專利名稱：一種直流電焙燒預(yù)熱鋁電解槽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電加熱焙燒預(yù)熱電解槽的方法，屬于電解技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電解鋁企業(yè)的規(guī)?；?、大型化、自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展，以及重視環(huán)境保護(hù)，提產(chǎn)增效，降低能耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等措施的推進(jìn)，對(duì)鋁電解工藝技術(shù)提出了更新、更高的要求。目前，鋁電解生產(chǎn)過程包括鋁電解槽的焙燒預(yù)熱，啟動(dòng)、控制電解生產(chǎn)等等，其中焙燒預(yù)熱是鋁電解生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它通過焙燒加熱升溫，烘干電解槽陰極內(nèi)襯，使焙燒溫度接近或達(dá)到正常生產(chǎn)溫度，防止內(nèi)襯中的水份及灰份在高溫下快速排出而使內(nèi)襯造成漏洞或裂紋；提高陰極和陽極溫度，防止陰極工作面因溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力而損傷陰極炭塊；使陰極炭塊間的底糊燒結(jié)焦化，以粘接陰極炭塊和側(cè)部炭塊使之構(gòu)成一個(gè)整體，為啟動(dòng)電解生產(chǎn)創(chuàng)造良好的工作條件。因此，焙燒預(yù)熱效果的好壞直接影響到啟動(dòng)效果的好壞，而啟動(dòng)效果不但影響電解槽的生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性及生產(chǎn)指標(biāo)，而且在很大程度上影響到電解槽的使用壽命、勞動(dòng)強(qiáng)度及對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。目前，電解槽常用的焙燒預(yù)熱方法有固體鋁焙燒法、鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、石墨粉焙燒法及燃?xì)獗簾ǎ@些焙燒技術(shù)都存在均不完善。為適應(yīng)當(dāng)前鋁電解槽大型化及曲面化兩大發(fā)展趨勢(shì)，改善焙燒效果，提高環(huán)境環(huán)境效益。潤(rùn)鑫公司相繼研究開發(fā)應(yīng)用了鋁電解槽環(huán)流焙燒法及清潔焙燒法，利用金屬電阻替代焦粒作為發(fā)熱介質(zhì)，采用全空腔裝槽方式進(jìn)行裝槽，不僅焙燒溫度均勻、能有效控制升溫速度、能對(duì)人造伸腿進(jìn)行有效焙燒，而且減少了焦粒消耗，提高了環(huán)境效益，大幅度降低了焙燒成本及勞動(dòng)強(qiáng)度。但這種焙燒方法采用的是用車間里的交流電通入金屬電阻對(duì)電解槽進(jìn)行加熱焙燒，不適用于大規(guī)模的通電啟槽，而且操作復(fù)雜、觸電風(fēng)險(xiǎn)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種直流電焙燒預(yù)熱鋁電解槽的方法，以提高清潔焙燒法使用范圍，簡(jiǎn)化操作，降低觸電風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供的一種直流電焙燒預(yù)熱鋁電解槽的方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，其特征在于具體經(jīng)過下列步驟
A、清掃鋁電解槽，在陰極炭塊及人造伸腿表面鋪設(shè)一層厚度為1±0.2mm的冰晶石；
B、安裝陽極炭塊，并杜絕陽極炭塊下滑；
C、安裝輻射加熱管，同時(shí)在電解槽內(nèi)安裝熱電偶探頭，檢測(cè)加熱溫度；
D、在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層耐高溫絕緣板；
E、在耐高溫絕緣板上鋪設(shè)一層電解質(zhì)粉末，電解質(zhì)粉末的厚度以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜；
F、通電焙燒電解槽；
