CN109338409A - 一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法 - Google Patents

一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法。该方法包括以下步骤：S1、沉淀分析：对槽底含有沉淀的铝电解槽进行取样分析，当铝电解槽槽底沉淀样品中氧化铝质量含量大于20％，沉淀高度大于5cm时，进行沉淀清理操作；S2、刮板设计：设计一个用于将铝电解槽沉淀刮至电解槽侧部人工伸腿上的刮板；S3、沉淀清理：将柄杆一端与所述刮板可拆卸地固定连接，另一端与车间多功能天车连接，在更换阳极时，通过预先设定的车间多功能天车程序操作使车间多功能天车带动所述柄杆和刮板进行移动，将沉淀刮至侧部人工伸腿上。该方法降低劳动力，提高劳动效率，且不会对铝液和电解质造成影响，延长铝电解槽的使用寿命。

Description

一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法。
背景技术
近年来，随着电解铝工业的迅速发展，原铝产量急剧增加。由于我国大量使用国产一水硬铝石制备的冶金级氧化铝，这种氧化铝含有大量的碱金属元素，氧化铝溶解性能较差。这种氧化铝加入到电解质中，锂盐、钾盐也随之一起进入到铝电解槽中，并不断在电解质中积累。
随着生产的持续，锂盐在电解质中的含量增加，从而使电解质组份发生连续变化。随着锂的含量增加铝电解质对氧化铝溶解度会降低，这样会造成电解质中氧化铝含量降低，影响铝电解。铝电解槽内氧化铝沉淀的增加，会改变电解槽炉膛结构，造成铝液液面上抬，炉底结壳，电流分布不均，铝液大幅度波动，降低电流效率。严重时会造成电解槽滚铝，危害生产安全。因此对于炉底沉淀接近10cm厚的电解槽必须进行槽底沉淀清理作业。
目前，在现有技术中都是在铝电解槽炉的阳极更换工序，进行人工清理，或者抓斗清理。人工清理效率低，劳动环境恶劣；抓斗清理容易将铝液和电解质都清理出来，造成浪费。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题，本发明提供一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，该方法降低劳动力，提高劳动效率，且不会对铝液和电解质造成影响，延长铝电解槽的使用寿命。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其包括以下步骤：
S1、沉淀分析：对槽底含有沉淀的铝电解槽进行取样分析，当铝电解槽槽底沉淀样品中氧化铝质量含量大于20％，沉淀高度大于5cm时，进行沉淀清理操作；
S2、刮板设计：设计一个用于将铝电解槽沉淀刮至电解槽侧部人工伸腿上的刮板；
S3、沉淀清理：将柄杆一端与所述刮板可拆卸地固定连接，另一端与车间多功能天车连接，在更换阳极时，通过预先设定的车间多功能天车程序操作使车间多功能天车带动所述柄杆和刮板进行移动，所述刮板从电解质上方以垂直角度进入电解质及铝液，所述刮板接触铝电解槽槽底后上抬，并沿所述槽底水平方向移动，将沉淀刮至侧部人工伸腿上。
如上述的方法，优选地，所述刮板的宽度与铝电解槽阳极等宽。
如上述的方法，优选地，所述刮板的高度为50mm～250mm，低于或等于铝液的高度。
如上述的方法，优选地，所述刮板的厚度为5mm～10mm。
如上述的方法，优选地，所述柄杆与刮板之间具有一定角度，所述角度为0°～60°。
如上述的方法，优选地，所述刮板接触铝电解槽槽底后上2mm～8mm的距离。
如上述的方法，优选地，所述刮板的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀涂层。
如上述的方法，优选地，所述抗铝液腐蚀涂层为TiB2、TiN和渗碳中的至少一种。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，由多功能天车自动操作，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。
2、本发明提供的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，能够有效降低铝电解槽槽底沉淀对铝电解过程的影响，可以降低电解铝生产的能耗，提高电流效率，延长铝电解槽的使用寿命。
3、本发明提供的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，能够改善铝电解质中氧化铝浓度的分布，降低阳极效应系数，适合在工业生产中应用和推广。
4、本发明在对沉淀组成及性质研究和大量模拟计算优化的基础上，提供了一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，为铝电解行业解决了槽底沉淀对铝电解槽平稳运行的影响，铝电解槽边部氧化铝浓度低的一系列问题，增加了效益，提升了我国铝电解工业的技术水平。
