一种电解槽铝屑、铝粉焙烧法
【专利摘要】本发明提供一种电解槽铝屑、铝粉焙烧法，包括装槽和通电焙烧步骤，其特征在于具体经过下列步骤：清洁阴极炭块表面；在阴极炭块表面铺设铝屑、铝粉发热介质层；安装阳极炭块，在阳极炭块中缝、边缝、阳极炭块之间的间逢添加冰晶石、氟化钙；在阳极炭块中缝顶部、边缝顶部及阳极极缝顶部铺设铝板；在铝板上铺设电解质层；通电直至电解槽焙烧温度达到900～950℃，即启动电解槽工作。本发明充分利用铝屑、铝粉在550℃温度下的自燃特性，对电解槽进行焙烧，不仅降低焙烧用电量，节能效果显著，能保持阳极导电均匀，4天之内焙烧完成，使电解槽能在清洁焙烧、12V电压低环境下安全平稳启动，大幅度延长电解槽使用寿命，不产生碳渣，有效降低工人劳动强度，焙烧期间不必对电解槽进行维护，安全可靠。
【专利说明】一种电解槽铝屑、铝粉焙烧法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解槽焙烧方法，尤其是一种对电解槽进行焙烧预热的方法，属于电解【技术领域】。
技术背景
[0002]目前，铝电解生产环节有:铝电解槽焙烧预热，启动，电解生产控制等，其中铝电解槽的焙烧预热是铝电解生产过程中的一个重要环节，它通过焙烧、加热升温的方式，来烘干电解槽阴极内衬及预焙阳极，使焙烧温度接近或达到正常生产温度，这样做可以解决下列问题:第一，防止阴极内衬中的水份及灰份在高温下快速排出而造成漏洞或裂纹；第二，可提高阴极和阳极温度，防止阴极工作面因存在较大温差而产生热应力后，对阴极炭块造成损伤；第三，使阴极炭块间的底糊及周围糊烧结焦化，以粘接阴极炭块和侧部炭块而使之构成一个整体；第四，为启动铝电解槽创造良好的工作条件。因此，焙烧预热效果的好坏将直接影响到铝电解槽的启动效果，而启动效果不但影响电解槽的生产运行稳定性及生产指标，而且在很大程度上影响到电解槽的使用寿命。
[0003]电解槽目前常用的焙烧预热方法有:铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃气焙烧法、环流焙烧法。其中铝液焙烧法因存在焙烧时间长(8天)，能耗高，热冲击大，并在电解槽底部汇集大量铝液，铝液会顺着阴极间的逢隙下漏，从而影响电解槽的使用寿命，故而已逐渐被国内外淘汰；燃气焙烧法技术仍处于进一步完善中；焦粒焙烧法是目前普遍采用的一种焙烧预热方法，但存在劳动强度大、焙烧效果不理想，需要安装大量分流片，同时电解槽内有大量碳渣，启动完成后需 要人工清除，工作量大，电解槽内还会有部分清理不干净的碳渣悬浮在电解质液内，增大电解质电阻，增加电解槽能耗等等；燃气焙烧法，需要安装大量设备，工作量大，会造成电解槽阳极氧化，且存在重大安全隐患；环流焙烧法是当前综合利用好、技术较为成熟的焙烧预热方法，它包括装槽步骤和通电焙烧步骤，使电解槽焙烧升温至启动要求的温度。其中，在装槽步骤中，首先在阴极炭块表面铺设一层15 mm左右的焦粒，再在焦粒上装阳极炭块，之后用铁板将电极缝、中缝及边部盖好，再在铁板上铺一定厚度的电解质粉末。采用这种焙烧方式预热、启动电解槽时，用焦粒做发热电阻，焦粒在温度较低时其电阻值比较大，随温度不断升高电阻值逐渐减少，为此需要在启动初期安装至少4组以上分流片，不仅劳动强度大、成本高，而且由于用焦粒焙烧启动电解槽时，电解质内含有大量碳渣，造成电解质电阻增大，启动时电压较高(超过12V)，电耗高，且碳渣的打捞需要反复多次，费工费时，这又增加了工人的劳动强度。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种电解槽铝屑、铝粉清洁焙烧方法。
[0005]本发明通过下列技术方案完成:一种电解槽铝屑、铝粉焙烧法，包括装槽和通电焙烧步骤，其特征在于具体经过下列步骤:A、清理阴极炭块表面的附着物，并用高压风把阴极炭块表面吹至干净；
B、在阴极炭块表面铺设发热介质层后，安装阳极炭块，并保持阳极炭块与发热介质层的接触；
