CN101671834A

CN101671834A - 一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法及阻尼块

Info

Publication number: CN101671834A
Application number: CN200910305753A
Authority: CN
Inventors: 付念华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2010-03-17

Abstract

本发明公开了一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法及阻尼块，该方法在运行中的电解槽内沉降放置具有高密度、抗侵蚀性能，并可兼有导电、耐火、高热导率性能的阻尼块，使阻尼块沉浸在铝液中并贴合在电解槽底部的阴极上，形成稳固的阻尼块与阻尼块之间的间隔，这样即可有效遏制运行中电解槽内铝液运动(流动、波动、变形等现象)。在相同的生产情况下，使用本发明能起到降低极距、降低电压、节约电能的目的。发明不仅具有结构简单、实施容易、遏制铝液运动(流动、波动、变形等现象)效果好、促使电解槽的工作性能稳定的优点，更具有能在生产运行中的电解槽上不需改变现有电解槽任何结构即可立即使用的优点。

Description

一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法及阻尼块

技术领域

本发明涉及一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法及阻尼块，属于铝电解技术领域。

背景技术

电解槽是铝电解生产的核心设备，其主要用途是提供条件利用“冰晶石-氧化铝熔盐电解法”炼铝的容器设备。在生产中，由于水平电流和电磁场作用而使金属铝液发生运动(流动、波动、变形等现象)，造成阳极底面与铝液液面的距离不一致或无规律变化，从而使电压增大，影响了电解的正常运行，造成大量的电能消耗。

为遏制铝液因水平电流和电磁场作用而使金属铝液产生运动(流动、波动、变形等现象)，已有以下几种方法：

1.六十年代，英国采用惰性阴极涂层法。

2.八十年代，美国铝业公司，采用惰性双极法，改造现行槽。

3、九十年代，美国铝业公司提出采用异形惰性阴极结构电解槽，

4.近年，国内提出的在新建电解槽和大修槽安装异型阴极。

从生产实践中，上述几种方法有以下几种缺陷：

1.阴极惰性涂层法不能解决电磁场对铝液造成的影响。

2.惰性双极改造电解槽投资巨大，无法在工业上大量应用。

3.异形惰性阴极结构电解槽因材料昂贵及技术原因不能规模应用。

4.安装异型阴极的方法只能在新建电解槽或大修槽时进行改造，并不能在正在生产运行中的电解槽上应用，而且还需改变现有的阴极结构，从而对现有的工装设备都需要进行改造才能适用，且不能根据电解生产时槽内铝液现实情况确定对铝液采取限制手段，对稳定生产有相当的局限性。

综上所述，随着电解生产的强化与产量的提高，迫切的节能降耗要求，以上方法均不够理想，不能满足现今铝电解生产的需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能在生产运行中的电解槽上使用的、不需改变现有电解槽任何结构的、且结构简单、实施容易、工作性能稳定的遏制运行中电解槽内铝液运动的方法及阻尼块，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：本发明的一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法是在运行中的电解槽内安放一种具有高密度、抗侵蚀和耐高温性能的阻尼块，使阻尼块沉浸在铝液中并贴合在电解槽底部的阴极上，形成稳固的阻尼块与阻尼块之间的间隔，这样即可遏制运行中电解槽内铝液因水平电流和水平磁场作用而产生的运动。

安放在电解槽内阻尼块的数量N为：3块≤N≤电解槽阳极数量的2倍。

用于本发明方法的具有高密度、抗侵蚀和耐高温性能的阻尼块为长条型块，其长条型块的截面形状为任意形状，阻尼块的长L、宽B、高H根据电解槽的规格确定，其尺寸范围分别为：电解槽的铝液熔池底宽度＞L≥1/8电解槽的铝液熔池底宽度；电解槽中的铝液水平高度h≥B≥1/3电解槽中的铝液水平高度h；H≤电解槽中的铝液水平高度h。

