CN1028118C - 铝电解自焙槽的焙烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种铝电解自焙槽的焙烧方法，用铝粒料(加工牙膏铝元片的中心孔片废料称为铝粒料)代替传统的焦碳、焦粉或铝液焙烧。即在电解槽底均匀铺撒一层铝粒，将碳素阳极与铝粒层接触，通电后利用铝粒导电，并依靠两极电阻发热进行焙烧。利用本方法进行铝电解槽的焙烧，可达到缩短焙烧期，省能、省工、省料、焙烧质量好提高炉寿的效果。

Description

本发明涉及冶金技术领域，具体地说是铝电解自焙槽的焙烧方法。

铝电解槽的焙烧过程对电解槽寿命有直接影响，对电解槽能否较快转入正常生产有着极为重要的作用，不论是新建系列成批电解槽，大修理后单个电解槽或停产又重新投产的电解槽，均需经过焙烧与启动才能转入正常生产。自焙电解槽焙烧的目的是：1、铸型阳极，通过焙烧，成为一个能供给生产连续使用的阳极;2、焙烧阴极，通过焙烧，阴极炭块之间炭糊或全部用炭糊捣固成的阴极槽衬进行烧结，成为一个完整的炭素槽膛;3、烘干槽底内衬，并进一步提高槽膛温度，使之接近于生产温度，以利于下一步启动。目前，铝电解槽焙烧的方法有：1、焦炭焙烧，在电解槽两极之间铺设焦炭层，利用其通电后的电阻发热焙烧两极，主要缺点是焙烧时间长，清炉劳动强度大，劳动条件差，需要停电清炉，焙烧电压高，耗费电能和材料较多。2、焦粉焙烧，这是焦炭焙烧的改进，以焦粉代替焦炭，其缺点是由于电流上升较快，调整阳极电流均匀分布较为困难，焙烧电压较高，加之启动后电解质内炭渣多，需要大量捞出，费工费料。3、铝液焙烧，在电解槽两之间灌入相当数量的铝液后，立即通电，此法焙烧后不需停电清炉，就可直接启动，且启动后电解质较清洁，但缺点是炭素阴极表面在灌铝瞬间受到高温冲击，影响炭糊烧结质量，容易造成炉底破损和漏铝液。4、铝液铸块焙烧法，在槽底用铝液注成4-5公分厚的铝液，待冷却后在铝板上进行阳极铸型，然后通电焙烧，其不足之处是，铝液冷却成块后收缩，使局部炉底与铝块出现空层，而导电不均，又由于铝块翘起，使阳极与铝块接触不平，在结成铅块过程时的收缩，使炉底炭素材料局部拉裂，影响炉寿。

本发明的目的在于提供一种铝电解自焙槽焙烧的方法，此法能集焦炭，焦粉焙烧、铝液焙烧和铝液铸块焙烧法的优点，克服其不足，能够达到缩短焙烧期，省能、省工、省料、焙烧质量好，提高炉寿的效果。

本发明的解决方案为：使用常规的铝电解槽及其焙烧步骤，电解时有氟化钙层，冰晶石、氧化铝、碳酸钠层，用铝粒料（加工牙膏铝片的中心孔片废料，粒度5-10毫米，称为铝粒料）代替传统的焦炭或焦粉或铝液或铸块在槽底均匀铺撒一层铝粒，将碳素阳极与铝粒层接触，通电后利用铝粒导电，并依靠两极电阻发热进行焙烧，通过调整小母线导电量控制阳极的电流分布，使阳极形成良好的锥体，不需停电停炉和清炉即可直接启动。

本发明的铝电解自焙槽的焙烧方法具有以下优点，启动后电解质清洁，铝粒焙化为铝水，也没有铝液焙烧时铝水对炭素阴极表面灌注时的高温冲击，造成漏铝水问题，焙烧温度能均匀上升，有利于保护炉膛，增长大炉寿。能缩短焙烧期，省能、省工、省料、焙烧质量良好，焙动后的电解槽好管理，易转入正常，技术经济指标好。

