一種柱形凸起陰極鋁電解槽焙燒啟動方法技術

本發(fā)明專利技術公開柱形凸起陰極鋁電解槽焙燒啟動方法，步驟：(1)將焦粒鋪設框放置在凸臺周圍，然后在凸臺上表面及周圍鋪設一層焦粒，此層焦粒在焦粒鋪設框內并與焦粒鋪設框齊平；(2)在焦粒鋪設框周圍鋪設一層電解質層，再在電解質層上鋪設一層焦粒層，同時，在陰極上表面未填滿鋪平的空間用焦粒壓實鋪平；(3)鋪設完畢后，將陽極平放在凸臺上的焦粒層上表面；(4)安裝好陽極，在陽極間縫中設置測溫點，然后在陽極中縫處用冰晶石粉填充11~20cm，再用電解質塊填充滿陽極中縫；陽極周圍用電解質塊覆蓋，并在中間極鋼爪上焊取雙層分流片；(5)焙燒啟動。本發(fā)明專利技術具有安全系數高、焙燒質量好、勞動強度小、減小焦粒用量等優(yōu)點。

【技術實現步驟摘要】
—種柱形凸起陰極鋁電解槽焙燒啟動方法
本專利技術屬于電解鋁
，具體涉及。
技術介紹
鋁電解槽焙燒啟動的結構及原理鋁電解槽是一種由碳素材料砌筑成的熔爐，電解鋁生產就是在這種碳素材料爐里進行電化學反應，由于生產運行溫度高達950度以上，需要將常溫狀態(tài)下的碳素材料熔爐經過溫度逐步上升繼而進行焙燒，到達一定溫度700-850度以上后，需要將焙燒好的熔爐迅速轉入啟動，開始劇烈電化學反應進程。目前，鋁行業(yè)有三種焙燒啟動方法，分別是鋁液焙燒啟動法、焦粒焙燒啟動法和燃氣-鋁液法。各自的優(yōu)缺點如下1.鋁液法適用于100KA以下的小型電解槽，是早期的鋁電解槽焙燒啟動工藝，由于該方法無法解決陰極材料因熱應力作用產生裂紋后導致的漏爐概率較高，現已逐步淘汰。2.焦粒焙燒啟動法80年代參考了國外的做法，專利CN1250113公開了該方法的一種形式。該法是在陰極表面鋪上一層約15_的煅后石油焦，然后進行加熱升溫的一種焙燒啟動法，也是目前應用最廣的一種焙燒方法。3.燃氣-鋁液法進入2008年，鋁行業(yè)有一種異形陰極節(jié)能型電解槽開始流行， 其特點是陰極呈由高低不平狀。該焙燒法做法是首先利用天然氣或液化氣(也有用電阻絲)對陰極加熱至一定溫度，再灌入高溫鋁水焙燒啟動。雖然解決了異形陰極的因為表面高低不平問題，但是其缺點是規(guī)模較小，投資大，需要消耗大量燃氣，溫度控制難度大。而且， 由于仍然采用灌入鋁液的方式啟動，漏爐的概率也比 較高。石墨化柱形凸起陰極電解槽的陰極表面排部大量半徑IOcm,高度Ilcm的柱狀凸起結構。如果簡單采用已有的焙燒方式會花費大量的人力、物力、財力，且可能會造成陰極的早期破損，甚至出現危險狀況，對電解槽的壽命和節(jié)能效果都會產生較大的影響。關于鋁電解槽焙燒啟動方法，我們查到以下相關文獻1.申請?zhí)?00910066115.x，專利技術名稱鋁電解槽雙層焦粒節(jié)能焙燒啟動的方法，摘要本專利技術公開了一種鋁電解槽雙層焦粒節(jié)能焙燒啟動的方法，它是在現有焦粒焙燒技術的基礎上，鋪設兩層焦粒，通過調整焦粒的層數和厚度，彌補電解槽陰極的不平，保證陽極和陰極之間的密切接觸，保證電解槽在通電后電流的順利通過，并保證各個陽極之間電流分布均勻化，確保焙燒過程的安全穩(wěn)定過渡；雙層焦粒焙燒啟動方法，有效解決了二次啟動電解槽的陰極不平整問題，同時也有效解決了新的異型陰極的不平整問題，徹底解決了二次啟動電解槽焙燒和新的異型陰極焙燒中電流分布不均勻現象，確保了在焙燒期間整體爐膛溫度的均勻升高，提高了電解槽的使用壽命，僅單臺電解槽就可節(jié)約電能約1. 12萬度電以上，降低了生產運行成本。其不足之處在于焦粒使用量大，增大了撈碳渣的工作量， 成本高。2.申請?zhí)?00910114518. 