CN105177624B - 一种铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，所述铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法包括在铝电解槽不同位置采用不同粒度分布的焦粒进行发热介质铺设；在铝电解槽的槽内上端设置搭接板，以形成贯通的空腔，并在所述空腔的上部不同位置设置不同粒度、成分和厚度的保温料；在焙烧期间通过调整极上料厚度来改变单组阳极的散热状况，从而调节阳极电阻和电流的变化。
Description
技术领域
本申请主要涉及铝电解槽焙烧启动技术领域，特别地，涉及一种铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法。
背景技术
随着电解铝技术朝着规模化、大型化和自动化生产技术发展以及企业对于提产增效、降低能耗等措施的推进，业界对于铝电解工艺技术的要求越来越高。目前，铝电解生产过程包括铝电解槽焙烧预热、启动、控制电解生产等等方面，其中，焙烧预热是铝电解生产过程中的一个重要环节。
铝电解槽焙烧预热主要是通过焙烧加热升温来烘干电解槽阴极内衬，使焙烧温度接近或达到正常生产温度，防止内衬中的水分在高温下快速排出而使内衬造成漏洞或裂纹；并且提高阴极和阳极温度，防止阴极工作面因温差产生的热应力而损伤阴极炭块；还可以使阴极炭块间的底糊烧结焦化，以粘接阴极炭块和侧部炭块使之构成一个整体，为启动电解生产创造良好的工作条件。因此，焙烧预热效果的好坏直接影响铝电解槽的启动效果，并且进一步影响铝电解槽安全稳定运行及铝电解槽的使用寿命。
目前常见的铝电解槽焙烧预热方法主要包括铝液焙烧法、焦粒焙烧法和燃气焙烧法等。其中，铝液焙烧法已逐渐被淘汰，燃气焙烧法的应用不太广泛，而应用最为普遍的是焦粒焙烧法，其主要包括铺焦挂极、装炉、通电焙烧等步骤。
请参阅图1，其为传统的铝电解槽焦粒焙烧方法的装炉方式示意图；如图1所示，传统的铝电解槽焦粒焙烧方法在铝电解槽100的装炉过程中用物料110(比如冰晶石或电解质和纯碱)将大面空腔填满，采用上述装炉方式，所述铝电解槽100的发热中心位于阳极炭块150和阴极炭块160之间的焙烧介质层170，因此大面人造伸腿140 需要依靠热传导进行焙烧，因此焙烧温度较低，在焙烧过程中容易出现由于热传导过慢而导致人造伸腿140 与阴极炭块160之间温差较大而产生热应力，进而造成所述铝电解槽100的早期破损并带来安全隐患；并且，由于大面腔体没有密闭，致使焙烧过程热损失大，热利用率低；另一方面，采用上述方式在装炉过程需要的冰晶石或电解质用量较大，会导致成本较高。
有鉴于此，有必要提供一种新的铝电解槽焦粒焙烧方法。
发明内容
本申请的其中一个目的在于为解决上述问题而提供了一种铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法。
本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，包括：在铝电解槽不同位置采用不同粒度分布的焦粒进行发热介质铺设；在所述铝电解槽的槽内上端设置搭接板，以形成贯通的空腔，并在所述空腔的上部不同位置设置不同粒度、成分和厚度的保温料；在焙烧期间通过调整极上料厚度来改变单组阳极的散热状况，从而调节阳极电阻和电流的变化。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述铝电解槽的角部区域铺设的焦粒的电阻大于中间极区域铺设的焦粒。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述铝电解槽的角部区域铺设的焦粒中，粒度小于2mm的占比大于80％，且其中还添加有一定比例的石墨碎。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述发热介质包括煅后焦，且所述煅后焦的铺设厚度为12mm-25mm。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述铝电解槽的中缝空腔装入粒度为2cm-5cm的电解质块，并且所述铝电解槽的大面人造伸腿同样采用电解质块进行覆盖，且其上面进一步添加一定量的纯碱。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述铝电解槽的中缝空腔高度为30cm～35cm，而所述铝电解槽大面和小面空腔高度为15cm～25cm。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述铝电解槽的角部区域铺设有极上破粹料并添加一定厚度的氧化铝粉，其总厚度为15cm～20cm；所述铝电解槽的中间极区域铺设有电解质破碎料，其厚度可以为10cm～16cm；另外，所述铝电解槽的中缝区域铺设有厚度为1cm～2cm的电解质粉。
作为本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法的一种改进，所述搭接板体为铁板、钢板或者耐热板。
相较于现有技术，本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法一方面通过在所述铝电解槽的角部区域铺设粒度较小的焦粒来保证其电阻较小，可以使得在焙烧期间所述角部区域同样具有较大的发热量，因此可以有效避免出现所述铝电解槽的槽内发热中心集中在所述铝电解槽的阳极和阴极之间的焙烧介质层而出现热应力集中从而导致安全风险；另一方面，还通过在所述铝电解槽的内部形成贯通空腔来实现辐射、传导和对流三种传热方式，较大程度地均匀槽内温度。同时，所述铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法还通过调整极上料厚度的方式达到了合理和均匀阳极电流分布的目的，并实现了铝电解槽内部物料的循环和重复利用，有效地降低焙烧启动的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为传统铝电解槽焦粒焙烧方法的装炉方式示意图；
图2是本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法一种较佳实施例的装炉方式示意图。
具体实施方式
