CN109321946A - 一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，湿法启动槽铺焦挂极采用低电阻焦粒层，在槽中缝阴极表面处添加助熔剂，装炉预埋9‑12根封好管口的热电偶套管，在人造伸腿处刷一层防氧化涂层，阳极覆盖情况检查，确保电解槽内腔密封，安装分流片，湿法启动焙烧72‑96小时，清开出铝端处的耐火材料板。本发明的优点在于：可大大改善传统焦粒焙烧方法存在阴极温度分布不均的缺陷，提升对侧部糊料的焙烧效果，阳极电流分布更为均匀，可预防电解槽出现早期破损并对提升槽寿命方面有明显改善；可减少焦粒的使用量，减轻员工的劳动强度，减少打捞炭渣过程中带出电解质，减少炭渣(危废)的产生，环保效益明显，大大降低成本。

Description

一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法

技术领域

本发明涉及电解铝技术领域，具体是指一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法。

背景技术

焙烧启动是电解生产中极其重要的一环，焙烧质量的好坏直接影响电解槽的寿命和后期经济运行指标。在铝电解槽焙烧启动工艺中，国内近十年内开始由传统铝液焙烧转向焦粒焙烧技术，目前国内的电解槽焦粒焙烧启动方式，采取阳极底掌下全部铺焦粒，电解槽四周装填纯碱、氟化钙、电解质块等物料的方式，这种焦粒焙烧方式存在以下缺点：(1)焙烧效果差，中缝与边部焙烧温差大，造成侧部糊料焙烧温度分布不均；(2)电解槽焙烧过程中随着温度升高，阳极中缝内的物料融化，液体电解质的出现，加速了焙烧过程中的阳极电流分布不均匀，尤其是角度极电流小情况；(3)阳极电流分布不均容易造成阴极表面温度分布不均，阴极热膨胀程度不一致，造成阴极早期破损；(4)电解槽铺焦使用焦粒多，启动后期炭渣量大；(5)启动后捞碳渣量大，物料融化过程需要人工将边部的物料铲入中缝内，工作量大的问题；(6)打捞出的炭渣属于危废，处理需经过繁琐的工艺，需要一定的处理费用，增加企业成本；(7)员工打捞炭渣的过程中，会带出很大一部分电解质，加上环境十分恶劣，烟尘很大，员工操作不太精细，打捞炭渣时带出的电解质量普遍偏高，对生产产生浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，具体包括以下步骤：

1)湿法启动槽铺焦挂极采用低电阻焦粒层，在铺焦挂极中，使用焦粒粒度为3-5mm，每块阳极底掌两边铺设宽度15-20cm、厚度15-20mm的焦粒，阳极底掌中间空出10cm不铺焦粒，确认各处平整无凹陷，在挂极前将焙烧槽阳极四周采用防氧化涂料进行喷涂，保证在空腔焙烧过程中阳极不发生氧化；

2)新启动槽中缝阴极表面不加助熔剂，二次启动槽中缝阴极表面处添加厚度5-8cm的助熔剂，采用耐火材料板封堵全部阳极中缝和阳极间缝，防止物料漏到槽内，采用抗氧化保温粉进行阳极覆盖，避免阳极氧化，槽中缝保持半空腔；

