)密封的環(huán)型密封件穿過約束室。這使得進(jìn)一步提尚了電解池的密封性。
[0039]為了使用于在電解池中生產(chǎn)鋁的有用的體積最大化并且限制提升裝置的損壞風(fēng)險(xiǎn)，提升裝置的起重器可以延伸到電解池的外側(cè)。
[0040]電解池也可以包括一個氣體收集裝置，該氣體收集裝置具有至少一個氣體捕獲套，該氣體捕獲套有抽吸氣體的吸氣口，每個提升裝置被固定到該捕獲套。氣體收集裝置的每個捕獲套可以沿著約束室的縱向側(cè)壁的上部邊緣延伸，每個提升裝置通過起重器的自由端被固定到所述捕獲套以使所述自由端比起重器桿更遠(yuǎn)離槽殼的基底。
[0041]因此一個捕獲套被形成，該捕獲套除了導(dǎo)引氣體的基本功能外，具體地還可以被用作:
[0042]-—個捆扎帶，用于由槽殼和約束室組成的組件，和
[0043]-—個連接支撐，用于電解池的不同組件，例如提升裝置。
[0044]賦予捕獲套許多功能使得限制電解池尺寸和更容易制造它變得可能。
【附圖說明】
[0045]本發(fā)明的提升裝置的其他優(yōu)點(diǎn)和特征將從下文針對眾多實(shí)施方案的描述中呈現(xiàn)，這些實(shí)施方案以非限制性實(shí)施例給出，在附圖中:
[0046]-圖1和圖2是一個電解池實(shí)施例的縱向和橫向截面圖，
[0047]-圖3和圖4是電解池提升裝置的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]現(xiàn)將描述包括用于移動陽極框架的提升裝置的電解池的實(shí)施例。在這些不同的圖中，相同的元件具有相同的參照數(shù)字。
[0049]參照長方體在文中使用詞語“側(cè)壁”、“基底”和“頂部開口”。
[0050]在本發(fā)明的上下文中讀者將理解:
[0051]基底”意味著位于地面附近的長方體的一個水平壁，
[0052]頂部開口”意味著與基底相對的長方體的一個水平壁中的開口，
[0053]側(cè)面/壁”意味著在垂直于基底的一個面中延伸的長方體的一個垂直面/壁，
[0054]縱向面/壁”意味著長方體的垂直面/壁，該面/壁的至少一個尺寸比其他側(cè)面/壁的尺寸大。
[0055]橫向面/壁”意味著垂直于縱向面/壁延伸的垂直面/壁。
[0056]另外，相對于垂直軸我們將使用術(shù)語“上方”和“下方”。
[0057]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電解池的一個實(shí)施例。電解池是長方形并包括一個槽殼
1、約束室2、多個陽極組件3、陰極4、氣體收集裝置5和提升裝置6。
[0058]這個電解池用于鋁的生產(chǎn)。該電解池與多個其他任選相同的電解池相聯(lián)系，多個電解池被相繼設(shè)置，兩個連續(xù)的電解池在如圖2所示的一個縱向側(cè)壁處相鄰，兩個連續(xù)的電解池Cl、C2在該圖2中示出。
[0059]槽殼I通常是長方體的形狀。該槽殼具有一個基底10、橫向側(cè)壁11和縱向側(cè)壁12?；?0和四個側(cè)壁11、12被覆蓋有耐火材料13以隔離槽殼I。該槽殼I可以是金屬的，例如由鋼構(gòu)成。
[0060]槽殼I在其頂部敞開。該槽殼被設(shè)計(jì)為接受冰晶石浴池14，在該冰晶石浴池14中陽極組件3被浸入。
[0061]約束室2限定了一個在冰晶石浴池14上方的封閉體積，在該約束室中陽極組件3被移動。
[0062]約束室2放在槽殼I的頂部邊緣。該約束室包括兩個橫向側(cè)壁21和固定到槽殼I的兩個縱向側(cè)壁22。
[0063]約束室2的側(cè)壁21、22相對槽殼I的側(cè)壁11、12向外偏置以使約束室2的側(cè)壁21、22在槽殼I的側(cè)壁11、12周圍和上方延伸。以這種方式，約束室2的側(cè)壁21、22延伸的面圍繞槽殼I的側(cè)壁11、12。
