CN103031572A - 一种建立铝电解槽小炉膛的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明主要针对那些炉膛大、炉膛畸形的电解槽，提供一种建立小炉膛的生产工艺方法。为了解决上述问题，本发明所要解决的技术问题是：一种建立铝电解槽小炉膛的方法，其特征在于包括以下步骤：S1.覆盖保温料；S2.制备大炉膛；S3.制备小炉膛。本发明的有益效果在于：可以获得规整的小炉膛，提高阴极电流密度，提高电解槽的稳定性，提高电流效率。

Description

一种建立铝电解槽小炉膛的方法
技术领域
本发明涉及一种电解槽结构的建立方法，尤其涉及一种建立铝电解槽小炉膛的方法。
背景技术
霍尔-埃鲁铝电解槽的炉膛是电解槽的重要组成部分，是整个电解过程的根本。它通过电解质结壳的凝固和熔化，可以在一定范围内，自动调整热平衡。当热收入小于热支出时，整个电解槽的温度降低，电解质开始凝固，形成新的炉膛，且凝固过程中放出大量热量，使电解槽温度升高，建立新的热平衡。反之，当热收入大于热支出时，电解槽温度升高，已凝固形成炉帮的电解质熔化，形成新的炉膛，且熔化过程中吸收大量热量，降低电解槽温度，重新使热收入等于热支出。
电解槽炉膛规整与否将直接决定着该电解槽能否取得好的生产指标。没有好的炉膛，即使电解槽其它部分再先进，也不能算是一台好的电解槽。好的炉膛内形能保障电解槽稳定运行，可以有效地保护人造伸腿和侧部炭块.防止它们氧化破损，减少病槽的发生，而不好的炉膛却使得电解槽运行状况恶化，一方面降低电解电流效率，增加工人劳动强度；另一方面缩短了电解槽使用寿命，增加企业的生产成本。
电解生产过程中，我们期望得到的炉膛是一种规整的小炉膛，这时炉帮完整、伸腿均匀，电解质与铝液镜面面积小，阴极电流密度大、铝的溶解损失小，且界面稳定，铝的二次损失小，电流效率高。如果炉膛过大，侧部不能形成完整炉帮，使得电解质直接与侧部炭块接触，形成侧部漏电，则会降低电流效率，而且当侧部炉帮不规整时，铝液和电解质的正常流动容易受阻，形成紊流，影响电解槽的稳定性。因此，铝电解过程中，建立规整的小炉膛对于取得良好的经济指标极为重要。
目前，炉膛的建立完全依靠经验、工艺参数的变动来调节，还没有一个建立小炉膛的好方法，因此，本发明在现有电解槽的基础上，通过合理的技术措施和匹配的工艺技术参数的调节，建立一种稳定的电解槽小炉膛，可提高电解槽稳定性，提高电流效率。
发明内容
本发明主要针对那些炉膛大、炉膛畸形的电解槽，提供一种建立小炉膛的生产工艺方法。
为了解决上述问题，本发明所要解决的技术问题是：
一种建立铝电解槽小炉膛的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于15mm，保温料的厚度为16～30cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；
S2.制备大炉膛：分子比在2.38-2.50，铝水平20-25cm，控制过热度为15-25℃，并持续15-20天；
S3.制备小炉膛：使用风管从电解槽外部冷却电解槽侧部钢板，冷却区域为铝液与电解质交汇处的钢板，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，通过冷却控制电解槽的过热度为4～12℃，并持续15～20天。
优选的，角部极保温料的厚度大于其它部位保温料的厚度。
优选的，所述出风孔均匀分布。
优选的，在小炉膛形成之后还包括以下步骤：将保温料厚度减少至15～20cm；拆掉风管。
本发明的有益效果在于：可以获得规整的小炉膛，提高阴极电流密度，提高电解槽的稳定性，提高电流效率。小炉膛的炉帮完整、伸腿均匀，电解质与铝液镜面面积小，铝的溶解损失小，且界面稳定，铝的二次损失小，电流效率高。而要形成规整的小炉膛，首先从形成规整的大炉膛开始，如果大炉膛不规整，局部畸形，形成的小炉膛也会不规整，小炉膛的局部畸形会更加突出，影响电解槽稳定，在本技术方案中，通过增大电解槽的过热度，融化电解槽的炉帮，形成大炉膛；形成小炉膛过程中，进行侧部强制冷却，减少电解槽的过热度，使电解质在炉帮上缓慢、均匀凝固，最终形成一种规整的小炉膛。但是，每个地方要均匀冷却，不能造成局部冷却过快和过慢，如出现局部冷却过快和过慢，可以通过调节冷却风量，封闭风管上的局部小孔来解决。
具体实施方式
为了更进一步阐述本申请的技术内容，下面结合具体的实施例予以详细说明。当然，所列举的实施例只是本技术方案的最佳实施例，更不应该理解为对技术方案的限制，本领域技术人员根据现有技术及本技术方案的思路所获取的显而易见的技术方案仍属于本技术方案的保护范围。
实施例1
一种建立铝电解槽小炉膛的方法，包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于15mm，即保温料的粒度可以是0.1～15mm中任意不同大小的粒度，保温料的厚度为16cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；保温料越细，保温效果越好，但是底部的保温料越细就越容易漏掉，影响保温层的形成及保温效果；
S2.制备大炉膛：分子比在2.38，铝水平20cm，控制过热度为15℃，持续15天；
S3.制备小炉膛：使用风管从电解槽外部冷却电解槽侧部钢板，冷却区域为铝液与电解质交汇处的钢板，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，通过冷却将电解槽的过热度控制为4℃，并持续15天。
实施例2