3)装炉预埋9-12根封好管口的热电偶套管，用于放置热电偶，测量焙烧温度；

4)在人造伸腿处刷一层防氧化涂层，或在人造伸腿处铺设一层厚2cm的纯碱和氟化钙掺配粉料；

5)阳极碳块周边的槽膛空间不装填电解质，在阳极上部用耐火材料板保持电解槽的密封，在耐火材料板上部采用抗氧化保温粉进行阳极覆盖确保保温、密封良好；

6)阳极覆盖情况检查，确保电解槽内腔密封；

7)分流片安装，安装6处，每处安装6片铜质分流片，安装位置在启动槽B面阳极母线接下台槽立柱母线，每个立柱母线安装6片，三个侧面每侧2片；

8)电解槽分流量依据设定升温梯度进行调整，包括分流量及分流装置拆除时间的调整，安装软连接，分流量0－60％，分流装置拆除在升温梯度小于20℃/小时后依次进行；

9)湿法启动焙烧72-96小时，通电后，焙烧72-96小时，可达到启动条件，缩小中缝与四周的温差，其中二次启动需要焙烧72小时，新启动需要焙烧96小时；

10)焙烧72-96小时后进入启动前，可先清开出铝端处的耐火材料板，在其它槽抽取液态电解质灌入启动槽适当提升电压在8V左右，清除电解槽加工面处的耐火材料板，补充电解质纯碱混合料；

11)启动槽提升电压后，对于电解质总量不足的电解槽，需向槽内添加固体电解质，利用启动过程熔化电解质，确保启动液态电解质总量；

12)对于进行启动后期管理的电解槽，在换极过程中，增加边部加工壳面长度，从边部补加电解质块，实现启动后期电解质总量的补充。

作为一种优选方案，所述的耐火材料板为硅酸盖板和钢制盖板中的一种。

作为一种优选方案，所述的步骤10)中电解质纯碱混合料为粒度小于2mm的电解质粉和纯碱掺配料或粒度为20mm-100mm电解质块加纯碱掺配料，使分子比达2.8-2.9，提高电解质水平达到需求高度，视情况可在加工面处的添加少量氟化钙。

作为一种优选方案，所述的抗氧化保温粉采用粒度小于0.2mm的电解质粉掺配阳极覆盖料面壳块粉或再生冰晶石配制而成。

作为一种优选方案，所述的再生冰晶石破碎到0.2mm以下，掺配后氧化铝含量小于50％，电解质粉分子比控制在2.8-2.9之间。

作为一种优选方案，所述步骤2)中助溶剂为冰晶石。

本发明的优点在于：

1)电解槽用盖板密封良好后空腔焙烧不会造成阳极氧化，通过添加一级分流片数量，降低冲击电压，满足启动方案；

2)当四周空腔装炉后，阳极不会因为融化边部电解质造成阳极底掌电阻不一，其电阻全部取决于焦粒电阻，在同等焦粒厚度下，电阻相差不多，所以每根阳极导杆上通过的电流也大致相同，就不会发生偏流现象，反过来促进温度均匀分布，提高焙烧效果，减少电解槽早期破损情况；

3)采用空腔装炉后，电解槽内的热循环方式发生转变：以辐射和对流为主，提升了电解槽边部焙烧温度，全槽温度梯度明显减小，减少了焙烧启动期间发生早期破损的可能性，对电解槽槽寿命产生有利影响，据实验，边部焙烧温度可以达到700℃-800℃，较传统的焙烧启动方式，边部温度高200℃左右，焙烧72-96小时后，焙烧温度达到启动要求；

4)铺焦优化后，焦粒可以少用40％，每吨焦粒约2800元左右，可节约成本；

5)由于焦粒铺设量减少，启动过程中需打捞的炭渣量减少，员工的劳动强度降低；

6)电解槽四周采取空腔装炉方式，降低员工在装炉阶段添加边部保温料、及将边部保温料推入中缝的劳动量；

7)启动过程中炭渣打捞量减少，减少今后炭渣处理费用，减少打捞炭渣过程中带出电解质。

具体实施方式

下面用具体实施方式说明本发明，并不是对本发明的限制。

一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，具体包括以下步骤：

1)湿法启动槽铺焦挂极采用低电阻焦粒层，在铺焦挂极中，使用焦粒粒度为3-5mm，每块阳极底掌两边铺设宽度15-20cm、厚度15-20mm的焦粒，阳极底掌中间空出10cm不铺焦粒，确认各处平整无凹陷，在挂极前将焙烧槽阳极四周采用防氧化涂料进行喷涂，保证在空腔焙烧过程中阳极不发生氧化；

