CN105332004A - 一种铝电解槽阴极局部破损在线修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种铝电解槽阴极局部破损在线修补方法。当监测到电解槽原铝液中铁含量异常升高，通过监测槽壳、阴极方钢温度及对电解槽提极探摸炉底，确定电解槽阴极破损部位后，对其阴极破损部位进行在线修补。本发明的修补方法与现有技术相比具有如下优点：1、不影响电解槽正常运行。2、该法使用的混合物料均是电解生产中常用的或是备用的物料，取材方便快捷，无需专购。3、修补后电解槽原铝液中铁含量可快速下降到重熔铝锭要求的范围。4、修补部位通过工艺的调整和换极作业的控制，能够实现抑制继续破损。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解生产技术领域，具体是一种用于铝电解生产线上电解槽正常运行状态下对阴极破损部位进行修补的方法。
背景技术
铝电解槽在生产过程中，由于筑炉材料、筑炉工艺及生产管理等原因，阴极炉底会产生局部破损，如果不采取及时有效的处理措施，可能导致漏槽的严重后果。目前，对铝电解槽阴极破损的修补技术有：1、不停槽提极扎边部修补法。该方法在修补过程中所用物料并未能全部迅速地填充至破损位置，会有较多的物料进入到电解槽未破损部位，电解槽运行过程中的“双平衡”（物料平衡与热量平衡）被破坏，严重影响生产运行；修补质量不高，修补物料中混有铝液、电解质、氧化铝等物质，电解槽在运行一段时期后，其破损部位的修补物料逐渐被熔化，破损情况依旧存在甚至加剧。2、停槽大修法。该方法一是在减少系列开槽率和产能的同时，还存在一定量停槽电耗；二是大型预焙铝电解槽的停槽大修费用较高（如400kA级铝电解槽停槽大修一次的费用约为150万元）。以上两种方法均制约着铝电解技术经济指标的提高，因此，如何对铝电解槽阴极破损部位进行快速、有效、经济的修补乃是铝电解行业亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝电解槽阴极局部破损在线修补方法，是用于铝电解生产线上电解槽正常运行状态下对阴极破损部位进行修补的方法。该方法可运用于各类铝电解槽。
本发明的技术方案为：
当监测到电解槽原铝液中铁含量异常升高，通过监测槽壳、阴极方钢温度及对电解槽提极探摸炉底，确定电解槽阴极破损部位后，对其阴极破损部位进行在线修补，修补方法如下：
1）提出阴极破损部位及其相邻的阳极，捞净提极部位电解质中壳块，在破损部位相邻的位置装入新极（破损部位不装极），用绝缘板将导杆与阳极横梁母线断开后沉至槽底,使该块阳极不导电；
2）在阴极破损部位快速投入修补物料1，修补物料1由面壳块与氧化铝按质量比为(0.8~1.2):(2.5~3.5)的比例混合而成，面壳块为电解残极炭块表面覆盖料冷却破碎后的破碎块，修补物料1使该区域的电解质在较短的时间内凝固，凝固过程中不断地投入修补物料1，用天车打击头加压修补物料1以强化其凝固程度，直至破损部位电解质完全凝固,铝液完全排开；
3）待破损部位的混合物料1温度降到400℃以下时，将阴极破损部位的修补物料1抠净，用预先准备好的修补物料2，即细镁砂、防渗料、氟化钙按质量比为(1.5~2.5）:(1.5~2.5）:(0.8~1.2)比例均匀混合，对破损部位进行填充，用铁钎捣实修补物料2，在夯实部位表面浇一层5cm厚的液体电解质，回填修补物料1；
4）破损修补完后，移除小盒卡具导杆背面的绝缘板，利用天车将破损部位正对的阳极块放至修补物料1表面压实，拧紧小盒卡具；