C、在阳极炭块中缝、边缝按常规量分别添加冰晶石、氟化钙，在阳极炭块与阳极炭块之间的间逢添加冰晶石，添加厚度与边缝相当；
D、在阳极炭块中缝顶部、边缝顶部及阳极极缝顶部铺设铝板，以利用高温烟气对整个阴极炭块内衬进行均匀焙烧；
E、在铝板上铺设电解质层；
F、在阳极导杆上安装软连接；
G、通电时，控制冲击电压在4V以内，逐渐加大电流值至全电流值止；直至电解槽焙烧温度达到900~950°C，即启动电解槽工作。
[0006]所述步骤B的发热介质层为铝屑、铝粉层，铝屑、铝粉层厚度为I~4cm，铝屑、铝粉粒度为I X 10_9~2 X 10_2m，以便利用铝屑、铝粉在550°C温度下自燃的特性，让铝屑、铝粉自燃发热而对电解槽进行焙烧。
[0007]所述步骤B中 在安装阳极炭块的同时安装小盒卡具，并使小盒卡具保持松开状态。
[0008]所述步骤D的铝板厚度为0.5~1.5cm,铝板形状视密封的阳极炭块之间的空隙形状而具体确定，并在电解槽出铝端设置排气孔，用于烟气排放，调节电解槽内外部气压，改善焙烧效果。
[0009]所述步骤E的电解质层厚度为I~4cm ,优选2~3cm,具体厚度视能够防止空气进入焙烧槽而确定，电解质材料为常规的高分子比的电解质粉末或低分子比的电解质粉末与纯碱的混合物。
[0010]所述步骤F的软连接为连接阳极导杆与水平母线的铝制软带，通过该软连接起到焙烧期间参加导电及固定阳极的作用。
[0011]本发明与现有技术相比具有下列优点和效果:本发明用铝屑、铝粉取代焦粒作为发热介质，且充分利用铝屑、铝粉在550°c温度下的自燃特性，让铝屑、铝粉自燃发热而对电解槽进行焙烧，不仅降低焙烧用电量，节能效果显著，且在电解槽焙烧期间，能保持阳极导电均匀，无需进行人工维护，焙烧时间短且充分，4天之内焙烧完成，焙烧电压低，电流分布均匀，使电解槽能在清洁焙烧、12V电压低环境下安全平稳启动，大幅度延长电解槽使用寿命，尤其不产生碳渣，无需人工打捞，有效降低工人劳动强度，明显改善焙烧环境，实现铝电解真正意义上的清洁焙烧，焙烧期间不必对电解槽进行维护，安全可靠。本发明适宜所有电解槽的焙烧启动，不仅焙烧温度均匀，能量利用率高，焙烧效果好，电耗低，改善了操作环境，还可以不用安装分流片，大幅度降低劳动强度，对今后改善电解槽焙烧方法，提高能源和资源利用率，实现清洁生产，清洁焙烧，将产生较为深远的影响，具有广阔的推广应用前
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【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明电解槽装槽结构示意图。
[0013]图中，I为电解槽槽体，2为安装于槽体I底部的阴极炭块，3为铺设于阴极炭块2上的发热介质铝屑、铝粉层，4为阳极炭块，5为阳极炭块4之间的中缝，6为铺设在中缝5内的冰晶石，7为槽体I中侧部阴极炭块，8为铺设在边缝9内的氟化钙，9为阳极炭块4与侧部阴极炭块7之间的边缝，10为耐高温的铝板，11为电解质粉末层，12为阳极导杆，13为水平母线，14为连接水平母线13与阳极导杆12的软连接一招制软带。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明做进一步描述。
[0015]实施例1
一种电解槽铝屑、铝粉清洁焙烧法，包括装槽、通电焙烧步骤，其特征在于具体经过下列步骤(如图1):
A、用铁刷把阴极炭块2表面的附着物刷掉，然后用常规高压风把阴极炭块2表面吹干净，保持阴极炭块2表面干净、无杂物；
B、在阴极炭块2表面铺设厚度为Icm的铝屑、铝粉发热介质层3，铝屑、铝粉粒径为
1X 10-8m,安装阳极炭块4，并保持阳极炭块4与发热介质层3的接触；
C、在阳极炭块中缝6中填入冰晶石到满料，在边缝9中填入氟化钙8，留出顶部空间；
D、在阳极炭块中缝6顶部、边缝9顶部铺设厚度为0.5mm的耐高温的铝板10，以利用高温烟气对整个阴极内衬进行均匀焙烧；