为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对现有技术的铝电解槽焦粒焙烧方法存在的铝电解槽焙烧温度不均、热利用率低和物料用量大的问题，本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法采用一定的焦粒调配、半空腔的装炉方式，并结合简单的焙烧管理方式，通过合理分配阳极电流，改变槽腔内的传热方式，有效地降低了焙烧过程中的热应力集中程度，提高热利用效率，并且降低能耗和整体成本。
请参阅图2，其是本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法一种较佳实施例的装炉方式示意图；具体地，本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法可以主要包括以下步骤：
(一)铺焦步骤：在铝电解槽200不同位置采用不同粒度分布的焦粒210进行发热介质的铺设；
具体地，在铺焦过程中，可以在铝电解槽200的角部区域和中间极区域分别铺设不同粒度分布的焦粒210，比如煅后焦，所述煅后焦可以作为所述铝电解槽焙烧的发热介质，其铺设厚度可以大约为12mm-25mm；并且，在具体实施例中，所述铝电解槽200的角部区域铺设的焦粒210中，粒度小于2mm的占比可以大于80％，且其中还可以添加有一定比例的石墨碎；由此可以使得所述角部区域铺设的焦粒210的电阻比中间极区域的焦粒小，因此在焙烧期间所述角部区域的发热量可以较大。
(二)装炉步骤：在铝电解槽200的槽内上端设置搭接板220，以形成贯通的空腔230，并在所述空腔230的上部不同位置设置不同粒度、成分和厚度的保温料；
具体地，在装炉过程中，可以在所述铝电解槽200的中缝空腔装入粒度大约为2cm-5cm的电解质块，并且所述铝电解槽200的大面人造伸腿240同样可以采用电解质块进行覆盖，且其上面可以进一步添加一定量的纯碱。
另一方面，所述铝电解槽200的中缝空腔和大面空腔顶端以及阳极缝上端可以设置搭接板220，所述搭接板220可以具体为铁板、钢板或者耐热板，所述搭接板220可以在所述铝电解槽200的槽内形成15cm～35cm的贯通空腔230；比如，在具体实施例中，所述铝电解槽的中缝空腔高度可以为30cm～35cm，而其大面和小面空腔高度可以为15cm～25cm。所述贯通空腔230可以在保护阴极炭块的同时，使得所述铝电解槽200的槽内同时存在辐射、传导和对流三种传热方式，因此可以较大程度地均匀所述铝电解槽200的槽内温度。
并且，所述搭接板220的上方以及阳极250上部可以采用电解质粉或者极上破碎料进行密封；比如，在具体实施例中，在所述铝电解槽200角部区域可以铺设极上破粹料并添加一定厚度的氧化铝粉，其总厚度大约为15cm～20cm；而在中间极区域可以铺设电解质破碎料，其厚度可以大约为10cm～16cm；另外，在中缝区域可以铺设厚电解质粉，其厚度可以大约为1cm～2cm，采用上述方式可以使得角部区域的保温得以加强，从而保证角部区域具有较好的焙烧效果。
(三)通电焙烧步骤：在铺焦和装炉完成并检查达到通电条件之后对所述铝电解槽200进行通电焙烧，其中，在焙烧期间通过调整极上料厚度来改变单组阳极250的散热状况，达到调节阳极电阻和电流变化的目的，从而使得阳极电流分布合理和均匀。
相较于现有技术，本申请提供的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法一方面通过在所述铝电解槽200的角部区域铺设粒度较小的焦粒来保证其电阻较小，可以使得在焙烧期间所述角部区域同样具有较大的发热量，因此可以有效避免出现所述铝电解槽200的槽内发热中心集中在所述铝电解槽200的阳极250和阴极260之间的焙烧介质层270而出现热应力集中从而导致安全风险；另一方面，还通过在所述铝电解槽200的内部形成贯通空腔230来实现辐射、传导和对流三种传热方式，较大程度地均匀槽内温度。同时，所述铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法还通过调整极上料厚度的方式达到了合理和均匀阳极电流分布的目的，并实现了铝电解槽内部物料的循环和重复利用，有效地降低焙烧启动的成本。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，其特征在于，包括：在铝电解槽不同位置采用不同粒度分布的焦粒进行发热介质铺设，所述铝电解槽的角部区域铺设的焦粒中，粒度小于2mm的占比大于80％，且其中还添加有一定比例的石墨碎；
在所述铝电解槽的槽内上端设置搭接板，以形成贯通的空腔，并在所述空腔的上部不同位置设置不同粒度、成分和厚度的保温料，所述铝电解槽的中缝空腔高度为30cm～35cm，所述铝电解槽大面和小面之间形成的空腔高度为15cm～25cm；所述铝电解槽的角部区域铺设有极上破粹料并添加一定厚度的氧化铝粉，其总厚度为15cm～20cm；所述铝电解槽的中间极区域铺设有电解质破碎料，其厚度为10cm～16cm；所述铝电解槽的中缝区域铺设有厚度为1cm～2cm的电解质粉；
在焙烧期间通过调整极上料厚度来改变单组阳极的散热状况，从而调节阳极电阻和电流的变化。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，其特征在于，所述铝电解槽的角部区域铺设的焦粒的电阻大于中间极区域铺设的焦粒。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，其特征在于，所述发热介质包括煅后焦，且所述煅后焦的铺设厚度为12mm-25mm。
4.根据权利要求1所述的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，其特征在于，所述铝电解槽的中缝空腔装入粒度为2cm-5cm的电解质块，并且所述铝电解槽的大面人造伸腿同样采用电解质块进行覆盖，且其上面进一步添加一定量的纯碱。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的铝电解槽半空腔焦粒焙烧方法，其特征在于，所述搭接板体为铁板或钢板。
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