CN117626356A - 一种预焙阳极铝电解槽装炉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预焙阳极铝电解槽装炉的方法，属于铝电解槽装炉技术领域。该方法包括：(1)铝电解槽内衬砌筑完毕后，安装阳极；(2)在阴极碳块和人造伸腿表面铺洒冰晶石；(3)使用电解质结壳块封堵阳极中缝，使用破碎电解质块封堵阳极间缝；(4)采用挡料板搭在阳极与槽壳边缘，在挡料板两端下方铺设陶瓷纤维毯作为绝缘材料，以防止电流旁路；将焙烧燃烧器放入挡料板预留插孔内，出铝端和烟道端不放燃烧器；(5)使用破碎电解质块铺洒于阳极与挡料板上方，再铺洒冰晶石于破碎电解质块上方，最后在冰晶石上方铺洒纯碱。该方法降低了阴极碳块和人造伸腿在燃气焙烧时的氧化，提高了焙烧启动的质量。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解槽装炉技术领域，具体涉及一种预焙阳极铝电解槽装炉的方法。
背景技术
铝电解槽是炼铝的主体设备，自发明冰晶石-氧化铝融盐电解法以来，已持续一百多年的历史，从自焙槽到预焙槽，从小型预焙阳极电解槽发展到400KA以上的超大型预焙阳极电解槽，再到现在的各种新技术预焙槽，如异形阴极、新型结构、双钢棒、钢棒磁屏蔽电解槽等，现在铝电解的技术水平、自动化装备、精细化管理等方面都有了重大发展。
铝电解槽在槽内衬砌筑完毕后，需经过焙烧、启动才能投入生产。铝电解槽启动之前需要经过3天的焙烧烘炉，使内衬材料水分充分挥发，人造伸腿和糊料良好焦化才能正常启动。电解槽的启动直接影响电解槽的稳定生产、原铝质量恢复以及电解槽的寿命等。启动之前的装炉是实现电解槽焙烧温度均匀上升的关键工序。目前国内大型预焙铝电解槽的启动方法主要有三种：铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃气焙烧法，装炉方法有：全空腔装炉和半空腔装炉。焦粒焙烧法是应用最广泛的一种焙烧启动方法，它是以焦粒为发热介质，然后挂极装入所需物料，现在广泛应用的是半空腔装炉，即阳极中缝为空腔，边部大面为电解质和冰晶石等物料进行填充，在焙烧过程中往往会出现中缝温度过高，侧部和角部温度偏低，焙烧结束后侧部和角部的人造伸腿没有很好的焦化，灌入高温电解质后受到热冲击造成人造伸腿炸裂，电解槽出现早期破损，并且在进入后期管理中，出现边部炉帮形成不好、角部温度低、伸腿肥大等影响槽的稳定性和经济效益。在装炉选材上，通常在炉底阳极下铺一层煅后焦粒，由于煅后焦粒的粒度不均匀导致电阻值有一定差别，会对电解槽阴极、阳极电阻的分布有一定影响，进而影响到电解槽焙烧效果。
目前，铝电解槽异形阴极的大力推广，以往常规焦粒焙烧已不适用于异形铝电解槽的焙烧启动，燃气焙烧法以其温度分布均匀、升温速度可控、垂直温度梯度小、启动过程无焦粒、电流分布均衡等优点得到广泛应用。燃气焙烧法采用全空腔装炉，即用铁板、硅酸钙板、陶瓷纤维毯等将电解槽内部与上部覆盖料进行隔离，在电解槽内部和四周形成一个可流通的空腔通道。此装炉方法焙烧温升快，但阴极碳块和人造伸腿表面无覆盖料，焙烧中易造成阴极碳块和人造伸腿表面氧化，影响原铝质量恢复(硅元素含量)、电解槽寿命以及后期管理中电解槽的稳定运行，造成电解槽漏炉风险增大。
现有技术一公开了一种预焙铝电解槽的装炉方法(CN200910087744.0)，其装炉过程步骤包括：(1)将纯煅后石油焦粒筛选后铺设于石墨阴极之上；(2)安装阳极；(3)边部人造伸腿上铺满氟化钙；(4)选择电解质块作为密封物密封阳极间缝、中缝，再在电解质块上覆盖纸片；(5)用冰晶石覆盖阳极，覆盖层厚度为10-25厘米。其发明的方法，由于没有杂质带入电解质体系中，特别是电解质块和纸片作为密封阳极间缝、中缝的密封材料，装炉过程使用没有富集任何杂质的电解质块与报纸相结合替代钢板、石棉板和硅酸钙板等材料，从而快速恢复新启动电解槽的原铝质量，大大缩短了原铝质量恢复周期降低了电解槽的启动成本，经济效益明显。