E、在耐高温的铝板10上铺设3cm厚的电解质粉末层11，该电解质粉末为常规的高分子比的电解质粉末与纯碱的混合物；
F、在阳极炭块4导杆12与水平母线13之间安装软连接14；
G、通电焙烧时，控制冲击电压在4V以内，逐渐加大电流，直至全电流为止；当电解槽槽体I内的焙烧温度达到920°C，焙烧时间为72h，即启动电解槽进行常规电解生产。
[0016]实施例2
一种电解槽铝屑、铝粉清洁焙烧法，包括装槽、通电焙烧步骤，其特征在于具体经过下列步骤(如图1):
A、用铁刷把阴极炭块2表面的附着物刷掉，然后用高压风把阴极炭块表面2吹干净，保持阴极炭块2表面干净、无杂物；
B、在阴极炭块2表面铺设厚度为4cm的铝屑、铝粉发热介质层3，铝屑、铝粉粒径为
2X 10-2m,安装阳极炭块4，并保持阳极炭块4与发热介质层3的接触；
C、在阳极炭块中缝6中填入冰晶石到满料，在边缝9中填入氟化钙8，留出顶部空间；
D、在阳极炭块中缝6顶部、边缝9顶部铺设厚度为1mm的耐高温的铝板10，以利用高温烟气对整个阴极内衬进行均匀焙烧；
E、在耐高温的铝板10上铺设4cm厚的电解质粉末层11，该电解质粉末为常规的高分子比的电解质粉末与纯碱的混合物；
F、在阳极炭块4导杆12与水平母线13之间安装软连接14；
G、通电焙烧时，控制冲击电压在4V以内，逐渐加大电流，直至全电流为止；当电解槽槽体I内的焙烧温度达到900°C，焙烧时间为96h，即启动电解槽进行常规电解生产。
[0017]实施例3
一种电解槽铝屑、铝粉清洁焙烧法，包括装槽、通电焙烧步骤，其特征在于具体经过下列步骤(如图1):
A、用铁刷把阴极炭块2表面的附着物刷掉，然后用高压风把阴极炭块表面2吹干净，保持阴极炭块2表面干净、无杂物；
B、在阴极炭块2表面铺设厚度为2cm的铝屑、铝粉发热介质层3，铝屑、铝粉粒径为
2X 10-2m,安装阳极炭块4，并保持阳极炭块4与发热介质层3的接触；
C、在阳极炭块中缝6中填入冰晶石到满料，在边缝9中填入氟化钙8，留出顶部空间；
D、在阳极炭块中缝6顶部、边缝9顶部铺设厚度为1.5_的耐高温的铝板10，以利用高温烟气对整个阴极内衬进行均匀焙烧；
E、在耐高温的铝板10上铺设2cm厚的电解质粉末层11，该电解质粉末为常规的高分子比的电解质 粉末与纯碱的混合物；
F、在阳极炭块4导杆12与水平母线13之间安装软连接14；
G、通电焙烧时，控制冲击电压在4V以内，逐渐加大电流，直至全电流为止；当电解槽槽体I内的焙烧温度达到950°C，焙烧时间为120h，即启动电解槽进行常规电解生产。
【权利要求】
1.一种电解槽铝屑、铝粉焙烧法，包括装槽和通电焙烧步骤，其特征在于具体经过下列步骤: A、清理阴极炭块表面的附着物，并用高压风把阴极炭块表面吹至干净； B、在阴极炭块表面铺设发热介质层后，安装阳极炭块，并保持阳极炭块与发热介质层的接触； C、在阳极炭块中缝、边缝按常规量分别添加冰晶石、氟化钙，在阳极炭块与阳极炭块之间的间逢添加冰晶石，添加厚度与边缝相当； D、在阳极炭块中缝顶部、边缝顶部及阳极极缝顶部铺设铝板，以利用高温烟气对整个阴极炭块内衬进行均匀焙烧； E、在铝板上铺设电解质层； F、在阳极导杆上安装软连接； G、通电时，控制冲击电压在4V以内，逐渐加大电流值至全电流值止；直至电解槽焙烧温度达到900~950°C，即启动电解槽工作。
2.如权利要求1所述的电解槽铝屑、铝粉焙烧法，其特征在于所述步骤B的发热介质层为铝屑、铝粉层，铝屑、铝粉层厚度为I~4cm，铝屑、铝粉粒度为lX10_9~2X10_2m。
3.如权利要求1所述的电解槽铝屑、铝粉焙烧法，其特征在于所述步骤D的铝板厚度为0.5 ~L 5cm0
4.如权利要求1所述的电解槽铝屑、铝粉焙烧法，其特征在于所述步骤E的电解质层厚度为I~4cm。
【文档编号】C25C3/06GK103834966SQ201310615137
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】苏其军 申请人:云南云铝润鑫铝业有限公司