G、當(dāng)焙燒至電解槽內(nèi)平均溫度達(dá)到850 950°C時(shí)，持續(xù)焙燒至陰極內(nèi)襯焙燒透，取出輻射加熱管，灌入高溫電解質(zhì)，適當(dāng)抬高陽極后通電，通電期間控制抬陽極的速度及升電流的速度，使槽電壓在6 ±2V，通電至20 30V的高電壓時(shí)，保持10 20分鐘，之后將電壓逐漸下降到5. 5 6. 5V時(shí)，保持12 24h，使電解質(zhì)熔化后，灌入適量的鋁液，從而完成焙燒啟動(dòng)。
所說D步驟的耐高溫絕緣板厚度為I. O I. 5cm,材料為常規(guī)石棉板，或者硅酸鋁纖維板，具體材料及厚度的選用視分流情況、陰極材質(zhì)以及通電情況而定，并在其上預(yù)留觀察孔及排氣孔，以觀察槽內(nèi)焙燒情況，同時(shí)在排氣孔內(nèi)插入導(dǎo)氣管，用于排放煙氣，改善焙燒效果。所說E步驟的電解質(zhì)粉末層厚度，根據(jù)需要在不同部位要求不一樣，以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜，通?？刂圃?. 5±0. 5cm范圍內(nèi)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果
(I)采用金屬電阻作為發(fā)熱介質(zhì)進(jìn)行通電發(fā)熱焙燒，能夠嚴(yán)格按照碳素糊料特性要求控制升溫速度，焙燒效果較好。(2)利用金屬電阻替代焦粒作為發(fā)熱電阻對(duì)電解槽進(jìn)行加熱，不僅能實(shí)現(xiàn)密閉式啟動(dòng)電解槽，改善操作環(huán)境，而且可實(shí)現(xiàn)低碳焙燒，降低焙燒成本。(3)采用金屬電阻發(fā)熱對(duì)電解槽進(jìn)行焙燒預(yù)熱，無需鋪設(shè)焦粒，無
需安裝或拆除軟連接和分流片，無需打撈炭渣，無需在焙燒期間對(duì)陽極電流分布及陰極電流分布進(jìn)行測(cè)量，大幅度簡(jiǎn)化操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。( 4 )采用金屬電阻對(duì)電解槽進(jìn)行焙燒預(yù)熱，并在啟動(dòng)電解槽后，可大幅度降低電解質(zhì)含炭量，這樣既可杜絕啟動(dòng)時(shí)的含炭事故，又有利于電解槽提前轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，降低噸鋁電耗和提聞?wù)袕V量。(5)由于在陰極炭塊及人造伸腿表面設(shè)置一層冰晶石，能在焙燒預(yù)熱期間緩沖高溫電解質(zhì)對(duì)陰極內(nèi)襯的沖擊，而且能對(duì)人造伸腿進(jìn)行有效焙燒，大幅度改善焙燒效果。(6)開發(fā)利用全電解質(zhì)粉末替代冰晶石作為裝槽物料，由于電解質(zhì)價(jià)格遠(yuǎn)低于冰晶石價(jià)格，因此，可大幅度降低焙燒啟動(dòng)成本。本發(fā)明適宜所有預(yù)焙槽的焙燒預(yù)熱，尤其適用于大型曲面陰極預(yù)焙槽的焙燒預(yù)熱，不僅焙燒溫度均勻，能量利用率高，焙燒時(shí)間短，電耗低，焙燒過程中不存在局部富集鈉的問題，不但可大幅度降低勞動(dòng)強(qiáng)度，還可確保焙燒效果，提前轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，有效延長(zhǎng)槽壽命，對(duì)今后改善電解槽焙燒方法，提高能源和資源利用率，將產(chǎn)生較為深遠(yuǎn)的影響，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。


圖I為本發(fā)明電解槽裝槽結(jié)構(gòu)圖
圖中，I為電解槽陰極炭塊，2為人造伸腿，3為陽極炭塊，4為輻射加熱管，5為高分子比冰晶石，6為耐高溫的絕緣隔熱層，7為連接電線，8為安裝于陰極炭塊內(nèi)的陰極鋼棒，9為電解質(zhì)粉末，10為陽極導(dǎo)桿，11為陽極鋼爪。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例I
本發(fā)明提供的電解槽電解熱焙燒預(yù)熱方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，具體經(jīng)過下列步驟(如圖I所示)
A、清掃干凈爐膛，在陰極炭塊I及人造伸腿2表面鋪設(shè)一層冰晶石，冰晶石，厚度1±0· 2 mm ;
B、安裝陽極炭塊3，安裝陽極炭塊時(shí)特別注意復(fù)緊小盒卡具，杜絕陽極炭塊下滑現(xiàn)象發(fā)
生；
