本发明涉及铝电解槽阴极组装技术领域，具体为一种降低大型预焙阳极铝电解槽阴极组装压降操作工艺。
背景技术：
电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解，而在铝电解槽阴极组装过程中由于晋通石墨质阴极的导热性性能和抗热震性性能不如全石墨化阴极好,所以在浇注石墨质阴极时,对阴极炭块预热温度的均匀性要求更高,浇注成功的难度有所增加，相应的耗电量较大，影响相应的经济效益，存在相应的局限性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种降低大型预焙阳极铝电解槽阴极组装压降操作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种降低大型预焙阳极铝电解槽阴极组装压降操作工艺，具体包括以下步骤：
s1：选材矫直：选用的阴极钢棒表面不得有裂缝、结疤、折迭和杂质等；选取完毕后通过矫直机对阴极钢棒进行相应的矫直处理，保证钢棒全长内弯曲不大于2mm，全长内扭曲不大于3mm；
s2：阴极钢棒除锈：矫直处理结束后对阴极钢棒采用酸洗、抛丸或喷砂处理进行除锈，使阴极钢棒表面露出银灰色金属光泽；
s2：清洗打磨：除锈完毕后依次采用等离子水、乙醇对钢棒的表面进行相应的清洗，保证钢棒在除锈后其表面不粘有灰尘油污，同时酸洗后要用手提砂轮机加碗型钢丝刷打掉钢棒上的钝化层，并画好中心线；
s4：化磷生铁：将磷生铁块放到中频炉内加热，进行磷生铁熔化及成分调整工作，保证磷生铁水最终加热温度为1450±50℃，浇铸温度范围控制在1400±30℃；
s5：阴极炭块及阴极钢棒加热：用压缩空气及软毛刷将阴极炭块钢棒槽内吹扫干净，保证无灰尘及杂物，清理完毕后将硅酸铝圆编绳缠绕在阴极钢棒划线的两个端头，利用专用吊具吊运并放入阴极炭块钢棒槽的制定位置。钢棒轴向中心线与炭块钢棒槽轴向中心线平行度偏差不准超过炭块长度的1‰，预组装后的钢棒底表面与钢棒槽底表面距离控制在15±1mm；
s6：阴极磷生铁浇铸：待阴极炭块组加热完毕，磷生铁熔化并准备就位，停止加热，并移除加热罩，浇铸点位置位于每组钢棒两圆编绳距离中间位置，相应摆放磷生铁导流框；在中频炉内对磷铁取样并测温，再用抬包转运磷生铁开始浇铸；浇铸过程应迅速，同时，保证铁水完全充满钢棒槽两侧端部；浇铸时，铁水应直接浇在钢棒侧部的钢棒槽内，不可浇铸在阴极炭块表面；磷生铁化验频次与成分相关，成分符合要求且稳定后，每周取样化验一次；
s7：阴极组冷却：待浇筑完毕后，不得放置于厂房通道两侧，避免因外部条件使阴极组快速降温；待阴极炭块侧部温度低于300℃，方可移除保温毯继续将其放置在浇筑平台上，待保温至少2.5小时后吊运至阴极冷却工位，待继续冷却至温度低于100℃后再移除移除硅酸铝圆编绳；
s8：钢棒局部绝缘处理及糊料扎固：磷生铁浇注完成并完全冷却后，将原硅酸铝圆编绳和耐高温陶瓷纤维毡清除，按图纸所示在阴极炭块投影内钢棒绝缘区域填充碳化硅捣打料，在阴极炭块投影外侧刷涂碳化硅火泥。中缝部位先用模具预留填充陶瓷纤维板的空间，再用糊料填充剩余中缝空间，糊料按正常扎固密度施工，并建议分三次打完；中缝糊料捣实后，将模具取出，塞入陶瓷纤维板；在成品阴极炭块组下槽前，使用专用炭块翻转工具，将炭块组翻转180°，整个组装过程阴极炭块及钢棒的吊运使用专用工具，避免损伤阴极炭块组；
