[发明专利]一种预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解槽焙烧启动方法，尤其涉及采用霍尔-埃鲁法生产原铝的运行电流从160kA至400kA或更大型的预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动方法及结构。

背景技术

现有大型预焙阳极铝电解槽通常的焙烧启动办法有两种，一种是采用焦粒作为介质的启动办法，另一种是采用燃气焙烧启动的办法。

国内通常采用的方法为焦粒焙烧启动的办法。中国专利ZL99120950.8公开了焦粒焙烧方法，为国内普遍采用的办法。该专利中采用氟化盐与纯碱按分子比为2.8～3之间进行配料，控制氟化钙含量为4～6％进行装炉，焙烧过程中液态电解质浸没阳极底部，铺设的为煅后焦，厚度为10～30mm，存在焙烧启动方法通常为72小时以上，焙烧启动灌铝后至少一个月电解槽槽电压才能降至正常水平，浪费了大量的电能；内衬由于焙烧温度高，使电解槽寿命短；焙烧启动后需要月3个月才能将技术参数调整至正常水平；炉底槽壳最大变形7-12cm，1周内炉底变形还没有恢复；电解槽在焙烧后期和启动过程中需使用压缩空气吹。传统启动办法焙烧的控制思路以电压与温度为核心。现在传统的启动方法采用中缝具备一定高度的电解质为启动条件，此时，内衬温度已超过1000度，甚至高达1100度以上，过高的温度会增加内衬破损与产生裂纹的可能，一方面影响电解槽工作寿命，另一方面容易产生早期漏槽。

发明内容

本发明就是为了解决上述技术问题而提供一种预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动方法及结构，目的是能够使焙烧过程中的阴极内衬温度均匀上升，焙烧时间大大缩短，阴极没有过焙烧现象，焙烧质量良好；启动后的电解槽能可快速转入正常期，增加了产量。

为达上述目的本发明是这样实现的：一种预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动方法，它包括下述步骤：热电偶安装的步骤、铺设焦粒的步骤、装炉的步骤和焙烧控制的步骤；热电偶安装的步骤是指先在阴极碳块安装热电偶；铺设焦粒的步骤是指将焦粒铺设在阴极碳块的上方；装炉的步骤的是指阳极外侧设置钢板，将电解槽大小面端部钢板外覆盖破碎电解质块，采用耐高温高热阻材料覆盖了阳极间缝与中缝以保持焙烧温度；焙烧控制的步骤是指在通电后，温度匀速提升，当中间通道平均温度达到930～970度以上后，40～48小时电解槽具备启动条件。

所述的阴极碳块内衬上钻出直径4～12mm孔，热电偶插入阴极碳块深度为15～20mm。

所述的热电偶表面缠绕绝缘耐高温材料并引出槽外。

所述的热电偶设在阴极碳块长度方向的两侧及中间三个位置，每个位置在宽度方向设置三个热电偶；或在阳极组之间的间缝下方的阴极碳块上设置三个热电偶。

所述的铺设的焦粒为石墨碎和煅后焦粒，对在端部的一组或两组阳极先铺设2～10mm后的石墨碎，然后内衬表面均匀铺设15～30mm的煅后焦粒与石墨碎混合物。

所述的铺设的焦粒为石墨碎，在端部铺设含石墨碎高的物料，中间阴极碳块内衬上铺设含石墨碎低的物料。

所述的耐高温高热阻材料为玻璃纤维毯。

所述的在电解槽大小面端部钢板外覆盖破碎电解质块上采用冰晶石覆盖，最上层添加纯碱。

所述的焙烧控制以阴极内衬温度为核心，在通电后的10个小时，温升速度为约为25～35度/小时，以后温升速度为控制在15～25度/小时。

所述的还包括启动控制及启动后期管理的步骤：焙烧温度达到指定的目标要求后向电解槽内灌入电解质，同时提升阳极母线，对电解槽进行焙烧启动。

所述的从启动后20～28小时灌铝。

所述的整个焙烧启动过程需要64～72小时。

所述的启动后根据电解槽的噪声水平降低槽电压。

所述的灌铝后约两至三天电解槽电压降至正常工作电压区间，槽内电解质分子比在最初5天保持在2.7～2.9，在两周或一个月的时间降至正常分子比。

一种预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动结构，包括阴极碳块，在阴极碳块上设有阳极组，在阴极碳块上设有热电偶，在阳极组的两端设有钢板，在钢板与槽壳之间设有电解质块，在阴极碳块与阳极组之间设有焦粒层。

所述的阴极内衬上钻出直径4～12mm孔，热电偶插入阴极碳块深度为15～20mm，热电偶表面缠绕绝缘耐高温材料并引出槽外，热电偶设在阴极碳块长度方向的两侧及中间三个位置，每个位置在宽度方向设置三个热电偶。

所述的电解质上设有冰晶石。

所述的冰晶石上设有纯碱。

所述的阳极组之间的间缝和中间通道用玻璃纤维毯覆盖。