7，專利技術名稱大型異形陰極鋁電解槽焙燒啟動方法，摘要本專利技術公開了一種大型異形陰極鋁電解槽焙燒啟動方法，它充分利用了異形電解槽陰極，其特征在于包括以下步驟焙燒材料的選擇、異形陰極電解槽的裝爐和異形陰極電解槽的焙燒啟動。該方法節(jié)能和啟動電解槽安全，無需用到天然氣或液化氣，有效避免了灌鋁， 從根本上阻斷鋁液滲漏通道，啟動電解槽安全性能大大提高。操作簡單，無需各種電氣控制臺，成本低廉，采用濕法電解質啟動，成功率很高。適用于大型異形陰極鋁電解槽焙燒的啟動。其不足之處在于所用焦粒量太大。3.申請?zhí)?00910248876. 7，專利技術名稱一種陰極具有凸起結構的鋁電解槽的焙燒啟動方法，摘要一種陰極具有凸起結構的鋁電解槽的焙燒啟動方法，在陰極碳塊凸起的上表面鋪設一層焦粒，或鋪設一層焦粒再鋪設一層焦粒和粘結劑混合的糊料；將碳陽極平放在焦粒或糊料的上表面上。實施電解槽的焦粒電阻焙燒到500 800°C時，通過出鋁口灌入鋁水,繼續(xù)通電焙燒達到950°C時，打開出鋁口，灌入液體電解質,抬高陽極,實施電解槽的濕法啟動；或者實施焦粒電阻焙燒持續(xù)到960 980°C，從出鋁口灌入液體電解質，同時提高陽極，提高槽電壓，直接用濕法啟動電解槽。本專利技術方法所應用的焦粒量較少，陰極碳塊表面電流和溫度分布均勻，可防止由于局部過熱導致陰極碳塊表面發(fā)生斷裂。其不足之處在于焦粒用量大且焙燒質量差易造成電解槽早期瀉漏。4.申請?zhí)?00910226630.x，專利技術名稱一種異形結構陰極鋁電解槽焙燒方法，摘要本專利技術公開了一種異形結構陰極鋁電解槽焙燒方法，將異形結構陰極表面的凹處用鋁粉或與凹處對應形狀的鋁塊進行填充，使得填充后的表面與異形陰極凸起面在同一水平面上，再在陰極平面上鋪設一層焦粒，掛上陽極通電焙燒，直到陰極表面60 70%的面積達到或超過900°C，且槽內60%以上面積有IOcm厚的熔融電解質后，再灌入電解質進行濕法啟動或采用干法啟動。這種鋁塊/鋁粉-焦粒復合焙燒技術有利于陰極表面的電流和溫度分布均勻，減小熱震，既避免了鋁液焙燒法對陰極內襯的熱沖擊，又解決了異形陰極結構鋁電解槽單獨采用焦粒焙燒時因焦粒厚度差異較大而導致的陰極電流分布不均等問題，提高了陰極內襯的焙燒質量。其不足之處在于陰極的早期破損通道被鋁液填滿，啟動后易造成電解槽早期瀉漏。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術的不足，提供，具有安全系數高、焙燒質量好、勞動強度小、減小焦粒用量等優(yōu)點。為了達到上述目的，本專利技術是通過以下技術方案實現的，包括如下步驟(1)將焦粒鋪設框放置在凸臺 周圍，然后在凸臺上表面及周圍鋪設一層焦粒，此層焦粒在焦粒鋪設框內并與焦粒鋪設框齊平；(2)在焦粒鋪設框外周圍鋪設一層電解質層，再在電解質層上鋪設一層焦粒層，同時， 在陰極上表面未填滿鋪平的空間用焦粒壓實鋪平；(3)鋪設完畢后，將陽極平放在凸臺上的焦粒層上表面，陽極底部與焦粒層的接觸面積為90%以上；(4)按照常規(guī)方法安裝好陽極，在陽極間縫中設置測溫點，然后在陽極中縫處用冰晶石粉填充lllOcm，再用電解質塊填充滿陽極中縫；陽極周圍用電解質塊覆蓋，并在中間極鋼爪上焊取雙層分流片，雙層分流片另一端與陰極鋼棒連接；(5)焙燒啟動，步驟如下a.采用濕法啟動，打開電解槽端頭，掏空兩端頭陽極之間的陽極中縫部位，架設導流槽,用真空太飽從相鄰電解槽抽取高溫液體電解質灌入,抬電壓保持在8 IOV ；b.待電解槽周圍物料大部分熔化后開始打撈碳渣，電解槽啟動完成。以上所述焦粒鋪設框由鐵皮或鋁合金所制，為兩個以上的方形框錯開排列組成， 每個方形框邊長為28 32cm，框高高于凸臺(T2cm。