附图说明
图1为本发明实施方式中的刮板。
【附图标记说明】
1：柄杆；2：刮板。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本实施方式提出一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，包括如下步骤：
S1、沉淀分析：对槽底含有沉淀的铝电解槽进行取样分析，当铝电解槽槽底沉淀样品中氧化铝质量含量大于20％，沉淀高度大于5cm时，进行沉淀清理操作；
S2、刮板设计：如图1所示，设计一个用于将铝电解槽沉淀刮至电解槽侧部人工伸腿上的刮板2。刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，刮板2的高度可根据电解槽铝液高度调整，低于或等于铝液高度。刮板2的厚度可根据腐蚀程度与使用寿命来调节。刮板2的材质选用抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀涂层。
S3、沉淀清理：将柄杆1一端与刮板2可拆卸地固定连接，另一端与车间多功能天车连接，在更换阳极时，通过预先设定的车间多功能天车程序操作使车间多功能天车带动柄杆1和刮板2进行移动，刮板2从电解质上方以垂直角度进入电解质及铝液，刮板2接触铝电解槽槽底后上抬，并沿所述槽底水平方向移动，将沉淀刮至侧部人工伸腿上。
在本实施方式中，刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，如阳极尺寸为620mm×700mm×1600mm，取刮板2的宽度为700mm。
在本实施方式中，刮板2的高度可根据电解槽中的铝液高度调整，低于或等于铝液高度，优选为50mm～250mm。
在本实施方式中，刮板2的厚度可根据腐蚀程度与使用寿命来调节，优选为5mm～10mm。
在本实施方式中，柄杆1与刮板2之间形成具有一定角度的可拆卸地固定连接在一起，角度优选为0°～60°,使刮板2与槽底的接触更加贴合、全面。
在本实施方式中，刮板2接触铝电解槽槽底后上抬距离优选为2mm～8mm，防止刮板2在运动过程中对槽底造成损害，延长铝电解槽的使用寿命。
在本实施方式中，刮板2的材质选用抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀涂层，优选为TiB2、TiN和渗碳中的一种。由于TiB2与金属铝液良好的润湿性，用TiB2作为铝电解槽刮板的涂层材料，可以使铝电解槽的耗电量降低，延长使用寿命。TiN熔点高、硬度大、化学稳定性好，可延长刮板的使用寿命。渗碳淬火后，刮板表面产生压缩内应力，可提高刮板的疲劳强度、冲击韧性和耐磨性，以延长刮板的使用寿命。
在本实施方式中，车间多功能天车由天车操作工操作使用，天车操作工只负责放置位置的确定，其余有程序控制自动完成。
在本实施方式中，能够有效降低铝电解槽槽底沉淀对铝电解过程的影响，改善铝电解质中氧化铝浓度的分布，降低电解铝生产的能耗，提高电流效率，延长铝电解槽的使用寿命。
现结合具体实施例，对本发明进一步说明：
实施例1
对槽底沉淀中氧化铝质量含量为20％，沉淀高度为5cm的电解槽进行沉淀清理操作：
采用刮板2的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀的TiN涂层，刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，为700mm，高度100mm，厚度8mm。将柄杆1一端与刮板2可拆卸地固定连接在一起，刮板2与柄杆1之间角度为60°。柄杆1另一端与车间多功能天车相连，在更换阳极时，车间多功能天车由天车操作工操作，根据预先设定的程序控制刮板2从电解质上方以垂直的角度快速进入电解质及铝液，刮板2接触槽底后上抬2mm，沿槽底缓慢水平移动，逐渐将沉淀刮至侧部人工伸腿上，停留10s，从槽中垂直取出刮板2；重复操作三次，将铝电解槽的沉淀清理干净。
实施例2
对槽底沉淀中氧化铝质量含量为20％，沉淀高度为5cm的电解槽进行沉淀清理操作：
采用刮板2的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀的渗碳涂层，刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，为700mm，高度50mm，厚度5mm。将柄杆1一端与刮板2可拆卸地固定连接在一起，刮板2与柄杆1之间角度为45°。柄杆1另一端与车间多功能天车相连，在更换阳极时，车间多功能天车由天车操作工操作，根据预先设定的程序控制刮板2从电解质上方以垂直的角度快速进入电解质及铝液，刮板2接触槽底后上抬2mm，沿槽底缓慢水平移动，逐渐将沉淀刮至侧部人工伸腿上，停留10s，从槽中垂直取出刮板2；重复操作三次，将铝电解槽的沉淀清理干净。