s9：质量检测：对浇铸完成后的阴极炭块组外观进行相应的检测，保证阴极炭块不能有浇铸裂纹，同时保证其它缺陷符合ys/t623-2012铝电解用高石墨质阴极炭块标准规定，无钢棒变形等缺陷，中部炭糊密实无疏松、凹凸不平的缺陷；
s10：压降测量：待炭块冷却至室温后，进行压降测量，以浇铸面阴极炭块中间和阴极钢棒露出端为两极，用专用测量设备，通以200a直流电，并记录相应的测量值，测量完毕后计算四点电压平均值，在浇铸阴极组包装前，将测量值标写在阴极组两端的阴极钢棒端头侧面。
优选的，所述s4磷生铁中的碳元素为3.0-3.5%、硅元素为2.8-3.3%、锰元素为0.4-0.9%、磷元素为0.6-0.9%、硫元素低于≤0.1%。
优选的，在s5中阴极炭块端部钢棒用耐火泥浆与水玻璃混合物三面包裹且包裹的厚度为3mm。
优选的，在s5中为保证浇铸后阴极组长度方向尺寸公差要求，钢棒预装定位时应考虑留有一定的伸缩余量；在每组钢棒和阴极两圆编绳距离中间位置，用防氧化涂层涂抹表面，进行防氧化处理。
优选的，在s5中阴极炭块组的加热过程会严重影响阴极组装的成功率，因此，必须严格按照规定的升温曲线进行升温；钢棒和炭块在阴极组预热器上进行加热：钢棒的加热温度不低于650℃，具体应根据浇铸工艺确定；炭块顶部温度不低于550±30℃，炭块的侧上部加热平均温度不低于480℃±30℃，两者必须同时满足方可浇铸。
优选的，在s6中浇铸完毕后，需立即用铁铲将表面多余磷生铁铲除，并在炭块组端部及上部覆盖保温毯，进行适当保温；浇铸完毕的阴极炭块组在冷却初期的1小时内需有专人巡视，通过照射及是否有开裂声音，对应下图检查炭块有无裂纹，如发现立刻用粉笔标识出位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种降低大型预焙阳极铝电解槽阴极组装压降操作工艺，铝电解槽阴极采用磷生铁浇注组装方式时,具有更低的铁-碳接触压降,可显著降低阴极电压降降,有利于节约电耗或提高电流效率，与糊料扎固方式相比，有利于降低单槽费用，同时提高相应的电流效率，节省相应的电源，提升了经济效益，结构新颖，操作方便，具有很高的实用性，适合广泛推广。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明提供一种技术方案：一种降低大型预焙阳极铝电解槽阴极组装压降操作工艺，具体包括以下步骤：
s1：选材矫直：选用的阴极钢棒表面不得有裂缝、结疤、折迭和杂质等；选取完毕后通过矫直机对阴极钢棒进行相应的矫直处理，保证钢棒全长内弯曲不大于2mm，全长内扭曲不大于3mm；
s2：阴极钢棒除锈：矫直处理结束后对阴极钢棒采用酸洗、抛丸或喷砂处理进行除锈，使阴极钢棒表面露出银灰色金属光泽；
s2：清洗打磨：除锈完毕后依次采用等离子水、乙醇对钢棒的表面进行相应的清洗，保证钢棒在除锈后其表面不粘有灰尘油污，同时酸洗后要用手提砂轮机加碗型钢丝刷打掉钢棒上的钝化层，并画好中心线；
s4：化磷生铁：将磷生铁块放到中频炉内加热，进行磷生铁熔化及成分调整工作，保证磷生铁水最终加热温度为1450±50℃，浇铸温度范围控制在1400±30℃；
s5：阴极炭块及阴极钢棒加热：用压缩空气及软毛刷将阴极炭块钢棒槽内吹扫干净，保证无灰尘及杂物，清理完毕后将硅酸铝圆编绳缠绕在阴极钢棒划线的两个端头，利用专用吊具吊运并放入阴极炭块钢棒槽的制定位置。钢棒轴向中心线与炭块钢棒槽轴向中心线平行度偏差不准超过炭块长度的1‰，预组装后的钢棒底表面与钢棒槽底表面距离控制在15±1mm；