现有技术一采用的焦粒焙烧是以焦粒为发热介质，然后挂极装入所需物料，应用的是半空腔装炉，即阳极中缝为空腔，边部大面为电解质块和冰晶石等物料填充，在焙烧过程中往往出现中缝温度过高，侧部和角部位置温度偏低，焙烧结束后，侧部和角部的人造伸腿没有良好焦化，灌入高温电解质后受到热冲击造成人造伸腿炸裂，电解槽出现早期破损，并且在进入后期管理过程中，出现了边部炉帮形成不好、角部温度低、伸腿肥大等影响槽的稳定性和经济效益。
现有技术二公开了一种铝电解槽全空腔装炉方法(CN201310407265.9)，其采用挡料板将电解槽内部与上部覆盖料进行隔离，使电解槽四周及内部形成一个可流通的空腔通道。其发明很好的调整了电解槽焙烧过程中温度不均现象，使焙烧质量提高，促使人造伸腿良好焦化，避免启动过程出现电解槽早期破损。本发明应用前景广泛，可有效提高电解槽后期管理的稳定性，并延长侧部使用寿命，具有较高的推广价值和经济效益。
现有技术二采用焦粒焙烧启动铝电解槽，焦粒焙烧如因焦粒粒度不完全均匀一致，电流分布不均，易产生局部过热，不利于延长槽寿命；若槽边部扎固糊焙烧不良会导致耗能高；铝电解槽启动后电解质中炭渣多，需要清除，费工费料；并且焙烧成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预焙阳极铝电解槽装炉的方法，该方法降低了阴极碳块和人造伸腿在燃气焙烧时的氧化，提高了焙烧启动的质量。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种预焙阳极铝电解槽装炉的方法，该方法包括如下步骤：
(1)铝电解槽内衬砌筑完毕后，安装阳极，清理炉膛及炉膛四周杂物，使用压缩空气吹净阴极碳块和人造伸腿表面灰尘；
(2)在阴极碳块和人造伸腿表面均匀铺洒1吨±10kg的冰晶石；
(3)使用3吨±30kg电解质结壳块封堵阳极中缝，使用1吨±10kg破碎电解质块封堵阳极间缝；
(4)采用挡料板搭在阳极与槽壳边缘，挡料板将电解槽与上部覆盖料(阳极与槽壳上部覆盖料)进行隔离，使电解槽内部与四周形成一个可流通的空腔通道；在挡料板两端下方铺设陶瓷纤维毯作为绝缘材料，以防止电流旁路；将焙烧燃烧器放入挡料板预留插孔内，出铝端和烟道端不放燃烧器；
(5)使用6吨±60kg破碎电解质块铺洒于阳极与挡料板上方，均匀铺洒完破碎电解质块后，再铺洒8吨±80kg冰晶石于破碎电解质块上方，铺洒过程中若发现冰晶石渗漏，使用小块陶瓷纤维毯进行封堵，最后在冰晶石上方铺洒1.5吨±15kg纯碱。
上述步骤(2)中，阴极碳块表面铺洒冰晶石的厚度为8-10mm，人造伸腿表面铺洒冰晶石的厚度为2-3mm。
上述步骤(3)中，所述电解质结壳块长度大于200mm，所述破碎电解质块直径为30-50mm。
上述步骤(4)中，所述挡料板为厚度9-11mm的钢板。
上述步骤(5)中，所述破碎电解质块铺洒的厚度为90-100mm，破碎电解质块直径为3-5mm。
上述步骤(5)中，冰晶石铺洒厚度为90-110mm，纯碱铺洒厚度为90-110mm。
本发明设计原理及有益效果如下：
本发明装炉采用全空腔装炉，使用冰晶石作为覆盖料铺洒在阴极碳块和人造伸腿表面，启动焙烧时减少阴极碳块和人造伸腿的氧化，保护槽内衬。提高原铝质量(硅元素)恢复周期，同时在焙烧过程中，焙烧温度变化均匀、平稳，启动后炉帮稳定成型，有效确保电解槽焙烧启动的顺利完成，确保电解槽启动后连续稳定高效运行，并延长电解槽的使用寿命，具有较高的推广价值和经济效益。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，以下结合实例对本发明进行描述，但实例仅为对本发明的特点和优点做进一步阐述，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明是在阴极碳块和人造伸腿表面铺洒一层冰晶石，焙烧时降低阴极碳块和人造伸腿表面的氧化。主要包括如下内容：