C、安裝輻射加熱管4，檢查陽極3復(fù)緊后抬陽極安裝輻射加熱管4，同時(shí)在槽內(nèi)安裝熱電偶探頭，對(duì)加熱溫度進(jìn)行檢測(cè)；
D、裝好輻射加熱管4后在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層厚度I.Ocm的耐高溫石棉板6 ；
E、在耐高溫絕緣板6上鋪設(shè)一層電解質(zhì)粉末9，電解質(zhì)粉末厚度以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜，其厚度控制在2. 5±0. 5cm范圍內(nèi)。F、鋪完電解質(zhì)粉末后對(duì)輻射加熱管進(jìn)行接線，連接電線進(jìn)電端與陽極炭塊3導(dǎo)桿相連接，出電端與陰極鋼棒8連接。G、通電焙燒期。檢查達(dá)到通電條件后，按送電梯度要求進(jìn)行通電焙燒加熱。H、當(dāng)焙燒槽內(nèi)平均焙燒溫度達(dá)到850°C后再持續(xù)焙燒一段時(shí)間，待陰極內(nèi)襯焙燒透后取出輻射加熱管，灌入高溫電解質(zhì)適當(dāng)抬陽極后通電，
通電期間控制好抬陽極的速度及升電流的速度，確保槽電壓在6±2V，通電結(jié)束后保持20V的高電壓焙燒15min后將電壓逐漸下降到6. 5± IV再焙燒24h，熔化準(zhǔn)備好足量的電解質(zhì)后灌入適量的鋁液完成焙燒啟動(dòng)，經(jīng)過非正常期管理后，進(jìn)入正常生產(chǎn)。
實(shí)施例2
本發(fā)明提供的電解槽電解熱焙燒預(yù)熱方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，具體經(jīng)過下列步驟(如圖I所示)
A、清掃干凈爐膛，在陰極炭塊I及人造伸腿2表面鋪設(shè)一層冰晶石，冰晶石，厚度1±0· 2 mm ;
B、安裝陽極炭塊3，安裝陽極炭塊時(shí)特別注意復(fù)緊小盒卡具，杜絕陽極炭塊下滑現(xiàn)象發(fā)
生；
C、安裝輻射加熱管4，檢查陽極3復(fù)緊后抬陽極安裝輻射加熱管4，同時(shí)在槽內(nèi)安裝熱電偶探頭，對(duì)加熱溫度進(jìn)行檢測(cè)；
D、裝好輻射加熱管4后在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層厚度I.5cm的耐高溫石棉板6 ；
E、在耐高溫絕緣板6上鋪設(shè)一層電解質(zhì)粉末9，電解質(zhì)粉末厚度以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜，其厚度控制在2. 5±0. 5cm范圍內(nèi)。F、鋪完電解質(zhì)粉末后對(duì)輻射加熱管進(jìn)行接線，連接電線進(jìn)電端與陽極炭塊3導(dǎo)桿相連接，出電端與陰極鋼棒8連接。G、通電焙燒期。檢查達(dá)到通電條件后，按送電梯度要求進(jìn)行通電焙燒加熱。H、當(dāng)焙燒槽內(nèi)平均焙燒溫度達(dá)到900°C后再持續(xù)焙燒一段時(shí)間，待陰極內(nèi)襯焙燒透后取出輻射加熱管，灌入高溫電解質(zhì)適當(dāng)抬陽極后通電，通電期間控制好抬陽極的速度及升電流的速度，確保槽電壓在6±2V，通電結(jié)束后保持25V的高電壓焙燒12min后將電壓逐漸下降到6. 5±1V再焙燒16h，熔化準(zhǔn)備好足量的電解質(zhì)后灌入適量的鋁液完成焙燒啟動(dòng)，經(jīng)過非正常期管理后，進(jìn)入正常生產(chǎn)。實(shí)施例3 本發(fā)明提供的電解槽電解熱焙燒預(yù)熱方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，具體經(jīng)過下列步驟(如圖I所示)
A、清掃干凈爐膛，在陰極炭塊I及人造伸腿2表面鋪設(shè)一層冰晶石，冰晶石，厚度1±0· 2 mm ;
B、安裝陽極炭塊3，安裝陽極炭塊時(shí)特別注意復(fù)緊小盒卡具，杜絕陽極炭塊下滑現(xiàn)象發(fā)
生；
C、安裝輻射加熱管4，檢查陽極3復(fù)緊后抬陽極安裝輻射加熱管4，同時(shí)在槽內(nèi)安裝熱電偶探頭，對(duì)加熱溫度進(jìn)行檢測(cè)；
D、裝好輻射加熱管4后在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層厚度I.3cm的耐高溫石棉板6 ；