s6：阴极磷生铁浇铸：待阴极炭块组加热完毕，磷生铁熔化并准备就位，停止加热，并移除加热罩，浇铸点位置位于每组钢棒两圆编绳距离中间位置，相应摆放磷生铁导流框；在中频炉内对磷铁取样并测温，再用抬包转运磷生铁开始浇铸；浇铸过程应迅速，同时，保证铁水完全充满钢棒槽两侧端部；浇铸时，铁水应直接浇在钢棒侧部的钢棒槽内，不可浇铸在阴极炭块表面；磷生铁化验频次与成分相关，成分符合要求且稳定后，每周取样化验一次；
s7：阴极组冷却：待浇筑完毕后，不得放置于厂房通道两侧，避免因外部条件使阴极组快速降温；待阴极炭块侧部温度低于300℃，方可移除保温毯继续将其放置在浇筑平台上，待保温至少2.5小时后吊运至阴极冷却工位，待继续冷却至温度低于100℃后再移除移除硅酸铝圆编绳；
s8：钢棒局部绝缘处理及糊料扎固：磷生铁浇注完成并完全冷却后，将原硅酸铝圆编绳和耐高温陶瓷纤维毡清除，按图纸所示在阴极炭块投影内钢棒绝缘区域填充碳化硅捣打料，在阴极炭块投影外侧刷涂碳化硅火泥。中缝部位先用模具预留填充陶瓷纤维板的空间，再用糊料填充剩余中缝空间，糊料按正常扎固密度施工，并建议分三次打完；中缝糊料捣实后，将模具取出，塞入陶瓷纤维板；在成品阴极炭块组下槽前，使用专用炭块翻转工具，将炭块组翻转180°，整个组装过程阴极炭块及钢棒的吊运使用专用工具，避免损伤阴极炭块组；
s9：质量检测：对浇铸完成后的阴极炭块组外观进行相应的检测，保证阴极炭块不能有浇铸裂纹，同时保证其它缺陷符合ys/t623-2012铝电解用高石墨质阴极炭块标准规定，无钢棒变形等缺陷，中部炭糊密实无疏松、凹凸不平的缺陷；
s10：压降测量：待炭块冷却至室温后，进行压降测量，以浇铸面阴极炭块中间和阴极钢棒露出端为两极，用专用测量设备，通以200a直流电，并记录相应的测量值，测量完毕后计算四点电压平均值，在浇铸阴极组包装前，将测量值标写在阴极组两端的阴极钢棒端头侧面。
具体的，所述s4磷生铁中的碳元素为3.0-3.5%、硅元素为2.8-3.3%、锰元素为0.4-0.9%、磷元素为0.6-0.9%、硫元素低于≤0.1%。
具体的，在s5中阴极炭块端部钢棒用耐火泥浆与水玻璃混合物三面包裹且包裹的厚度为3mm。
具体的，在s5中为保证浇铸后阴极组长度方向尺寸公差要求，钢棒预装定位时应考虑留有一定的伸缩余量；在每组钢棒和阴极两圆编绳距离中间位置，用防氧化涂层涂抹表面，进行防氧化处理。
具体的，在s5中阴极炭块组的加热过程会严重影响阴极组装的成功率，因此，必须严格按照规定的升温曲线进行升温；钢棒和炭块在阴极组预热器上进行加热：钢棒的加热温度不低于650℃，具体应根据浇铸工艺确定；炭块顶部温度不低于550±30℃，炭块的侧上部加热平均温度不低于480℃±30℃，两者必须同时满足方可浇铸。
具体的，在s6中浇铸完毕后，需立即用铁铲将表面多余磷生铁铲除，并在炭块组端部及上部覆盖保温毯，进行适当保温；浇铸完毕的阴极炭块组在冷却初期的1小时内需有专人巡视，通过照射及是否有开裂声音，对应下图检查炭块有无裂纹，如发现立刻用粉笔标识出位置。
本发明一种降低大型预焙阳极铝电解槽阴极组装压降操作工艺，铝电解槽阴极采用磷生铁浇注组装方式时,具有更低的铁-碳接触压降,可显著降低阴极电压降降,有利于节约电耗或提高电流效率，与糊料扎固方式相比，有利于降低单槽费用，同时提高相应的电流效率，节省相应的电源，提升了经济效益，结构新颖，操作方便，具有很高的实用性，适合广泛推广。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。