本專利技術的焦粒鋪設框是根據陰極焙燒初期所要達到的導電導電面積按凸臺形狀和鋪設高度進行設計的。以上所述電解質層的鋪設厚度為l(Tl2Cm。以上所述電解質塊的粒度為Tl0mm。以上所述焦粒層的鋪設厚度為f2cm。以上所述焦粒是由煅燒后的石油焦或冶金焦與石墨按照重量比f 5 I的比例混合組成。石墨、煅后石油焦和冶金焦屬碳素材料是電的良好導體，當電能通過碳素材料時會根據電阻變化而產生熱量，本專利技術旨在充分利用電解槽自身的碳素材料和調節(jié)添加碳素材料電阻在通電情況下產生足夠熱量來完成高溫焙燒啟動的。經過本專利技術人不斷優(yōu)選材料和配比，無需使用其它燃氣或電阻絲等發(fā)熱介質，只使用常用的碳素材料就能完成焙燒啟動。以上所述焦粒的粒度·為f3mm。與現有技·術相比，本專利技術的有益效果是1.安全系數高。本專利技術特制的焦粒鋪設框增加了焙燒初期陰極的導電面積，采用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柱形凸起陰極鋁電解槽焙燒啟動方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)?將焦粒鋪設框（4）放置在凸臺（3）周圍，然后在凸臺（3）上表面及周圍鋪設一層焦粒，此層焦粒在焦粒鋪設框（4）內并與焦粒鋪設框（4）齊平；(2)?在焦粒鋪設框（4）周圍鋪設一層電解質層（2），再在電解質層（2）上鋪設一層焦粒層（1），同時，在陰極（5）上表面未填滿鋪平的空間用焦粒壓實鋪平；(3)?鋪設完畢后，將陽極（6）平放在凸臺（3）上的焦粒層（1）上表面，陽極（6）底部與焦粒層（1）的接觸面積為90%以上；(4)?安裝好陽極（6），在陽極（6）間縫中設置測溫點，然后在陽極中縫處用冰晶石粉填充11~20cm，再用電解質塊填充滿陽極中縫；陽極（6）周圍用電解質塊覆蓋，并在中間極鋼爪（7）上焊取雙層分流片（8）；(5)?焙燒啟動，步驟如下：a．打開電解槽端頭，掏空兩端頭陽極（6）之間的陽極中縫部位，架設導流槽，用真空太飽從相鄰電解槽抽取高溫液體電解質灌入，灌完電解質后電壓保持在8~10V；b．待電解槽周圍物料大部分熔化后開始打撈碳渣，電解槽啟動完成。

【技術特征摘要】
1.一種柱形凸起陰極鋁電解槽焙燒啟動方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)將焦粒鋪設框(4)放置在凸臺(3)周圍，然后在凸臺(3)上表面及周圍鋪設一層焦粒，此層焦粒在焦粒鋪設框(4)內并與焦粒鋪設框(4)齊平； (2)在焦粒鋪設框(4)周圍鋪設一層電解質層(2 )，再在電解質層(2 )上鋪設一層焦粒層(1)，同時，在陰極(5)上表面未填滿鋪平的空間用焦粒壓實鋪平； (3)鋪設完畢后，將陽極(6)平放在凸臺(3)上的焦粒層(I)上表面，陽極(6)底部與焦粒層(I)的接觸面積為90%以上； (4)安裝好陽極(6)，在陽極(6)間縫中設置測溫點，然后在陽極中縫處用冰晶石粉填充If 20cm，再用電解質塊填充滿陽極中縫；陽極(6)周圍用電解質塊覆蓋，并在中間極鋼爪(7)上焊取雙層分流片(8); (5)焙燒啟動，步驟如下 a.打開電解槽端頭，掏空兩端頭陽極(6)之間的陽極中縫部位，架設導流槽，用真空太飽從相鄰電解槽抽取高溫液體電解質灌入，灌完電解質后電壓保...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：吳大奎，張開躍，林琳，劉傳輝，熊斌，張峰，楊云坤，閆飛，梁培王，
申請(專利權)人：廣西百色銀海鋁業(yè)有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：