CN116283358B - 一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，先将槽壳和电阻料装入烤瓷坑中，在槽壳的内壁面上涂覆瓷釉，槽壳中不装电阻料，仅在槽壳之外装填电阻料，控制电阻料将槽壳的全部的外壁面掩埋，然后石墨阳极与石墨阴极输出的直流电传输给电阻料，直流电通过电阻料时电阻料发热，槽壳外的电阻料产生的热量将槽壳的内壁面上的瓷釉加热，依次进行干燥、烧结处理，结束后自然冷却，将瓷釉烧结成搪瓷层；本申请中，搪瓷层可以防止槽壳生锈，搪瓷层具有硬度高、耐化学侵蚀、耐高温、耐磨以及绝缘等优良性能；从而减少了电解质和铝液等对槽壳的渗透破坏，保护了铝电解槽的槽壳的钢板，提高了槽壳的耐腐蚀性与使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于铝电解设备技术领域，具体涉及一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法。
背景技术
现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝熔盐电解法，目前主要使用预焙阳极槽。在铝电解槽槽壳中，从槽外到槽内，先是耐火材料层(耐火砖层)，然后是炭块层，炭块层包括底部的阴极炭块与侧部的侧部炭块；熔融的电解质与熔融的铝液储存在侧部炭块与底部炭块形成的槽中，熔融的电解质与熔融的铝液与炭块层直接接触。实际生产中，熔融的电解质、铝液等不可避免地会向周边的炭块层、耐火材料层以及槽壳的钢板渗透与扩散，使用时间越长，这种渗透与扩散越严重。熔融的电解质、铝液等的渗透与扩散会对炭块层、耐火材料层以及槽壳的钢板造成严重地破坏，严重地降低了炭块层、耐火材料层以及槽壳中的钢板的使用性能与使用寿命。
铝电解槽的槽壳是一个矩形状的槽子，主要由钢板与加强梁焊接而成，例如：500KA铝电解槽槽壳整体为摇篮型，单重约65t，外长20-21m，外宽5-5.5m，外高1.4-1.7m。
因此，如何保护铝电解槽的槽壳的钢板，减少电解质和铝液等的渗透破坏，提高槽壳的耐腐蚀性与使用寿命，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1)在地上挖一个长方体形状的凹坑，然后在凹坑的内底面与内侧面上砌筑耐火砖层，然后在耐火砖层的内侧再砌筑保温砖层，完成后得到烤瓷坑；
2)然后在烤瓷坑的内底部铺设一层电阻料，然后将焊接组装成型的槽壳吊放在烤瓷坑中的内底部的电阻料上，控制槽壳的敞口向上；
3)涂搪：将瓷釉刷涂在槽壳的全部的内壁面上；
4)然后向槽壳的侧向外壁面与烤瓷坑的侧向内壁面之间的间隙中装填电阻料，装填过程中将石墨阳极与石墨阴极分别插入烤瓷坑的长度方向的两端的电阻料中以构成电通路，然后继续向烤瓷坑中装填电阻料，使得电阻料将槽壳的全部外壁面包围与覆盖；
装填完电阻料后，再在烤瓷坑中的电阻料上铺设一层保温料进行保温，且用保温盖将槽壳的顶敞口盖住封闭以进行保温；
5)干燥：将整流变压器输出的直流电分别传输给石墨阳极与石墨阴极，石墨阳极与石墨阴极输出的直流电传输给槽壳外的电阻料，直流电通过电阻料时槽壳外的电阻料发热，槽壳外的电阻料产生的热量对槽壳以及瓷釉进行加热，将瓷釉加热至110-150℃并保温一段时间以对瓷釉进行干燥；
6)烧结：升高整流变压器的输出功率，利用电阻料的通电发热将瓷釉加热至850-950℃并保温一段时间，将槽壳的内壁面上的瓷釉烧结成搪瓷层；