2)新启动槽中缝阴极表面不加助熔剂，二次启动槽中缝阴极表面处添加厚度5-8cm的助熔剂，采用耐火材料板封堵全部阳极中缝和阳极间缝，防止物料漏到槽内，采用抗氧化保温粉进行阳极覆盖，避免阳极氧化，槽中缝保持半空腔；

3)装炉预埋9-12根封好管口的热电偶套管，用于放置热电偶，测量焙烧温度；

4)在人造伸腿处刷一层防氧化涂层，或在人造伸腿处铺设一层厚2cm的纯碱和氟化钙掺配粉料；

5)阳极碳块周边的槽膛空间不装填电解质，在阳极上部用耐火材料板保持电解槽的密封，在耐火材料板上部采用抗氧化保温粉进行阳极覆盖确保保温、密封良好；

6)阳极覆盖情况检查，确保电解槽内腔密封；

7)分流片安装，安装6处，每处安装6片铜质分流片，安装位置在启动槽B面阳极母线接下台槽立柱母线，每个立柱母线安装6片，三个侧面每侧2片；

8)电解槽分流量依据设定升温梯度进行调整，包括分流量及分流装置拆除时间的调整，安装软连接，分流量0－60％，分流装置拆除在升温梯度小于20℃/小时后依次进行；

9)湿法启动焙烧72-96小时，通电后，焙烧72-96小时，可达到启动条件，缩小中缝与四周的温差，其中二次启动需要焙烧72小时，新启动需要焙烧96小时；

10)焙烧72-96小时后进入启动前，可先清开出铝端处的耐火材料板，在其它槽抽取液态电解质灌入启动槽适当提升电压在8V左右，清除电解槽加工面处的耐火材料板，补充电解质纯碱混合料；

11)启动槽提升电压后，对于电解质总量不足的电解槽，需向槽内添加固体电解质，利用启动过程熔化电解质，确保启动液态电解质总量；

12)对于进行启动后期管理的电解槽，在换极过程中，增加边部加工壳面长度，从边部补加电解质块，实现启动后期电解质总量的补充。

作为一种优选方案，所述的耐火材料板为硅酸盖板和钢制盖板中的一种。

作为一种优选方案，所述的步骤10)中电解质纯碱混合料为粒度小于2mm的电解质粉和纯碱掺配料或粒度为20mm-100mm电解质块加纯碱掺配料，使分子比达2.8-2.9，提高电解质水平达到需求高度，视情况可在加工面处的添加少量氟化钙。

作为一种优选方案，所述的抗氧化保温粉采用粒度小于0.2mm的电解质粉掺配阳极覆盖料面壳块粉或再生冰晶石配制而成。

作为一种优选方案，所述的再生冰晶石破碎到0.2mm以下，掺配后氧化铝含量小于50％，电解质粉分子比控制在2.8-2.9之间。

作为一种优选方案，所述步骤2)中助溶剂为冰晶石。

本发明的优点在于：

1)电解槽用盖板密封良好后空腔焙烧不会造成阳极氧化，通过添加一级分流片数量，降低冲击电压，满足启动方案；

2)当四周空腔装炉后，阳极不会因为融化边部电解质造成阳极底掌电阻不一，其电阻全部取决于焦粒电阻，在同等焦粒厚度下，电阻相差不多，所以每根阳极导杆上通过的电流也大致相同，就不会发生偏流现象，反过来促进温度均匀分布，提高焙烧效果，减少电解槽早期破损情况；

3)采用空腔装炉后，电解槽内的热循环方式发生转变：以辐射和对流为主，提升了电解槽边部焙烧温度，全槽温度梯度明显减小，减少了焙烧启动期间发生早期破损的可能性，对电解槽槽寿命产生有利影响，据实验，边部焙烧温度可以达到650℃-700℃，较传统的焙烧启动方式，边部温度高100℃左右，焙烧72-96小时后，焙烧温度达到启动要求；

