CN109136991B - 一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法，包括以下步骤：1）使用普通石墨质碳砖代替氮化硅结合碳化硅砖，砌筑铝电解槽槽池侧部保温层，砌筑厚度为100㎜，高度与原保温层平齐；2）通过加大阳极上部保温料的厚度来加强槽池上部保温，将阳极上部保温料的厚度由原来的16‑18cm曾至25cm；通过对启动期以及启动后非正常期的电解槽运行进行电压、温度、灌铝高度进行控制，使电解槽侧部保温层形成高分子比炉帮。本发明的有益效果是：使用本发明所制作的电解槽侧部保温层，可代替目前使用的纳米保温材料，生产成本低，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解槽的生产及维护，具体是一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法。
背景技术
当前我国运行的电解槽，基本都是侧部散热型，以满足高温高电压下的电解生产，其侧部材料采用碳化硅结合氮化硅砖砌筑，代替原来的边部碳砖，它的主要优点是抗氧化性能好，在高温下具有较大的电阻率，能防止经侧壁传输电流的短路漏电现象，同时具有良好的导热性能，能使临近的电解质熔体尽快散热，形成可靠牢固的炉帮，让电解过程稳定，也可以使侧壁变薄，增加电解槽容积和产能。但是随着近年来低温、低电压、高电流效率技术成为电解铝工业节能降耗的发展方向，电解槽侧部设计也由原来的散热型变换为保温型，碳化硅结合氮化硅砖的优势成为电解槽侧部保温的障碍。目前，对原来侧部散热电解槽的改造采用的是在电解槽槽壳和氮化硅结合碳化硅砖之间添加一层纳米保温材料，但是纳米保温材料价格昂贵，一台槽需多费10万元左右，极大地增加了成本。因而需要开发一种适合保温的、廉价的、实用性强的侧部保温层。
发明内容
本发明的目的是提出一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法，通过本方法，可以使普通石墨质碳砖在特定的工艺条件下形成高分子比冰晶石炉帮，不需使用纳米保温材料，只需使用价格低廉的普通碳砖作为电解槽槽池侧部保温材料，让电解槽保持在低温低电压技术条件下成产，且能有效降低电耗。
本发明采用如下技术方案：一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法，包括以下步骤：
1）使用普通石墨质碳砖代替氮化硅结合碳化硅砖，砌筑铝电解槽槽池侧部保温层，砌筑厚度为100㎜，高度与原保温层平齐；
2）通过加大阳极上部保温料的厚度来加强槽池上部保温，将阳极上部保温料的厚度由原来的16-18cm曾至25cm；
3）启动期运行，电解槽启动期为72小时，在此期间，电解槽灌铝高度保持在15-17㎝，电解槽温度控制在960°-1000°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从第一小时的7-8伏特缓慢降至第72小时的4.7伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比控制在2.9-3.0；
4）启动后第一个月运行，在此期间，电解槽灌铝高度不超过20㎝，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从本周期第一天的4.7伏特缓慢降至本周期最后一天的4.05伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比本周期初的2.9-3.0缓慢降至本周期第二十天以后的2.7，并在本周期最后十天保持分子比为2.7；
5）启动后第二个月运行，在此期间，电解槽灌铝高度从本周期第一天的高度缓慢升至本周期最后一天的21-22㎝，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从本周期第一天的4.05伏特缓慢降至本周期最后一天的3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间；
6）启动后第三个月运行，在此期间，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压保持在3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间，电解槽灌铝高度从本周期初的高度缓慢升至本周期末期的21.5-23㎝；
7）启动后第三个月运行期满，电解槽进入正常期运行，电解槽温度为940°，电解槽运行电压保持在3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间，电解槽灌铝高度缓慢上升，至启动后六个月之后，电解槽灌铝高度升至26-28㎝。
本发明的原理是：当侧部保温层处的温度低于冰晶石初晶温度时，电解质中的冰晶石就会在此处结晶形成侧部结壳，形成炉帮，在铝电解槽投入运行初期，通过控制铝电解过程中的电压、温度以及灌铝高度，并禁止加入氟化铝，使采用普通石墨质碳砖砌筑的槽池侧部保温层形成高分子比冰晶石炉帮，并形成规整理想的槽膛内型。
本发明的有益效果是：使用本发明所制作的电解槽侧部保温层，可代替目前使用的纳米保温材料，生产成本低，生产效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例：
以目前改造的300kA预焙阳极铝电解槽为例，该电解槽原为侧部散热型设计，当时侧部散热型设计是为了匹配高温、高电压技术条件，但是随着电近年来节能降耗的要求，现有电解槽电压逐渐下降，电解温度有所降低，为保证电解槽热量收入，减少热量损失，要求电解槽进行保温，因此，电解槽侧部由原来的散热型改造为保温型。