上面所述的具有高密度、抗侵蚀和耐高温性能的阻尼块由Al₂O₃、MgO₂、Al粉、Al.Mg合金粉、BC、TIO2、C七种原料加结合剂复合而成，各原料按重量份的配比为：Al₂O₃40～70份，MgO₂5～30份，Al粉0.5～5份，Al.Mg合金粉0.5～5份，BC 1.5～5份，TiO215～30份，C 4～20份，结合剂3～10份。

在将上述各原料进行复合时，先将各原料磨成粉状，然后将原料与结合剂混合在一起搅拌得混合料，将混合料用大于或等于500吨的压力机压制成块状型，将块状型的原料在1100～1450℃的温度下热处理20～150小时，这样即可制得阻尼块。

在对块状型的原料进行热处理时，将块状型的原料在氮气氛或埋碳的条件下进行热处理。

上述阻尼块的体密＞2.6吨/m3。

上述结合剂为有机醇类或酚醛树脂。

上述阻尼块耐高温的温度≥1000℃。

由于采用了上述技术方案，本发明将长条状的阻尼块安放在电解槽中，能有效地防止电解槽中的铝液运动柫鞫2.ǘ1.湫蔚认窒螅虮痉19.鞯淖枘峥榕浞街杏薪鹗袈练郏撩竞辖鸱鄣募尤虢档土俗枘峥榈牡缱杪剩保浠钚钥上扔诓牧现械奶加胙醴从Γ纱罅康募饩峁梗岣吡丝寡趸浴J褂檬癟iO2保证热处理后了条状块具有低的电阻，并提高了耐侵蚀性，同时，添加酚醛树脂为结合剂，形成结合桥架，形成导电通道，降低了电阻率，因加入BC大大减少铝液对阻尼块的还原作用，有效地阻止了铝液及熔渣对阻尼块的侵蚀。

本发明能有效地遏制运行中电解槽内的铝液运动(即流动、波动、变形等现象)，使用本发明能起到降低极距、降低电压、节约电能的目的，可达到人们为稳定生产而制定的生产目标。因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有结构简单、实施容易、遏制铝液运动效果好、提高电解槽的工作稳定性能的优点，而且还具有能在生产运行中的电解槽上不需改变现有电解槽任何结构即可立即使用的优点。

附图说明

图1是实施本发明方法时的结构示意图；

图2是本发明的阻尼块放在电解槽中时任意摆放的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。

本发明的实施例：采用本发明的一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法对现有的电解槽1进行改造时，先制作出具有导电、耐火、高热导率、高密度、抗侵蚀性能的阻尼块2，阻尼块2由Al₂O₃、MgO₂、Al粉、Al.Mg合金粉、BC、TiO2、C七种原料再加结合剂复合而成，各原料按重量份的配比为：Al₂O₃40～70份，MgO₂5～30份，Al粉0.5～5份，Al.Mg合金粉0.5～5份，BC 1.5～5份，TiO215～30份，C 4～20份，结合剂3～10份，先将各原料磨成粉状，然后将所有原料与结合剂混合在一起搅拌得混合料，结合剂可直接采用市场上出售的有机醇类产品或酚醛树脂，根据实验表明结合剂最好采用酚醛树脂；将制得的混合料用1200吨或以上的压力机压制成截面形状为矩形的长条块的块状型的原料(长条块的截面形状也可根据使用需要制作成任意形状)，长条块的尺寸确定了制作好后的阻尼块2的尺寸，阻尼块2尺寸的长L、宽B、高H根据电解槽的规格确定，其尺寸范围分别为：电解槽1的铝液熔池底宽度＞L≥1/8电解槽1的铝液熔池底宽度、电解槽1中的铝液水平高度h≥B≥1/3电解槽中的铝液水平高度h、H≤电解槽中的铝液水平高度h(在实施的时候要注意；在电解槽1中的铝液水平高度h上还有一层电解质层)，在通常情况下长条块的长L×宽B×高H可控制在：(800～2600毫米)×(80～240毫米)×(80～240毫米)的范围；然后将长条块在1100～1250℃的温度下热处理100～130小时，为了得到更好的阻尼块2质量，在对块状型的原料进行热处理时，将块状型的原料在氮气氛或埋碳的条件下进行热处理，这样即可制得到具有导电、耐火、高热导率、抗侵蚀并且体密＞2.6吨/m3、耐高温的温度≥1000℃的阻尼块2；然后在运行的电解槽1中，当其每更换一组阳极3时，用多功能天车机械手夹住阻尼块2的中部直接将阻尼块2从拆除阳极的位置处放置到阴极4上，然后再按常规方式更换阳极3，正常更换阳极N块就放置阻尼块N块，直至阳极更换一个周期完成，这样即可使阻尼块2沉浸在铝液中与电解槽1底部的阴极贴合，使安放在电解槽1内的阻尼块2的数量与电解槽1的阳极数量相同，安放在电解槽内阻尼块2的数量N一般可控制在3块≤N≤电解槽阳极数量的2倍的范围，但具体使用数量的多少可根据使用情况进行确定；在将阻尼块2放置到电解槽1中时，阻尼块2放置在电解槽1中的摆放位置可以是任意的，可根据使用的具体情况进行调整摆放，并且在放置时可使阻尼块2与阻尼块2之间按适当的等间隔或不等间隔放置，只要能使电解槽1内的铝液能相互贯通、保持流畅即可；当将阻尼块2放置好后，即可在电解槽1中形成稳固的阻尼块与阻尼块之间的间隔，这样即可有效地遏制运行中电解槽1内铝液的运动(即流动、波动、变形等现象)，并达到稳定铝液、稳定极距，降低电压的目的。