烧结保温结束后断电停止加热，且保持槽壳依然被电阻料覆盖掩埋状态下自然冷却直至槽壳的温度降至100℃以下；
7)将槽壳之外四周的间隙中的电阻料移出，然后将槽壳吊出烤瓷坑，保留烤瓷坑中的内底部的电阻料，以备吊入下一个待表面处理的槽壳。
优选的，所述瓷釉为钢板搪瓷釉。
优选的，电阻料为冶金焦，电阻料的粒径为5-25mm。
优选的，烧结处理的保温时间为5-10h。
优选的，槽壳的内壁面上的搪瓷层的厚度为0.8-2.0mm。
优选的，保温盖包括钢质盖子与硅酸铝纤维保温内衬层，硅酸铝纤维保温内衬层设置在钢质盖子的内壁面上。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
本申请将槽壳和电阻料装入烤瓷坑中，在槽壳的内壁面上涂覆瓷釉，槽壳中不装电阻料，仅在槽壳之外装填电阻料，控制电阻料将槽壳的全部的外壁面掩埋、包围与覆盖，然后接通直流电，石墨阳极与石墨阴极输出的直流电传输给电阻料，直流电通过电阻料时槽壳外的电阻料发热，槽壳外的电阻料产生的热量将槽壳的内壁面上的瓷釉加热，依次进行干燥、烧结处理，结束后保持原样自然冷却，将槽壳的内壁面上的瓷釉烧结成搪瓷层；
本申请中，搪瓷层可以防止槽壳生锈，使槽壳在受热时不至于在表面形成氧化层并且能抵抗各种液体的侵蚀；搪瓷层在槽壳上表现出硬度高、耐化学侵蚀、耐高温、耐磨以及绝缘等优良性能；搪瓷层可以耐腐蚀，可以承受各种有机酸、无机酸、有机溶剂和弱碱的腐蚀，不怕王水、硝酸的腐蚀；搪瓷层具有绝缘性，防止铝电解生产过程中漏电，防止了槽壳上有电流会加速槽壳腐蚀损坏的问题；搪瓷层的优良的耐腐蚀性可以减少电解质和铝液等对槽壳的渗透破坏，保护了铝电解槽的槽壳的钢板，提高了槽壳的耐腐蚀性与使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1)在地上挖一个长方体形状的凹坑，然后在凹坑的内底面与内侧面上砌筑耐火砖层，然后在耐火砖层的内侧再砌筑保温砖层，完成后得到烤瓷坑；
2)然后在烤瓷坑的内底部铺设一层电阻料，然后将焊接组装成型的槽壳吊放在烤瓷坑中的内底部的电阻料上，控制槽壳的敞口向上；
3)涂搪：将瓷釉刷涂在槽壳的全部的内壁面上；
4)然后向槽壳的侧向外壁面与烤瓷坑的侧向内壁面之间的间隙中装填电阻料，装填过程中将石墨阳极与石墨阴极分别插入烤瓷坑的长度方向的两端的电阻料中以构成电通路，然后继续向烤瓷坑中装填电阻料，使得电阻料将槽壳的全部外壁面包围与覆盖；
装填完电阻料后，再在烤瓷坑中的电阻料上铺设一层保温料进行保温，且用保温盖将槽壳的顶敞口盖住封闭以进行保温；
5)干燥：将整流变压器输出的直流电分别传输给石墨阳极与石墨阴极，石墨阳极与石墨阴极输出的直流电传输给槽壳外的电阻料，直流电通过电阻料时槽壳外的电阻料发热，槽壳外的电阻料产生的热量对槽壳以及瓷釉进行加热，将瓷釉加热至110-150℃并保温一段时间以对瓷釉进行干燥；
6)烧结：升高整流变压器的输出功率，利用电阻料的通电发热将瓷釉加热至850-950℃并保温一段时间，将槽壳的内壁面上的瓷釉烧结成搪瓷层；
烧结保温结束后断电停止加热，且保持槽壳依然被电阻料覆盖掩埋状态下自然冷却直至槽壳的温度降至100℃以下；
7)将槽壳之外四周的间隙中的电阻料移出，然后将槽壳吊出烤瓷坑，保留烤瓷坑中的内底部的电阻料，以备吊入下一个待表面处理的槽壳。
在本申请的一个实施例中，所述瓷釉为钢板搪瓷釉。
在本申请的一个实施例中，电阻料为冶金焦，电阻料的粒径为5-25mm。
在本申请的一个实施例中，烧结处理的保温时间为5-10h。