[0064]槽殼I的頂部邊緣和/或約束室2的底部邊緣可以形成一個臂架機(jī)械地連接槽殼I和約束室2的側(cè)壁11、12、21、22，以使約束室2與槽殼I限定冰晶石浴池14上方的自由體積。
[0065]約束室也包括一個可移動蓋裝置23以覆蓋由約束室2的四個側(cè)壁21、22限定的頂部開口。蓋裝置23可以由大體在一個面中延伸的板或罩的組合構(gòu)成，并可以支撐在約束室2的側(cè)壁21、22的上部邊緣24上。
[0066]每個陽極組件3包括至少一個陽極31和陽極結(jié)構(gòu)32。在電解反應(yīng)期間，浸入到水晶石浴池14中的陽極31被消耗。陽極組件3需要被定期地替換。
[0067]陽極31是預(yù)先烘烤型的，即被插入電解池前預(yù)先烘烤的一塊含碳物質(zhì)。
[0068]陽極結(jié)構(gòu)32首先可以支撐和操控陽極31，其次可以向其供給電能。每個陽極結(jié)構(gòu)32形成一個用于其相關(guān)的陽極31的獨(dú)立支撐。
[0069]如圖1和圖2所示，陽極組件3在電解池中橫向地延伸，且電解池包括沿著電解池、沿著電解池的縱軸并排設(shè)置的多個陽極組件。
[0070]每個陽極結(jié)構(gòu)32在約束室2的縱向側(cè)邊緣22之間的電解池中橫向延伸。在圖1和圖2示出的實(shí)施方案中，每個陽極結(jié)構(gòu)包括一個梁，該梁在約束室2的縱向側(cè)邊緣22之間橫向延伸。
[0071]陽極結(jié)構(gòu)32可以包括框架332和節(jié)段331，該框架332由具有好的機(jī)械強(qiáng)度的金屬(諸如，鋼)形成，該節(jié)段331由具有好的導(dǎo)電性的金屬(諸如，銅)形成?？蚣?32允許陽極結(jié)構(gòu)32維持陽極31懸吊，而節(jié)段331被用于確保電流的流動以向陽極31供應(yīng)能量。
[0072]陰極4由一個(或多個)含碳物質(zhì)塊組成。陰極塊電連接到陰極導(dǎo)體使電解池按路線將電流送到下一個電解池。陰極4可以是本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何類型且不再更詳細(xì)地描述。
[0073 ]氣體收集裝置5收回在電解反應(yīng)期間產(chǎn)生的污染氣體。
[0074]氣體收集裝置5包括一個(或多個)捕獲套，在該捕獲套上分布有用于氣體的抽吸的吸氣口。
[0075]捕獲套與一個(或多個)抽吸設(shè)備(未示出)關(guān)聯(lián)。其在約束室2的縱向側(cè)壁22上方延伸，且任選地在約束室2的橫向側(cè)壁21上方延伸。沿著約束室2的縱向壁23的吸氣口的存在使得提高氣體污染物收集設(shè)備5的效率成為可能。
[0076]有利地，每個捕獲套可以是正方形或矩形截面，且由具有高機(jī)械強(qiáng)度的材料(諸如，鋼)組成。這使得增加抽吸套的硬度和強(qiáng)度成為可能。因此形成了這樣一個捕獲套，該捕獲套除了導(dǎo)引氣體的基本功能外，具體地還可以被用作捆扎由槽殼I和約束室2組成的組件的帶和用作電解池的許多組件(諸如，提升裝置或鉆孔裝置)的連接支撐。向捕獲套賦予許多功能使得限制電解池的尺寸和節(jié)約結(jié)構(gòu)成為可能。
[0077]提升裝置6允許懸吊陽極31的陽極結(jié)構(gòu)32被操作。具體地，提升裝置6被用于垂直平移地移動陽極組件3以使在電解池操作期間調(diào)整陽極面的位置。
[0078]每個陽極結(jié)構(gòu)32與兩個各自位于其一端上的提升裝置關(guān)聯(lián)。按這種方式，每個陽極結(jié)構(gòu)32的移動獨(dú)立于其他包含在電解池中的陽極結(jié)構(gòu)32和陽極組件的移動。因此可以彼此獨(dú)立地垂直地移動陽極組件3。