一种建立铝电解槽小炉膛的方法，包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于12mm，即保温料的粒度可以是0.1～12mm中任意不同大小的粒度，保温料的厚度为18cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；保温料越细，保温效果越好，但是底部的保温料越细就越容易漏掉，影响保温层的形成及保温效果；
S2.制备大炉膛：分子比在2.42，铝水平22cm，控制过热度为19℃，持续16天；
S3.制备小炉膛：使用风管从电解槽外部冷却电解槽侧部钢板，冷却区域为铝液与电解质交汇处的钢板，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，通过冷却将电解槽的过热度控制为6℃，并持续16天。
实施例3
一种建立铝电解槽小炉膛的方法，包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于9mm，即保温料的粒度可以是0.1～9mm中任意不同大小的粒度，保温料的厚度为22cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；保温料越细，保温效果越好，但是底部的保温料越细就越容易漏掉，影响保温层的形成及保温效果；
S2.制备大炉膛：分子比在2.45，铝水平23cm，控制过热度为17℃，持续17天；
S3.制备小炉膛：使用风管冷却靠近电解槽侧部的铝液与电解质的交汇处，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，通过冷却将电解槽的过热度控制为8℃，并持续17天。
实施例4
一种建立铝电解槽小炉膛的方法，包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于7mm，即保温料的粒度可以是0.1～7mm中任意不同大小的粒度，保温料的厚度为26cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；保温料越细，保温效果越好，但是底部的保温料越细就越容易漏掉，影响保温层的形成及保温效果；
S2.制备大炉膛：分子比在2.48，铝水平24cm，控制过热度为22℃，持续19天；
S3.制备小炉膛：使用风管从电解槽外部冷却电解槽侧部钢板，冷却区域为铝液与电解质交汇处的钢板，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，通过冷却将电解槽的过热度控制为10℃，并持续19天。
实施例5
一种建立铝电解槽小炉膛的方法，包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于5mm，即保温料的粒度可以是0.1～5mm中任意不同大小的粒度，保温料的厚度为30cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；保温料越细，保温效果越好，但是底部的保温料越细就越容易漏掉，影响保温层的形成及保温效果；
S2.制备大炉膛：分子比在2.50，铝水平25cm，控制过热度为25℃，持续20天；
S3.制备小炉膛：使用风管从电解槽外部冷却电解槽侧部钢板，冷却区域为铝液与电解质交汇处的钢板，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，通过冷却将电解槽的过热度控制为12℃，并持续20天。
实施例6
在实施例1-5的技术方案的基础上，对保温料的覆盖进行改进，即铺设在角部极的保温料比其它区域的保温料厚。因为角部散热比较其它地方大，需要加强保温，否则容易长伸腿。因此小炉膛的形状将不规整。
实施例7
在实施例1至6的技术方案的基础上，对出风孔进行改进，即将出风控均匀分布，均匀分布可以使得电解质和铝液的交汇处均匀冷却，从而使伸腿均匀。
实施例8
根据实施例1的技术方案建立完成小炉膛之后，将保温料的厚度减少至15cm，并风管拆除。
实施例9
根据实施例2的技术方案建立完成小炉膛之后，将保温料的厚度减少至16cm，并风管拆除。
实施例10
根据实施例3的技术方案建立完成小炉膛之后，将保温料的厚度减少至17cm，并风管拆除。
实施例11
根据实施例4的技术方案建立完成小炉膛之后，将保温料的厚度减少至19cm，并风管拆除。
实施例12
根据实施例5的技术方案建立完成小炉膛之后，将保温料的厚度减少至20cm，并风管拆除。

Claims (4)

1.一种建立铝电解槽小炉膛的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.覆盖保温料：在阳极上添加保温料，所述保温料包括氧化铝，保温料的粒度小于15mm，保温料的厚度为16～30cm，且上层保温料的粒度小于下层保温料的粒度；
S2.制备大炉膛：分子比在2.38-2.50，铝水平20-25cm，控制过热度为15-25℃，并持续15-20天；
S3.制备小炉膛：使用风管从电解槽外部冷却电解槽侧部钢板，冷却区域为铝液与电解质交汇处的钢板，所述风管一端与风源连接，风管上有出风孔，出风口正对所述冷却区域，将电解槽的过热度控制为4～12℃，并持续15～20天。
2.根据权利要求1所述的一种建立铝电解槽小炉膛的方法，其特征在于：角部极保温料的厚度大于其它部位保温料的厚度。
3.根据权利要求2所述的一种建立铝电解槽小炉膛的方法，所述出风孔均匀分布。
4.根据权利要求3所述的一种建立铝电解槽小炉膛的方法，其特征在于在小炉膛形成之后还包括以下步骤：将保温料厚度减少至15～20cm；拆掉风管。
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