在本申请的一个实施例中，槽壳的内壁面上的搪瓷层的厚度为0.8-2.0mm。
在本申请的一个实施例中，保温盖包括钢质盖子与硅酸铝纤维保温内衬层，硅酸铝纤维保温内衬层设置在钢质盖子的内壁面上。
本申请中，为了能够放入烤瓷坑中，烤瓷坑的内腔尺寸应该大于槽壳的尺寸，优选的，烤瓷坑的内长(砌完保温砖层之后的，以下相同意思)大于等于槽壳的外长1-3米，烤瓷坑的内宽大于等于槽壳的外宽1-3米，烤瓷坑的内深大于等于槽壳的外高1-1.5米，以使得任意部位用于加热的电阻料具有足够的厚度进而具有足够的电阻，最终能产生足够的热量。
本申请中，搪瓷，又称珐琅，是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体槽壳上并与槽壳牢固结合在一起的一种复合材料；
工业搪瓷是将含硅量高的瓷釉喷涂到低碳钢胎表面，经900℃左右的高温焙烧，使瓷釉密着于槽壳钢胎表面而形成；
搪瓷生产主要有釉料制备、坯体制备、涂搪、干燥、烧结、检验等工序；
瓷釉是涂在槽壳坯体上的玻璃态硅酸盐或硼硅酸盐涂层，本申请中优选的使用钢板搪瓷釉：钢板搪瓷底釉按密着剂的不同，可分为钴底釉(氧化钴)、镍底釉(氧化镍)、钴镍底釉、锑底釉(氧化锑)、锑钼底釉(氧化锑和氧化钼)，主要是要求搪瓷底釉能与钢板进行良好的密着，钢板面釉是涂搪在底釉上的瓷釉，可按乳浊剂划分：钛面釉、锡面釉、锆面釉等，要求烧成后搪瓷能适应一定程度耐酸耐氧化的需要；
本申请优选的采用一次涂搪工艺，即配制一种釉，既作底釉，又作面釉，一次涂敷，一次烧结即得到产品；
涂搪是将釉粉或釉浆均匀涂敷在槽壳坯胎上，涂搪方法有浸渍、浇注、喷雾、洒粉法、静电涂粉和电泳法涂搪等；
烧结是将已涂搪瓷釉的坯件置于箱式炉、转盘炉或隧道炉等中烧结，含密着剂的硼硅酸盐底釉的烧结温度为880～930℃，面釉烧结温度略低，用乳浊色的锑面釉的烧结温度为850～900℃，钛面釉的烧结温度为820～860℃。
本申请中，实际生产中，铝电解中电解质的温度为950℃-970℃(电解温度)，而由于耐火材料层的隔热保护，最终逐层传递到槽壳钢板的热量并不多，使得槽壳的钢板的温度在150度及以下，因此，本申请制备的搪瓷层是完全可以耐受住这个150度及以下的温度，搪瓷层不会受到超上限温度而崩裂。
本申请中，烤瓷坑的结构以及加热原理与艾奇逊石墨化炉的结构以及加热原理相似，坑内空腔中填充用于通电发热的电阻料，电阻料为颗粒状的冶金焦或石墨化冶金焦为电阻料，优选的为煅后石油焦，煅后石油焦的粒径为5-25mm，电流通过由铝电解槽的槽壳与电阻料组成的炉芯电阻而产生热量，将槽壳加热到表面处理所需的温度。
本申请中，石墨阳极与石墨阴极为实心的圆柱形，外径为300mm-600mm，长度为1.5m-2.5m。
本发明中未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
实施例1
一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，包括以下依次进行的步骤：
1)在地上挖一个长方体形状的凹坑，然后在凹坑的内底面与内侧面上砌筑耐火砖层，然后在耐火砖层的内侧再砌筑保温砖层，完成后得到烤瓷坑；
2)然后在烤瓷坑的内底部铺设一层电阻料，然后将焊接组装成型的槽壳吊放在烤瓷坑中的内底部的电阻料上，控制槽壳的敞口向上；
3)涂搪：将瓷釉刷涂在槽壳的全部的内壁面上；
所述瓷釉为钢板搪瓷釉；
4)然后向槽壳的侧向外壁面与烤瓷坑的侧向内壁面之间的间隙中装填电阻料，装填过程中将石墨阳极与石墨阴极分别插入烤瓷坑的长度方向的两端的电阻料中以构成电通路，然后继续向烤瓷坑中装填电阻料，使得电阻料将槽壳的全部外壁面包围与覆盖；
