[发明专利]铝电解槽火焰焙烧直接启动工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铝电解槽火焰焙烧直接启动工艺，属于冶金技术领域。

技术背景：

随着铝工业的迅猛发展，铝电解控制技术和铝电解生产工艺技术日益完善与成熟，各项技术经济指标也在不断提高。目前铝电解槽槽型主要包括：160KA、240KA、280KA、300KA、320KA、350KA、375KA、400KA及以上电流系列的大型预焙电解槽均用于工业化生产；尽管国内、外的铝电解工业取得如此巨大的进步，但电解槽的预焙大型化也影响到我国铝电解槽寿命(生产槽龄)，我国铝电解槽的槽寿命与世界先进水平的铝电解槽寿命还存在差距。

当铝电解槽结构设计、阴极和内衬材料选定和筑炉工作完成后，所采用焙烧启动工艺方法是影响电解槽生产使用寿命的重要因素。而所谓焙烧主要就是将铝电解槽的阴极烧成一个整体，使其具有结构完整性、良好的导电性、防铝液渗透能力、较高的机械强度和较长的使用周期。目前国内与国际的铝电解槽焙烧启动工艺通常采用铝液焙烧、焦粒焙烧和火焰-铝液两段焙烧启动技术；不同的焙烧启动方法将对电解槽阴极、阳极和电解槽内衬产生不同的影响，上述方法存在的缺陷主要是：焙烧过程不能很好地实现设定的焙烧升温曲线，铝液焙烧对阴极的热冲击大，升温梯度与设定值偏差过大，很难实现合理的底糊焦化烧结过程；焙烧期间炉膛、炉底温度不均匀，使电解槽阴极和内衬出现裂缝，启动前不能有效地堵塞焙烧期间形成的铝液渗漏通道，在启动期间和启动后易发生铝液渗漏，降低电解槽生产寿命。

目前还有一种焙烧启动方法是：燃气-铝液两段焙烧启动方法；试验槽焙烧启动过程采用火焰-铝液焙烧法，即先使用天然气焙烧24小时，温度升到700-750℃，之后灌铝继续焙烧24小时(注：启动前铝液已经与内衬和阴极接触)，铝液焙烧过程中电压不能低于3v，定时提升阳极以保证温度均匀上升，温度到800-900℃左右，当电解槽内出现液体电解质时，一次性灌入液体电解质进行无效应启动。

发明内容：

本发明的目的是：提供一种使槽膛均匀升温；减小阴极表面垂直方向温度梯度，防止因升温梯度过大和内衬温度不均匀造成热震损坏；设定合理的升温曲线，实现底糊的合理焦化过程，可以有效地排除内衬的水分、挥发物质，减少阴极及底糊在焙烧过程产生的孔洞，并在焙烧期间堵塞形成的渗铝通道，增强阴极与底糊及内衬的整体性；合理调整炉膛内的还原气氛，防止阴、阳极表面的氧化和破损、采用直接启动方法有效地堵塞焙烧期间形成的铝液渗漏通道，避免在启动期间和启动后易发生铝液渗漏，可提高铝电解槽生产寿命的铝电解槽火焰焙烧直接启动的工艺。

本发明的目的由如下技术方案实施：一种铝电解槽利用火焰焙烧直接启动工艺，其依次包括有如下步骤，

(1)选取电解槽；

(2)安装电解槽使用的阳极，连接检测控制系统，确认设备安装完好；

(3)安装燃气控制系统并确定燃气烧嘴的位置：在电解厂房安装燃气主管道和在电解槽底部分燃气管道及分部燃气控制系统，同时安装和配置空气管道，将分部燃气控制系统组装成整体燃气控制系统；将所述燃气烧嘴合理、均匀安装在阳极底部和阴极上部的电解槽炉膛内；优选的将所述燃气烧嘴位置安装在所述电解槽的炉膛空间的中心处。

(4)调试燃气温度控制系统，并设置铝电解槽控温设备的焙烧曲线，焙烧控温曲线分为四个阶段：

第一阶段：0-40小时，0-600℃，升温梯度为10-30℃/h，主要是从冷态逐步升温；

第二阶段：40-60小时，600-800℃，升温梯度10-25℃/h，升温处理，确保糊料均匀挥发，防止挥发份剧烈，造成大量孔洞的产生；

第三阶段：60-70小时，800-950℃，升温梯度10-30℃/h，避免热震性产生；

第四阶段：70-72小时，930℃-960℃，保温处理2小时，保温处理，确保电解槽稳定的热容为铝电解槽启动提供启动条件；

(5)点火焙烧工序的控制；

(6)启动电解槽的所述燃气控制系统，并根据电解槽炉膛检测温度及时调整燃气的气氛，使空气过剩系数控制在0.85-1.05范围内；及时监控、测量电解槽炉膛温度，使炉膛温度、炉底温度到达工艺设定的温度的要求，并满足直接起动要求的温度条件：850℃-950℃，且电解槽炉底温度均匀；