一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法，包括以下步骤：
1)使用普通石墨质碳砖代替氮化硅结合碳化硅砖，砌筑铝电解槽槽池侧部保温层，砌筑厚度为100㎜，高度与原保温层平齐；
2）通过加大阳极上部保温料的厚度来加强槽池上部保温，将阳极上部保温料的厚度由原来的16-18cm曾至25cm；
3）启动期运行，电解槽启动期为72小时，在此期间，电解槽灌铝高度保持在15-17㎝，电解槽温度控制在960°-1000°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压在第一小时为7-8伏特，第六小时为8伏特，第十二小时为7伏特，第18小时为6伏特，第24小时为5.2伏特，第48小时为4.8伏特，第72小时为4.7伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比控制在2.9-3.0；
4）启动后第一个月运行，在此期间，电解槽灌铝高度为18-19㎝，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压在本周期第一天为4.7伏特，第二天为4.6伏特，第三天为4.5伏特，第四天为4.4伏特，第十天为4.15伏特，第18天为4.1伏特，第二十五天后保持在4.05伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比本周期初的2.9-3.0缓慢降至本周期第二十天以后的2.7，并在本周期最后十天保持分子比为2.7；
5）启动后第二个月运行，在此期间，电解槽灌铝高度从本周期第一天的高度缓慢升至本周期最后一天的21-22㎝，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从本周期第一天的4.05伏特缓慢降至本周期最后一天的3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间；
6）启动后第三个月运行，在此期间，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压保持在3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间，电解槽灌铝高度从本周期初的高度缓慢升至本周期末期的21.5-23㎝；
7）启动后第三个月运行期满，电解槽进入正常期运行，电解槽温度为940°，电解槽运行电压保持在3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间，电解槽灌铝高度缓慢上升，至启动后六个月之后，电解槽灌铝高度升至26-28㎝。
经过以上方法步骤，使用普通石墨质碳砖所砌筑的铝电解槽槽池侧部保温层可生成高分子比冰晶石炉帮，从而实现良好的保温性能。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (1)
1.一种使用碳砖制作新型电解槽槽池侧部保温层的方法，其特征是：包括以下步骤：
1）使用普通石墨质碳砖代替氮化硅结合碳化硅砖，砌筑铝电解槽槽池侧部保温层，砌筑厚度为100㎜，高度与原保温层平齐；
2）通过加大阳极上部保温料的厚度来加强槽池上部保温，将阳极上部保温料的厚度由原来的16-18cm增 至25cm；
3）启动期运行，电解槽启动期为72小时，在此期间，电解槽灌铝高度保持在15-17㎝，电解槽温度控制在960°-1000°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从第一小时的7-8伏特缓慢降至第72小时的4.7伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比控制在2.9-3.0；
4）启动后第一个月运行，在此期间，电解槽灌铝高度不超过20㎝，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从本周期第一天的4.7伏特缓慢降至本周期最后一天的4.05伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比本周期初的2.9-3.0缓慢降至本周期第二十天以后的2.7，并在本周期最后十天保持分子比为2.7；
5）启动后第二个月运行，在此期间，电解槽灌铝高度从本周期第一天的高度缓慢升至本周期最后一天的21-22㎝，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压从本周期第一天的4.05伏特缓慢降至本周期最后一天的3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间；
6）启动后第三个月运行，在此期间，电解槽温度为940°，并禁止电解过程中加入氟化铝，电解槽运行电压保持在3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间，电解槽灌铝高度从本周期初的高度缓慢升至本周期末期的21.5-23㎝；
7）启动后第三个月运行期满，电解槽进入正常期运行，电解槽温度为940°，电解槽运行电压保持在3.9伏特，侧部保温层所形成的炉帮的分子比保持在2.65-2.8之间，电解槽灌铝高度缓慢上升，至启动后六个月之后，电解槽灌铝高度升至26-28㎝。
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