装填完电阻料后，再在烤瓷坑中的电阻料上铺设一层保温料进行保温，且用保温盖将槽壳的顶敞口盖住封闭以进行保温；
电阻料为冶金焦，电阻料的粒径为15-25mm；
保温盖包括钢质盖子与硅酸铝纤维保温内衬层，硅酸铝纤维保温内衬层设置在钢质盖子的内壁面上；
5)干燥：将整流变压器输出的直流电分别传输给石墨阳极与石墨阴极，石墨阳极与石墨阴极输出的直流电传输给槽壳外的电阻料，直流电通过电阻料时槽壳外的电阻料发热，槽壳外的电阻料产生的热量对槽壳以及瓷釉进行加热，将瓷釉加热至110-130℃并保温一段时间以对瓷釉进行干燥；
6)烧结：升高整流变压器的输出功率，利用电阻料的通电发热将瓷釉加热至900-920℃并保温一段时间，将槽壳的内壁面上的瓷釉烧结成搪瓷层；
烧结保温结束后断电停止加热，且保持槽壳依然被电阻料覆盖掩埋状态下自然冷却直至槽壳的温度降至100℃以下；
烧结处理的保温时间为8h；
7)将槽壳之外四周的间隙中的电阻料移出，然后将槽壳吊出烤瓷坑，保留烤瓷坑中的内底部的电阻料，以备吊入下一个待表面处理的槽壳；
槽壳的内壁面上的搪瓷层的厚度为2.0mm。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
1)在地上挖一个长方体形状的凹坑，然后在凹坑的内底面与内侧面上砌筑耐火砖层，然后在耐火砖层的内侧再砌筑保温砖层，完成后得到烤瓷坑；
2)然后在烤瓷坑的内底部铺设一层电阻料，然后将焊接组装成型的槽壳吊放在烤瓷坑中的内底部的电阻料上，控制槽壳的敞口向上；
3)涂搪：将瓷釉刷涂在槽壳的全部的内壁面上；
4)然后向槽壳的侧向外壁面与烤瓷坑的侧向内壁面之间的间隙中装填电阻料，装填过程中将石墨阳极与石墨阴极分别插入烤瓷坑的长度方向的两端的电阻料中以构成电通路，然后继续向烤瓷坑中装填电阻料，使得电阻料将槽壳的全部外壁面包围与覆盖；
装填完电阻料后，再在烤瓷坑中的电阻料上铺设一层保温料进行保温，且用保温盖将槽壳的顶敞口盖住封闭以进行保温；
5)干燥：将整流变压器输出的直流电分别传输给石墨阳极与石墨阴极，石墨阳极与石墨阴极输出的直流电传输给槽壳外的电阻料，直流电通过电阻料时槽壳外的电阻料发热，槽壳外的电阻料产生的热量对槽壳以及瓷釉进行加热，将瓷釉加热至110-150℃并保温一段时间以对瓷釉进行干燥；
6)烧结：升高整流变压器的输出功率，利用电阻料的通电发热将瓷釉加热至850-950℃并保温一段时间，将槽壳的内壁面上的瓷釉烧结成搪瓷层；
烧结保温结束后断电停止加热，且保持槽壳依然被电阻料覆盖掩埋状态下自然冷却直至槽壳的温度降至100℃以下；
7)将槽壳之外四周的间隙中的电阻料移出，然后将槽壳吊出烤瓷坑，保留烤瓷坑中的内底部的电阻料，以备吊入下一个待表面处理的槽壳；
所述瓷釉为钢板搪瓷釉；
烧结处理的保温时间为5-10h；
槽壳的内壁面上的搪瓷层的厚度为0.8-2.0mm。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，其特征在于，电阻料为冶金焦，电阻料的粒径为5-25mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的槽壳的表面处理方法，其特征在于，保温盖包括钢质盖子与硅酸铝纤维保温内衬层，硅酸铝纤维保温内衬层设置在钢质盖子的内壁面上。
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