实施例3
对槽底沉淀中氧化铝质量含量为25％，沉淀高度为8cm的电解槽进行沉淀清理操作：
采用刮板2的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀的TiB2涂层，刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，为700mm，高度120mm，厚度10mm。将柄杆1一端与刮板2可拆卸地固定连接在一起，刮板2与柄杆1之间角度为30°。柄杆1另一端与车间多功能天车相连，在更换阳极时，车间多功能天车由天车操作工操作，根据预先设定的程序控制刮板2从电解质上方以垂直的角度快速进入电解质及铝液，刮板2接触槽底后上抬2mm，沿槽底缓慢水平移动，逐渐将沉淀刮至侧部人工伸腿上，停留10s，从槽中垂直取出刮板2；重复操作三次，将铝电解槽的沉淀清理干净。
实施例4
对槽底沉淀中氧化铝质量含量为28％，沉淀高度为6cm的电解槽进行沉淀清理操作：
采用刮板2的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀的TiN涂层，刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，为700mm，高度80mm，厚度8mm。将柄杆1一端与刮板2可拆卸地固定连接在一起，刮板2与柄杆1之间角度为15°。柄杆1另一端与车间多功能天车相连，在更换阳极时，车间多功能天车由天车操作工操作，根据预先设定的程序控制刮板2从电解质上方以垂直的角度快速进入电解质及铝液，刮板2接触槽底后上抬2mm，沿槽底缓慢水平移动，逐渐将沉淀刮至侧部人工伸腿上，停留12s，从槽中垂直取出刮板2；重复操作三次，将铝电解槽的沉淀清理干净。
实施例5
对槽底沉淀中氧化铝质量含量为28％，沉淀高度为10cm的电解槽进行沉淀清理操作：
采用刮板2的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀的TiN涂层，刮板2的宽度与电解槽阳极等宽，为700mm，高度250mm，厚度10mm。将柄杆1一端与刮板2可拆卸地固定连接在一起，刮板2与柄杆1之间角度为0°。柄杆1另一端与车间多功能天车相连，在更换阳极时，车间多功能天车由天车操作工操作，根据预先设定的程序控制刮板2从电解质上方以垂直的角度快速进入电解质及铝液，刮板2接触槽底后上抬8mm，沿槽底缓慢水平移动，逐渐将沉淀刮至侧部人工伸腿上，停留12s，从槽中垂直取出刮板2；重复操作三次，将铝电解槽的沉淀清理干净。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、沉淀分析：对槽底含有沉淀的铝电解槽进行取样分析，当铝电解槽槽底沉淀样品中氧化铝质量含量大于20％，沉淀高度大于5cm时，进行沉淀清理操作；
S2、刮板设计：设计一个用于将铝电解槽沉淀刮至电解槽侧部人工伸腿上的刮板；
S3、沉淀清理：将柄杆一端与所述刮板可拆卸地固定连接，另一端与车间多功能天车连接，在更换阳极时，通过预先设定的车间多功能天车程序操作使车间多功能天车带动所述柄杆和刮板进行移动，所述刮板从电解质上方以垂直角度进入电解质及铝液，所述刮板接触铝电解槽槽底后上抬，并沿所述槽底水平方向移动，将沉淀刮至侧部人工伸腿上。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述刮板的宽度与铝电解槽阳极等宽。
3.根据权利要求2所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：所述刮板的高度为50mm～250mm，低于或等于铝液的高度。
4.根据权利要求3所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：所述刮板的厚度为5mm～10mm。
5.根据权利要求1所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述柄杆与刮板之间具有一定角度，所述角度为0°～60°。
6.根据权利要求1所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述刮板接触铝电解槽槽底后上抬2mm～8mm的距离。
7.根据权利要求1-4中任一所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：所述刮板的材质为抗铝液腐蚀合金钢，表面喷涂抗铝液腐蚀涂层。
8.根据权利要求7所述的铝电解槽炉底沉淀自动清理方法，其特征在于：所述抗铝液腐蚀涂层包括TiB2、TiN或渗碳。
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