图1为本发明的铝电解自焙槽的示意图

附图说明：1-阴极槽膛及槽壳、2-氧化铝下料箱、3-集气罩、4-阳极、5-阳极棒、6-冰晶石、氧化铝、碳酸钠层、7-铝粒料、8-氟化钙层。

以下结合实施例对本发明的方法作进一步的说明。

一、阳极铸型操作步骤：

1.沿槽膛四周斜坡均匀铺一层氟化钙，每台槽300公斤，距铝箱100毫米、在槽底（氟化钙圈内）均匀铺撒7-8厘米厚的铝粒，使碳素阳极与铝粒层接触。

2.将槽外铸型好的阳极体吊入槽内就位或将制作好的有底大铝箱吊入阳极框架内打平，要求箱底平整与铝粒接触良好，四周与框架贴合良好。

3、用铝板在阳极框翅下加固，并用铝锭顶住。

4.如果在炉内铸型，则需打棒眼，在距箱底350毫米的前后大面上打第一排棒眼，然后每隔200毫米的距离再打第二、三排棒眼。

5.将化糊炉吊放到大铝箱内固定好，下糊装满化糊炉，接通电源即可进行化糊作业。

6.当铝箱内液糊高度接近第一排棒眼后即可将阳极棒塞入棒眼中，待液糊高度接近第二、三排棒眼后，可将阳极棒塞入棒眼中。

7.待大铝箱内液糊高度达到800-900毫米时即可停电，并待化糊炉冷却后，吊到另一台槽上使用。

二、焙烧装炉

1.在电解槽前后两个大面中间用电解质块或铝锭各砌一个流口作观察和灌电解质用。

2.阳极与炉侧部四周下部用小块电解质铺一层。

3.在小块电解质上再加冰晶石，每台槽6-7吨，氧化铝250-300公斤、碳酸钠200公斤。

三、焙烧通电，确保电流在60-61KA之间，依靠两极电阻发热进行焙烧当阳极四周锥体高度达450-500毫米，中部锥体高度达500-550毫米时，电解槽可启动。

四、电解槽的启动

启动方法，第一台电解槽采用干法启动，其余均用湿法启动，干法启动：效应电压控制在50V左右，时间控制在40-50分钟，瞬间最高电压不大于80V，效应熄灭后，刮净阳极底掌。湿法启动：灌电解质时逐渐提升阳极，槽电压逐渐上升，保持在10V左右，最高不超过13V，启动完毕后保持在9-10V，并刮净阳极底掌。电解槽启动后总水平保持在400毫米以上，并适当补充一部分碳酸钠（Na₂CO₃）和MF分子比保持在2.9-3.0，槽温960-970℃，采用高温高分子比建立焙膛，使Al₂O₃溶解快，炉邦坚固。启动后，酌情下料，炉邦形成，将分子比逐渐下降到2.8以下。

下表为采用铝液焙烧和铝粒料垫底焙烧结果及主要生产指标比较。

表一为生产前工作指标比较

铝液    铝粒垫    （2）法比

项目    单位

焙烧（1）    底焙烧（2）    （1）法±

生产使

二厂房    三厂房

用部门

投产时间    年月    1986.9    1988.1

槽数    台    54    45

通电焙    三、四厂房

天    16.96    -3.24

烧时间    平均13.72

kwh/

焙烧耗电    58613.8    47416.3    -11197.5

台

槽龄（第一

月    44.6    45.6    +0.84

大修周期）

（表二见文后）

其中电流效率为主要技术指标，交流电单耗为消耗指标，一级品以上率为质量指标。铝粒垫底焙烧比铝液时间缩短3.24天，单槽焙烧耗电降低11179kwh，槽龄提高0.84个月，生产后新法比铝液焙烧法电流效率提高1.03%，原铝交流电单耗降低522kwh/t铝，一级品以上率提高0.08%。

表二.投产后主要技术指标比较

试生产期三个月    投产一年    （2）法比

项目    单位

二厂房    三厂房    二厂房    三厂房    （1）法±

电流效率    %    62.94    75.86    88.21    89.24    +1.03

交流电单耗    kwh/t    26112    21214    16776    16254    -522

槽产日    kg    295    356    422    419

一级品以上    %    44.21    50.52    99.24    99.5    +0.08

Claims (2)

1、一种铝电解自焙槽的焙烧方法，使用常规的铝电解槽及其焙烧步骤，其特征在于用铝粒料(加工牙膏铝元片的中心孔废料，粒度为5-10毫米，称为铝粒料)代替传统的焦碳或焦碳粉或铝液，在电解槽底(氟化钙圈内)均匀铺一层铝粒料，将碳素阳极与铝粒层接触，通电后利用铝粒导电，并依靠两极电阻发热进行焙烧。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于每台电解槽底均匀铺撒一层7-8厘米厚的铝粒料。

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