[0079]每個提升裝置6與陽極結(jié)構(gòu)32的相應(yīng)端接觸。與陽極結(jié)構(gòu)32關(guān)聯(lián)的兩個提升裝置6被連接到控制器(未示出)以同步控制它們的操作。這確保了陽極結(jié)構(gòu)32的端部的同時移動，以在陽極結(jié)構(gòu)移動時保持其基本水平?？刂破饕部梢员痪幊桃钥刂脐枠O結(jié)構(gòu)32的移動速度和方向。這使得根據(jù)正在進(jìn)行的操作類型改變陽極結(jié)構(gòu)32的移動速度成為可能。例如，在用一個新的陽極組件替換一個耗盡了的陽極組件3的情況下，陽極結(jié)構(gòu)32的移動速度可以比陽極結(jié)構(gòu)32當(dāng)在電解期間調(diào)整陽極面時的移動速度大，這樣的調(diào)整要求精細(xì)的設(shè)置。
[0080]每個提升裝置6包括一個起重器61和一個陽極接收器62。
[0081]起重器61用于沿著平移軸T-T’平移地垂直移動陽極接收器62。起重器61包括沿著縱向軸B-B ’延伸的主體611和桿612 ο有利地，起重器61可以是氣動的或電動的以承受在電解池附近普遍存在的高溫。
[0082]陽極接收器62包括一個沿著與平移軸T-T’重合的縱向軸延伸的矩形截面棒621。棒621的頂端包括被設(shè)計(jì)為接受陽極結(jié)構(gòu)32的端部的底座622，它的形狀與后者互補(bǔ)。
[0083]具體地，底座622可以是U-型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由基底6221、兩個豎直面板6222組成，該基底6221在垂直于平移軸T-T’的面中延伸，該豎直面板垂直于基底6221延伸，該陽極結(jié)構(gòu)32的端部適于承受在豎直面板6222之間的基底6221上。
[0084]提升裝置也可以包括一個固定系統(tǒng)。這個固定系統(tǒng)被用于將陽極結(jié)構(gòu)32連接到底座622。例如，固定系統(tǒng)包括一個旨在插入在豎直面板6222的橫向孔中的任選地有螺紋的桿，該孔被設(shè)置在豎直面板6222中以使當(dāng)桿被安裝在底座622時桿在陽極結(jié)構(gòu)上方與其呈橫向地延伸。
[0085]固定系統(tǒng)可以包括用于使陽極結(jié)構(gòu)32緊貼底座622的表面的裝置，優(yōu)選地緊貼底座622的基底6221。例如，固定系統(tǒng)可以包括一個螺栓和一個內(nèi)螺紋，該螺栓被設(shè)計(jì)為旋入孔，該內(nèi)螺紋在底座622的基底6221和陽極結(jié)構(gòu)32中相應(yīng)地被設(shè)置。抵靠在陽極結(jié)構(gòu)32的螺栓頭確保了其緊貼在底座622的基底6221。
[0086]當(dāng)陽極結(jié)構(gòu)32垂直地向槽殼I的基底10移動時固定系統(tǒng)阻礙了陽極結(jié)構(gòu)32從底座622中暴露。通過電解生產(chǎn)鋁導(dǎo)致在水晶石浴池14的表面上形成凝固殼。陽極31被凍結(jié)在這個凝固殼中。
[0087]在為了降低陽極31而使陽極結(jié)構(gòu)32向槽殼I的基底10垂直移動期間，由凝固殼施加在陽極31上的應(yīng)力，具體地是摩擦力，可以比重力大，導(dǎo)致陽極結(jié)構(gòu)脫離底座的風(fēng)險(xiǎn)。
[0088]固定系統(tǒng)的存在可以限制這種風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在陽極31向槽殼I的底部10垂直移動期間通過在陽極結(jié)構(gòu)32上施加拉力趨向于使其保持在底座622的內(nèi)側(cè)。
[0089]有利地，從圖2和圖4可以看出，棒的一部分6211(例如，更靠近槽殼12的底部的端部、或底座622的頂部)電連接到柔性電傳導(dǎo)裝置7以穿過底座622向陽極組件3提供能量。
[0090]有利地，陽極接收器62被設(shè)置以使平移軸T-T’與起重器61的縱向軸B-B’分離(SP，不相同)和平行。