4)铺焦优化后，焦粒可以少用40％，每吨焦粒约2800元左右，可节约成本；

5)由于焦粒铺设量减少，启动过程中需打捞的炭渣量减少，员工的劳动强度降低；

6)电解槽四周采取空腔装炉方式，降低员工在装炉阶段添加边部保温料、及将边部保温料推入中缝的劳动量；

7)启动过程中炭渣打捞量减少，减少今后炭渣处理费用，减少打捞炭渣过程中带出电解质。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)湿法启动槽铺焦挂极采用低电阻焦粒层，在铺焦挂极中，使用焦粒粒度为3-5mm，每块阳极底掌两边铺设宽度15-20cm、厚度15-20mm的焦粒，阳极底掌中间空出10cm不铺焦粒，确认各处平整无凹陷，在挂极前将焙烧槽阳极四周采用防氧化涂料进行喷涂，保证在空腔焙烧过程中阳极不发生氧化；

2)新启动槽中缝阴极表面不加助熔剂，二次启动槽中缝阴极表面处添加厚度5-8cm的助熔剂，采用耐火材料板封堵全部阳极中缝和阳极间缝，防止物料漏到槽内，采用抗氧化保温粉进行阳极覆盖，避免阳极氧化，槽中缝保持半空腔；

3)装炉预埋9-12根封好管口的热电偶套管，用于放置热电偶，测量焙烧温度；

4)在人造伸腿处刷一层防氧化涂层，或在人造伸腿处铺设一层厚2cm的纯碱和氟化钙掺配粉料；

5)阳极碳块周边的槽膛空间不装填电解质，在阳极上部用耐火材料板保持电解槽的密封，在耐火材料板上部采用抗氧化保温粉进行阳极覆盖确保保温、密封良好；

6)阳极覆盖情况检查，确保电解槽内腔密封；

7)分流片安装，安装6处，每处安装6片铜质分流片，安装位置在启动槽B面阳极母线接下台槽立柱母线，每个立柱母线安装6片，三个侧面每侧2片；

8)电解槽分流量依据设定升温梯度进行调整，包括分流量及分流装置拆除时间的调整，安装软连接，分流量0－60％，分流装置拆除在升温梯度小于20℃/小时后依次进行；

9)湿法启动焙烧72-96小时，通电后，焙烧72-96小时，可达到启动条件，缩小中缝与四周的温差；

10)焙烧72-96小时后进入启动前，可先清开出铝端处的耐火材料板，在其它槽抽取液态电解质灌入启动槽适当提升电压在8V左右，清除电解槽加工面处的耐火材料板，补充电解质纯碱混合料；

11)启动槽提升电压后，对于电解质总量不足的电解槽，需向槽内添加固体电解质，利用启动过程熔化电解质，确保启动液态电解质总量；

12)对于进行启动后期管理的电解槽，在换极过程中，增加边部加工壳面长度，从边部补加电解质块，实现启动后期电解质总量的补充。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，其特征在于：所述的耐火材料板为硅酸盖板和钢制盖板中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，其特征在于：所述的步骤10)中电解质纯碱混合料为粒度小于2mm的电解质粉和纯碱掺配料或粒度为20mm-100mm电解质块加纯碱掺配料，使分子比达2.8-2.9，提高电解质水平达到需求高度，视情况可在加工面处的添加少量氟化钙。

4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，其特征在于：所述的抗氧化保温粉采用粒度小于0.2mm的电解质粉掺配阳极覆盖料面壳块粉或再生冰晶石配制而成。

5.根据权利要求4所述的一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，其特征在于：所述的再生冰晶石破碎到0.2mm以下，掺配后氧化铝含量小于50％，电解质粉分子比控制在2.8-2.9之间。

6.根据权利要求1所述的一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法，其特征在于：所述步骤2)中助溶剂为冰晶石。