5）依次装入破损部位左、右、及对面阳极块，调整到正常位置，然后进行收边作业及极上保温；
6）当修补物料1逐渐融化时，下降正对破损部位阳极，压实修补物料1上表面，待修补物料1完全融化后，装入热阳极，恢复正常运行。
上述修补方法中应进一步地做到：
1）修补物料1混合时，先下面壳块，氧化铝下料间隔，1.25~1.30次/min，5.1kg/次.min，以控制不发生阳极效应，同时断开槽控机自动控制键（在铝电解生产过程中，当电解质中氧化铝浓度低于1.5%时，电解槽工作电压由正常值瞬间上升至数十伏，阳极停止正常工作，阳极炭块周边伴有细小的弧光，消耗大量电能产生相应热能的生产现象）。
2）避免出现槽内两液体层急速流动翻转；
3）做好槽壳、阴极方钢、炉底温度的监测和铁含量的化验跟踪。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
1、不影响电解槽正常运行。
2、该法使用的混合物料均是电解生产中常用的或是备用的物料，取材方便快捷，无需专购。
3、修补后电解槽原铝液中铁含量可快速下降到重熔铝锭要求的范围。
4、修补部位通过工艺的调整和换极作业的控制，能够实现抑制继续破损。
附图说明
图1是本发明的电解槽阴极局部破损在线修补示意图。
图中，1-绝缘板，2-横梁母线，3-阳极挂钩，4-小盒卡具，5-铝液层，6-电解质层，7-阳极炭块，8-破损阴极，9-混合物料（“修补物料1+修补物料2”），10-电解质层，11-铝液层。
具体实施方式
当监测到电解槽原铝液中铁含量异常升高，通过监测槽壳、阴极方钢温度及对电解槽提极探摸炉底，确定电解槽阴极破损部位时，对其阴极破损部位进行在线修补。
实施例1
具体修补方法如下：
1）提出阴极破损部位及其相邻的阳极，捞净提极部位电解质中壳块，在破损部位相邻的位置装入新极（破损部位不装极），用绝缘板将导杆与阳极横梁母线断开后沉至槽底,使该块阳极不导电(如图1所示)；
2）在阴极破损部位快速投入修补物料1，修补物料1由面壳块与氧化铝按质量比为1:3的比例混合而成，面壳块为电解残极炭块表面覆盖料冷却破碎后的破碎块，修补物料1使该区域的电解质在较短的时间内凝固，凝固过程中不断地投入修补物料1，用天车打击头加压修补物料1以强化其凝固程度，直至破损部位电解质完全凝固,铝液完全排开；
3）待破损部位的混合物料1温度降到400℃以下时，将阴极破损部位的修补物料1抠净，用预先准备好的修补物料2，即细镁砂、防渗料、氟化钙按质量比为2:2:1的比例均匀混合，对破损部位进行填充，用铁钎捣实修补物料2，在夯实部位表面浇一层5cm厚的液体电解质，回填修补物料1；
4）破损修补完后，移除小盒卡具导杆背面的绝缘板，利用天车将破损部位正对的阳极块放至修补物料1表面压实，拧紧小盒卡具；
5）依次装入破损部位左、右、及对面阳极块，调整到正常位置，然后进行收边作业及极上保温；
6）当修补物料1逐渐融化时，人为下降正对破损部位阳极，压实修补物料1上表面，待修补物料1完全融化后，装入热阳极，恢复正常运行。
上述修补方法中应进一步地做到：
1）修补物料1混合时，先下面壳块，氧化铝下料间隔，1.25~1.30次/min，5.1kg/次.min，以控制不发生阳极效应，同时断开槽控机自动控制键。
2）避免出现槽内两液体层急速流动翻转。
3）做好槽壳、阴极方钢、炉底温度的监测和铁含量的化验跟踪。
实施例2：
与实施例1不同的是步骤2）和3）。
2）在阴极破损部位快速投入修补物料1，修补物料1由面壳块与氧化铝按质量比为0.8:2.5的比例混合而成，面壳块为电解残极炭块表面覆盖料冷却破碎后的破碎块，修补物料1使该区域的电解质在较短的时间内凝固，凝固过程中不断地投入修补物料1，用天车打击头加压修补物料1以强化其凝固程度，直至破损部位电解质完全凝固,铝液完全排开；