[0091]這使得相對起重器61偏置陽極接收器62以使限制提升裝置6的高度。這使得提升裝置6首先具有一個最小高度(S卩，沿著起重器的縱軸的設(shè)備尺寸)，其次可以更好地和更容易地在兩個相鄰的電解池之間的可利用的小空間里被設(shè)置，以定位在電解池的邊緣。
[0092]這種提升裝置6于是可以被定位在電解池的邊緣。
[0093]它提供了通過電解池頂部替換陽極組件3而提升裝置6不妨礙陽極組件3的替換的垂直運(yùn)動的可能性，這意味著可以預(yù)期節(jié)約很大的結(jié)構(gòu)。另外，相對陽極接收器62偏置起重器61使得在約束室外側(cè)定位起重器61而陽極接收器62在約束室內(nèi)側(cè)成為可能。通過限制其暴露到氣體和熱輻射中降低了起重器61損壞的風(fēng)險(xiǎn)。起重器可被有利地安裝在槽殼I的加固托架之間的自由空間中以減小約束室內(nèi)側(cè)提升裝置的體積。
[0094]可以考慮不同的解決方案以使平移軸T-T’與縱向軸B-B’不相同且平行。
[0095]例如，起重器61可以通過橫向連接梁63被連接到陽極接收器62。這個橫向連接梁63優(yōu)選地垂直于桿612和棒621延伸。連接梁63與棒621和起重器61的桿612相互依賴地被安裝。一個被設(shè)置將桿612聯(lián)結(jié)到橫向連接梁63的螺栓系統(tǒng)補(bǔ)償了起重器61和陽極接收器62之間的任何平衡性的缺陷。
[0096]引導(dǎo)裝置64確保了陽極接收器62沿著平移軸T-T’的垂直移動。引導(dǎo)裝置可以包括兩個沿著平移軸T-T’被一個非零的距離隔開的環(huán)641、642，每個環(huán)部分地環(huán)繞棒621以允許其在:
[0097]-一個縮回的或低的位置，在該位置底座622靠近水晶石浴池14的表面，和
[0098]-一個展開的或高的位置，在該位置底座622遠(yuǎn)離水晶石浴池14的表面
[0099]之間垂直滑動。
[0100]在圖4示出的實(shí)施方案中，每個環(huán)641、642有裂口以允許棒621在縮回的和展開的位置之間滑動的期間橫向梁62的通過。
[0?0?] 起重器61以“頭向上(t§te en haut)”連接到槽殼。更具體地，起重器61的主體611被安裝在槽殼I上以使它的自由端613比桿612更遠(yuǎn)離槽殼I的基底10。起重器61的主體611的自由端613優(yōu)選地被固定到約束室的上邊緣且有利地在氣體收集裝置5的捕獲套上。按這種方式，起重器61的主體611相對約束室2的縱向側(cè)壁22延伸，在一個高于水晶石浴池的高度。這就限制了通過其主體611暴露到過高的溫度而使起重器損壞的風(fēng)險(xiǎn)。由于鄰近水晶石浴池14，槽殼I的側(cè)壁11、12的溫度通常比約束室2的側(cè)壁21、22的溫度高，該水晶石浴池14的操作溫度大約為1000°C。
[0102]提升裝置的操作原理如下。假定陽極31被浸入水晶石浴池。
[0103]為了垂直移動陽極組件3，控制器控制兩個提升裝置6的同步驅(qū)動，陽極組件3的陽極結(jié)構(gòu)32位于該提升裝置上。
[0104]每個起重器61在其桿612上施加力傾向于在:
[0105]-一個打開位置，在該位置桿612主要在主體611外側(cè)延伸，和
[0106]-一個緊湊位置，在該位置桿612主要在起重器61的主體611中延伸，
[0107]之間移動它。
[0108]打開和緊湊位置之間桿的移動通過橫向連接梁63被傳送到陽極接收器62。
[0109]每個起重器的陽極接收器62在引導(dǎo)裝置64中滑動并從縮回位置移動到展開位置。
[0110]因此，陽極組件與各自的提升裝置的組合使得彼此獨(dú)立地移動陽極組件3。另外，相對起重器偏置陽極接收器允許提升裝置定位在電解池邊緣而不在電解池上方阻礙陽極組件的移動，且它們可以容易地插在電解池的邊緣而無需由于緊密度增加對通過電解池底部和之間的導(dǎo)電體環(huán)路進(jìn)行限制。
[0111]讀者可以理解的是在未背離這里公開的新信息的情況下可以對上述提升裝置做許多修改。
