一种铝电解槽边部空腔焦粒焙烧启动的方法与流程

文档序号:16857127发布日期:2019-02-12 23:27阅读:197来源:国知局

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。



技术实现要素:

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。

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