E、在耐高溫絕緣板6上鋪設(shè)一層電解質(zhì)粉末9，電解質(zhì)粉末厚度以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜，其厚度控制在2. 5±0. 5cm范圍內(nèi)。F、鋪完電解質(zhì)粉末后對(duì)輻射加熱管進(jìn)行接線，連接電線進(jìn)電端與陽極炭塊3導(dǎo)桿相連接，出電端與陰極鋼棒8連接。G、通電焙燒期。檢查達(dá)到通電條件后，按送電梯度要求進(jìn)行通電焙燒加熱。H、當(dāng)焙燒槽內(nèi)平均焙燒溫度達(dá)到950°C后再持續(xù)焙燒一段時(shí)間，待陰極內(nèi)襯焙燒透后取出輻射加熱管，灌入高溫電解質(zhì)適當(dāng)抬陽極后通電，通電期間控制好抬陽極的速度及升電流的速度，確保槽電壓在6±2V，通電結(jié)束后保持30V的高電壓焙燒IOmin后將電壓逐漸下降到6. 5±1V再焙燒12h，熔化準(zhǔn)備好足量的電解質(zhì)后灌入適量的鋁液完成焙燒啟動(dòng)，經(jīng)過非正常期管理后，進(jìn)入正常生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種直流電焙燒預(yù)熱鋁電解槽的方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，其特征在于具體經(jīng)過下列步驟 A、清掃鋁電解槽，在陰極炭塊及人造伸腿表面鋪設(shè)一層厚度為1±0.2mm的冰晶石； B、安裝陽極炭塊，并杜絕陽極炭塊下滑； C、安裝輻射加熱管，同時(shí)在電解槽內(nèi)安裝熱電偶探頭，檢測(cè)加熱溫度； D、在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層耐高溫絕緣板； E、在耐高溫絕緣板上鋪設(shè)一層電解質(zhì)粉末，電解質(zhì)粉末的厚度以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜； F、通電焙燒電解槽； G、當(dāng)焙燒至電解槽內(nèi)平均溫度達(dá)到850 950°C時(shí)，持續(xù)焙燒至陰極內(nèi)襯焙燒透，取出輻射加熱管，灌入高溫電解質(zhì)，適當(dāng)抬高陽極后通電，通電期間控制抬陽極的速度及升電流的速度，使槽電壓在6 ±2V，通電至20 30V的高電壓時(shí)，保持10 20分鐘，之后將電壓逐漸下降到5. 5 6. 5V時(shí)，保持12 24h，使電解質(zhì)熔化后，灌入適量的鋁液，從而完成焙燒啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征是，所述D步驟的耐高溫絕緣板的厚度設(shè)為I.O I.5cm，材料為常規(guī)石棉板，或者硅酸鋁纖維板，具體材料及厚度的選用視分流情況、陰極材質(zhì)以及通電情況而定，并在其上預(yù)留觀察孔及排氣孔，以觀察槽內(nèi)焙燒情況，同時(shí)在排氣孔內(nèi)插入導(dǎo)氣管，用于排放煙氣，改善焙燒效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征是，所述E步驟的電解質(zhì)粉末層的厚度，根據(jù)需要在不同部位要求不一樣，以能防止空氣進(jìn)入焙燒槽為宜，通?？刂圃?. 5±0. 5cm范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流電焙燒預(yù)熱鋁電解槽的方法，其特征在于利用輻射加熱管替代焦粒作為發(fā)熱介質(zhì)，接入電解槽系列電流，使電解槽空腔內(nèi)輻射加熱管產(chǎn)生的熱量通過輻射、對(duì)流以及熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳向四周對(duì)電解槽陰極內(nèi)襯及陽極進(jìn)行持續(xù)不斷的加熱升溫焙燒，溫度達(dá)到或接近鋁電解槽焙燒啟動(dòng)溫度后拆除加熱裝置，灌入電解質(zhì)進(jìn)行啟動(dòng)。本發(fā)明較傳統(tǒng)焙燒方法具有焙燒效果好、能耗低、環(huán)境效益好以及勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C25C3/06GK102912377SQ20121044649
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者楊萬章, 張春生, 蘇其軍, 汪宏偉, 邢大慶, 楊金星, 楊軍龍 申請(qǐng)人:云南云鋁潤(rùn)鑫鋁業(yè)有限公司