[0112]而且，提升裝置的許多組件的形狀(諸如，棒或殼等的形狀)可以改變。
[0113]此外，在圖1到圖4所示的實(shí)施方案中，起重器61、陽極接收器62和陽極結(jié)構(gòu)32是對齊的，即它們基本在相同的平面中延伸?？蛇x地，起重器61可以相對于包含陽極接收器62和陽極結(jié)構(gòu)32的平面偏置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于生產(chǎn)鋁的電解池，該電解池包括具有基底(10)和橫向、縱向側(cè)壁(11，12)的槽殼(I)，該槽殼(I)被覆蓋有一個襯里(13)以接受一個冰晶石浴池(14)，且多個陽極組件(3)各自包括一個陽極結(jié)構(gòu)(32)和至少一個浸入冰晶石浴池中的陽極(31)，該電解池還包括多個沿著槽殼(I)的縱向側(cè)壁延伸的提升裝置(6)用于移動陽極組件(3)，提升裝置包括由主體(611)和沿著縱軸(B-B’)延伸的起重器桿(612)構(gòu)成的起重器(61)，和一個被設(shè)計(jì)為接受陽極結(jié)構(gòu)(32)的一端的陽極接收器(62)，起重器(61)連接到陽極接收器(62)以驅(qū)動它沿著平移軸(T-T’)在縮回位置和展開位置之間平移移動，其特征在于起重器(61)的縱向軸(B-B’)與陽極接收器(62)的平移軸(T-T’)平行并且分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解池，其中提升裝置還包括一個在起重器(61)的桿(612)和陽極接收器(62)之間的橫向連接梁(63)，所述連接梁(63)優(yōu)選地沿著垂直于起重器(61)的縱向軸(B-B ’)的橫向軸延伸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解池，其中由起重器的桿(612)、連接梁(63)和陽極接收器(62)構(gòu)成的組件形成U-型結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的電解池，其中連接梁(63)與起重器(61)的桿(612)相互依賴地被安裝，且連接梁(63)與陽極接收器(62)相互依賴地被安裝。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，其中陽極接收器(62)包括一個沿著平移軸(T-T’)延伸的棒(621)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解池，其中陽極接收器在棒(621)的一端包括一個底座(622),所述底座(622)被設(shè)計(jì)為接受陽極結(jié)構(gòu)(32)的端部。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解池，還包括一個用于將陽極結(jié)構(gòu)(32)聯(lián)結(jié)到底座(622)的固定系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解池，其中固定系統(tǒng)包括使陽極結(jié)構(gòu)(32)緊貼底座(622)的目.ο9.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的電解池，其中棒(621)的一部分電連接到柔性電傳導(dǎo)裝置以使能量被提供到每個陽極組件(3)。10.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的電解池，其中棒(621)是矩形或正方形截面。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，還包括用于沿著平移軸(T-T’)引導(dǎo)陽極接收器(62)移動的陽極接收器(62)引導(dǎo)裝置(64)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電解池，其中引導(dǎo)裝置(64)至少部分地環(huán)繞陽極接收器(62)并限定用于陽極接收器的滑動引導(dǎo)路徑。