1、在阴极碳块和人造伸腿表面均匀铺洒一层冰晶石；
2、使用电解质结壳块封堵阳极阳极中缝；
3、采用钢板(厚度为10mm)作为挡料板，在挡料板两端下方铺设陶瓷纤维毯作为绝缘材料。
4、使用破碎电解质块、冰晶石、纯碱作为覆盖料依次铺洒在阳极与挡料板上方。
实施例1：
本实施例为预焙阳极铝电解槽装炉的方法，具体如下：
220#铝电解槽内衬砌筑完毕后，安装24组阳极，清理炉膛及炉膛四周杂物，用压缩空气连接吹风管，吹净阴极碳块和人造伸腿表面灰尘，以降低电阻。在阴极碳块和人造伸腿表面均匀铺洒1吨的冰晶石，阴极碳块表面铺洒冰晶石的厚度为8-10mm，人造伸腿表面铺洒冰晶石的厚度为2-3mm。
使用3吨电解质结壳块封堵阳极阳极中缝，电解质结壳块长度大于200mm，使用1吨破碎电解质块封堵阳极间缝，直径为30-50mm。
采用钢板(厚度为10mm)作为挡料板搭在阳极与槽壳边缘，挡料板将电解槽与上部覆盖料进行隔离，使电解槽内部与四周形成一个可流通的空腔通道。在挡料板两端下方铺设陶瓷纤维毯作为绝缘材料，将防止电流旁路。
使用6吨破碎电解质块(直径约为3-5mm)铺洒于阳极与挡料板上方，均匀铺洒完破碎电解质块后，再铺8吨冰晶石于破碎电解质上方，铺洒过程中若发现冰晶石渗漏，使用小块陶瓷纤维毯进行封堵，最后在冰晶石上方铺洒1.5吨纯碱。
220#铝电解槽启动20天后的原铝质量(Fe、Si元素含量)如表1所示，原铝质量恢复到Al99.85％率的周期为18天。
表1、220#槽原铝质量
Claims (6)
1.一种预焙阳极铝电解槽装炉的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)铝电解槽内衬砌筑完毕后，安装阳极，清理炉膛及炉膛四周杂物，使用压缩空气吹净阴极碳块和人造伸腿表面灰尘；
(2)在阴极碳块和人造伸腿表面均匀铺洒1吨±10kg的冰晶石；
(3)使用3吨±30kg电解质结壳块封堵阳极中缝，使用1吨±10kg破碎电解质块封堵阳极间缝；
(4)采用挡料板搭在阳极与槽壳边缘，挡料板将电解槽与上部覆盖料进行隔离，使电解槽内部与四周形成一个可流通的空腔通道；在挡料板两端下方铺设陶瓷纤维毯作为绝缘材料，以防止电流旁路；将焙烧燃烧器放入挡料板预留插孔内，出铝端和烟道端不放燃烧器；
(5)使用6吨±60kg破碎电解质块铺洒于阳极与挡料板上方，均匀铺洒完破碎电解质块后，再铺洒8吨±80kg冰晶石于破碎电解质块上方，铺洒过程中若发现冰晶石渗漏，使用小块陶瓷纤维毯进行封堵，最后在冰晶石上方铺洒1.5吨±15kg纯碱。
2.根据权利要求1所述的预焙阳极铝电解槽装炉的方法，其特征在于：步骤(2)中，阴极碳块表面铺洒冰晶石的厚度为8-10mm，人造伸腿表面铺洒冰晶石的厚度为2-3mm。
3.根据权利要求1所述的预焙阳极铝电解槽装炉的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述电解质结壳块长度大于200mm，所述破碎电解质块直径为30-50mm。
4.根据权利要求1所述的预焙阳极铝电解槽装炉的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述挡料板为厚度9-11mm的钢板。
5.根据权利要求1所述的预焙阳极铝电解槽装炉的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述破碎电解质块铺洒的厚度为90-110mm，破碎电解质块直径为3-5mm。
6.根据权利要求1所述的预焙阳极铝电解槽装炉的方法，其特征在于：步骤(5)中，冰晶石铺洒厚度为90-110mm，纯碱铺洒厚度为90-110mm。
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