3）待破损部位的混合物料1温度降到400℃以下时，将阴极破损部位的修补物料1抠净，用预先准备好的修补物料2，即细镁砂、防渗料、氟化钙按质量比为1.5:1.5:0.8的比例均匀混合，对破损部位进行填充，用铁钎捣实修补物料2，在夯实部位表面浇一层5cm厚的液体电解质，回填修补物料1；
实施例3：
与实施例1不同的是步骤2）和3）。
2）在阴极破损部位快速投入修补物料1，修补物料1由面壳块与氧化铝按质量比为1.2:3.5的比例混合而成，面壳块为电解残极炭块表面覆盖料冷却破碎后的破碎块，修补物料1使该区域的电解质在较短的时间内凝固，凝固过程中不断地投入修补物料1，用天车打击头加压修补物料1以强化其凝固程度，直至破损部位电解质完全凝固,铝液完全排开；
3）待破损部位的混合物料1温度降到400℃以下时，将阴极破损部位的修补物料1抠净，用预先准备好的修补物料2，即细镁砂、防渗料、氟化钙按质量比为2.5:2.5:1.2的比例均匀混合，对破损部位进行填充，用铁钎捣实修补物料2，在夯实部位表面浇一层5cm厚的液体电解质，回填修补物料1。
Claims (3)
1.一种铝电解槽阴极局部破损在线修补方法，其特征在于按以下步骤进行：
当监测到电解槽原铝液中铁含量异常升高，通过监测槽壳、阴极方钢温度及对电解槽提极探摸炉底，确定电解槽阴极破损部位后，对其阴极破损部位进行在线修补，修补方法如下：
1）提出阴极破损部位及其相邻的阳极，捞净提极部位电解质中壳块，在破损部位相邻的位置装入新极，用绝缘板将导杆与阳极横梁母线断开后沉至槽底,使该块阳极不导电；
2）在阴极破损部位快速投入修补物料1，修补物料1由面壳块与氧化铝按质量比为(0.8~1.2):(2.5~3.5)的比例混合而成，面壳块为电解残极炭块表面覆盖料冷却破碎后的破碎块，修补物料1使该区域的电解质在较短的时间内凝固，凝固过程中不断地投入修补物料1，用天车打击头加压修补物料1以强化其凝固程度，直至破损部位电解质完全凝固,铝液完全排开；
3）待破损部位的混合物料1温度降到400℃以下时，将阴极破损部位的修补物料1抠净，用预先准备好的修补物料2，即细镁砂、防渗料、氟化钙按质量比为(1.5~2.5）:(1.5~2.5）:(0.8~1.2)比例均匀混合，对破损部位进行填充，用铁钎捣实修补物料2，在夯实部位表面浇一层5cm厚的液体电解质，回填修补物料1；
4）破损修补完后，移除小盒卡具导杆背面的绝缘板，利用天车将破损部位正对的阳极块放至“修补物料1”表面压实，拧紧小盒卡具；
5）依次装入破损部位左、右、及对面阳极块，调整到正常位置，然后进行收边作业及极上保温；
6）当修补物料1逐渐融化时，人为下降正对破损部位阳极，压实修补物料1上表面，待修补物料1完全融化后，装入热阳极，恢复正常运行。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极局部破损在线修补方法，其特征在于修补物料1混合时，先下面壳块，氧化铝下料间隔，1.25~1.30次/min，5.1kg/次.min，以控制不发生阳极效应。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽阴极局部破损在线修补方法，其特征在于修补过程中做好槽壳、阴极方钢、炉底温度的监测和铁含量的化验跟踪。
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