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，其中提升裝置被連接到電解池以使得每個陽極接收器(62)的平移軸(T-T’)是垂直的。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，其中每個陽極結(jié)構(gòu)(32)在電解池中橫向地延伸并與沿著槽殼(I)的相對的縱向側(cè)壁設(shè)置的相應(yīng)的一對提升裝置聯(lián)系，每個提升裝置攜帶陽極結(jié)構(gòu)(32)的一個端部。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電解池，還包括一個連接到提升裝置的控制器以控制每對提升裝置的同步移動。16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，該電解池還包括一個在槽殼(I)上承受的約束室(2)，該約束室(2)包括橫向的側(cè)壁(21)和縱向的側(cè)壁(22)，該約束室(2)被設(shè)計(jì)為限定用于約束水晶石浴池(14)上方氣體的約束體積，每個提升裝置(6)被固定到約束室(2)的縱向側(cè)壁中的一個。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電解池，其中約束室(2)的側(cè)壁(21，22)相對槽殼(I)的側(cè)壁(11，12)向外偏置以使約束室(2)的所述側(cè)壁(21，22)在槽殼(I)的側(cè)壁(11，12)的周圍和上方延伸，槽殼(1)和約束室(2)的側(cè)壁(11，12，21，22)通過環(huán)形臂架被機(jī)械地連接，提升裝置的陽極接收器(62)穿過臂架中的孔延伸。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電解池，其中平移軸T-T’是垂直的，陽極接收器(62)能夠穿過臂架中的開口垂直平移地移動。19.根據(jù)權(quán)利要求17或18中任一項(xiàng)所述的電解池，其中陽極接收器(62)通過環(huán)形動態(tài)密封件穿過約束室(2)。20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的電解池，其中每個提升裝置被固定到與槽殼(I)相對的約束室(2)的上部邊緣以使每個提升裝置的起重器主體被定位在高于水晶石浴池高度的高度處。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電解池，其中每個提升裝置(6)通過起重器(61)的自由端(613)被固定到約束室(2)的上部邊緣以使所述自由端(613)比起重器(61)的桿(612)更遠(yuǎn)離槽殼(I)的基底(10)。22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，其中每個起重器在電解池外側(cè)延伸。23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電解池，該電解池還包括一個具有至少一個氣體捕獲套的氣體收集裝置(5)，該氣體捕獲套沿著約束室(2)的縱向側(cè)壁(22)的上部邊緣延伸，并且具有用于吸氣的抽吸孔，每個提升裝置(6)被固定在所述捕獲套上面。
【文檔編號】C25C3/08GK105940146SQ201580006072
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年1月23日
【發(fā)明人】F·布倫, Y·羅歇, S·瑞納烏迪爾
【申請人】力拓艾爾坎國際有限公司