[发明专利]一种预焙铝电解槽生产工艺

说明书

本发明一种预焙铝电解槽生产工艺，其技术特征是：在铝电解生产过程中，在预焙阳极炭块的上部及阳极钢爪头的外围，安装扣置上由2块以上定型保温组合块构成的阳极炭块上部覆盖保温层，该覆盖保温层由多块定型保温组合块，以阳极炭块中心线为对称轴线，相互配置组合构造而成，其保温层的外轮廓为矩形，与阳极炭块外轮廓的平面投影相互重合，且中间留有阳极钢爪头通过的空间位置。该方案具有以下技术优势：在铝电解槽现有生产工艺中，可减少覆盖保温层结壳的热吸收和热散失，降低电解铝在生产过程中的能耗，减少覆盖料的物流周转量和破碎处理工作量，减少残极清理作业的工序环节，降低企业的生产成本。

技术领域：一种预焙铝电解槽生产工艺，主要应用与预备铝电解槽的电解铝生产。

技术背景：现有预焙铝电解槽在进行电解生产过程中，一个重要的生产工序是更换阳极作业，即当阳极炭块消耗的一定厚度，当电解质液腐蚀危及到阳极钢爪头的安全时，需进行更换阳极炭块的作业，即将残极阳极炭块从铝电解槽槽膛内取出，更换上一个高度如初的新阳极炭块。在新更换的阳极炭块入槽就位后，为了提升阳极炭块的升温速度，防止阳极炭块氧化，减少铝电解槽阳极炭块的热散失，保证铝电解槽的热平衡，需在新阳极炭块的上表面部添加用电解质料粉以及氧化铝粉为主要成分的散状颗粒物料，在阳极炭块上部形成一个厚度在15cm至18cm厚度的覆盖料保温层。

在电解生产过程中，覆盖在铝电解槽内阳极炭块上部的散状颗粒覆盖料，会随着阳极炭块消耗，温度的提高，烧结成一个块状，该覆盖料烧结块会将阳极炭块上部，以至整个铝电解槽阳极炭块上部的覆盖料烧结成一个整体的覆盖料结壳块层，俗称覆盖料结壳块。(如附图1、附图2所示)

该覆盖料结壳块一旦在铝电解槽内阳极炭块上部烧结定型后，其强度和温度较高，在铝电解槽更换阳极时，需要用多功能天车打壳锤头，将残极边部的覆盖料结壳块打开，(俗称开边缝作业)，而后，才能将残阳极炭块和处于红热状态的覆盖料结壳块层，从铝电解槽内取出，并更换上一块新阳极炭块。

刚从铝电解槽内取出的残阳极炭块以及阳极钢爪，和覆盖料结壳层烧结在一起，还是处于红热状态，其平均温度在700℃左右。为了使得阳极钢爪和覆盖料可重复利用，以及在阳极钢爪的底部重新浇注钢爪阳极炭块，需先清理掉阳极炭块上部的覆盖料结壳。其清理工序是：待残阳极炭块和电解质覆盖料结壳层冷却后，采用机械干涉破碎或人工锤击破碎的方法，将电解质覆盖料结壳层破碎，并从残阳极炭块上清理下来，而后在将这些覆盖料结壳层块，运送到机械破碎系统装置，将其破碎成粉状物料后，重新返回到电解生产工艺中，添加到新更换的阳极炭块上部，作为覆盖料重复使用。

现通用的铝电解槽生产工艺，这种采用粉状不定型的颗粒粉状物料作为阳极炭块上部覆盖料生产方式，在电解铝生产行业，已经延续了几年，这种生产工艺作业方式存在以下缺陷；

1、用电解质及氧化铝颗粒粉状物料形成覆盖料结壳层，在电解槽内烧结形成硬质结壳的过程中，会吸收大量的热能，浪费电解能耗。

2、在换极过程中，从残阳极炭块上部带出的红热状态的覆盖料结壳层，会在铝电解槽外会散失大量的无功热能，浪费电解能耗。

3、在清理破碎残阳极炭块上部覆盖料结壳，使覆盖料结壳与残阳极炭块和阳极钢爪头分离过程中，不仅会消耗大量的劳动工作量和机械耗能，而且其过程中会产生大量的粉尘污染环境。

4、在将电解质结壳块破碎成颗粒粉末状，形成可重复利用的覆盖料粉料的过程中，不仅会消耗大量的劳动工作量和机械耗能，也产生大量的粉尘，污染环境。

5、在更换残极，进行铝电解槽内开边锋作业时，会使得覆盖料结壳产生无规则的破碎，形成颗粒料块，这些颗粒料块在残极出槽作业中，会从残阳极炭块上边部脱落到的电解质液中，会造成电解质液的化学成分波动，不利于电解铝生产。

6、在更换残极时，由于有部分覆盖料结壳块会坠入到电解质液中，为防止覆盖料结壳块污染电解质，需要进行捞块作业。该项劳动作业在高温环境下进行，不仅环境艰苦，而且工作强度较大。