Claims

1.一种遏制运行中电解槽内铝液运动的方法，其特征在于：在运行中的电解槽内安放具有高密度、抗侵蚀和耐高温性能的阻尼块，使阻尼块沉浸在铝液中并贴合在电解槽底部的阴极上，形成稳固的阻尼块与阻尼块之间的间隔，这样即可遏制运行中电解槽内铝液因水平电流和水平磁场作用而产生的运动。

2.根据权利要求1所述的遏制运行中电解槽内铝液运动的方法，其特征在于：安放在电解槽内阻尼块的数量N为：3块≤N≤电解槽的阳极数量的2倍。

3.一种用于权利要求1所述方法的阻尼块，其特征在于：阻尼块为长条型块，其长条型块的截面形状为任意形状，阻尼块的长(L)、宽(B)、高(H)根据电解槽的规格确定，其尺寸范围分别为：电解槽的铝液熔池底宽度＞(L)≥1/8电解槽的铝液熔池底宽度、电解槽中的铝液水平高度(h)≥(B)≥1/3电解槽中的铝液水平高度(h)、(H)≤电解槽中的铝液水平高度(h)。

4.根据权利要求3所述的阻尼块，其特征在于：阻尼块由Al2O3、MgO2、Al粉、Al.Mg合金粉、BC、TIO2、C七种原料加结合剂复合而成，各原料按重量份的配比为：Al2O3 40～70份，MgO2 5～30份，Al粉0.5～5份，Al.Mg合金粉0.5～5份，BC 1.5～5份，TiO2 15～30份，C 4～20份，结合剂3～10份。

5.根据权利要求4所述的阻尼块，其特征在于：在将各原料进行复合时，先将各原料磨成粉状，然后将原料与结合剂混合在一起搅拌得混合料，将混合料用大于或等于500吨的压力机压制成块状型，然后将块状型的原料在1100～1450℃的温度下热处理20～150小时，这样即可制得阻尼块。

6.根据权利要求5所述的阻尼块，其特征在于：在对块状型的原料进行热处理时，将块状型的原料在氮气氛或埋碳的条件下进行热处理。

7.根据权利要求3所述的阻尼，其特征在于：阻尼块的体密＞2.6吨/m3。

8.根据权利要求4所述的阻尼块，其特征在于：结合剂为有机醇类或酚醛树脂。

9.根据权利要求3所述的阻尼块，其特征在于：阻尼块耐高温的温度≥1000℃。