[发明专利]一种防止铝电解槽阴极凸起破损的预热方法

说明书

技术领域

本发明属于电解铝技术领域，具体涉及一种防止铝电解槽阴极凸起破损的预热方法。

背景技术

发明专利200710010523.4提出了一种表面带有凸起结构的阴极碳块的电解槽，阴极的凸起结构具有减弱铝液流动，提高阴极铝液稳定性的作用，因此该新型阴极结构电解槽可降低阴极和阳极之间的有效极距，具有较低的槽电压，节能效果明显。

预热和启动是新型阴极结构电解槽的主要工艺过程，新型阴极结构电解槽在启动之前必须要进行预热。预热的目的有四个，一个是为了驱散出新修或大修面电解槽内的水分；其二是为了使电解槽阴极碳块之间的捣固糊和边部的人造伸腿具有较好的烧结，使阴极碳块之间和边部人造伸腿与阴极碳块之间很好地结合在一起；预热的第三个目的是为了使槽内衬温度达到或接近电解温度；第四个目的也是最重要的目的就是要使新型阴极结构电解槽阴极碳块上表面的凸起在预热过程中不能断裂和破损。

目前国内外实施的新型阴极结构电解槽预热方法有两种，一种是传统的焦粒预热法，另一种是火焰-铝液两段焙烧法。焦粒预热法的基本原理是利用阳极与新型阴极结构电解槽阴极碳块上表面之间铺设的焦粒的电阻产生的热量使电解槽预热，这种预热方法具有温度分布不均、能耗高、电解质损失大等缺点，而新型的火焰-铝液两段预热工艺，虽然避免了上述缺点，但是使用这种预热技术时常常使新型阴极结构电解槽阴极碳块表面上的凸起断裂和破损增多。

发明内容

针对以上新型阴极结构电解槽预热方法存在的不足之处，本发明提供一种防止铝电解槽阴极凸起破损的预热方法，达到使新型阴极结构电解槽在预热过程中阴极碳块表面上的凸起不断裂、不破损的目的。

本发明方法的工艺步骤如下。

(1)捣打保护料

电解槽安装完后，将保护料填置在两个阴极碳块之间的捣固糊上表面的凹槽和阴极碳块四周的凹槽内，然后用捣锤捣打到比阴极表面高0～5cm。同样将该保护料铺在电解槽阴极四周的碳素捣固糊斜坡(人造伸腿)和两排阳极中缝正下面的阴极表面上，碳素捣固糊斜坡处的保护料铺设的长度与宽度与捣固糊斜坡相同，其厚度为1～4cm，两排阳极中缝正下边的阴极表面上保护料铺设的宽度小于或等于中缝宽度，长度比电解槽整体阴极的长度短30～50cm，即在出铝端的阴极碳块处不铺该混合物料，混合物料的厚度为1～5cm。另一端的保护料铺设到与侧部斜坡的保护料相连接。

保护料为氧化铝、冰晶石和粘结剂的混合物料，该保护料由氧化铝和冰晶石的混合物与铝酸钠溶液或水玻璃溶液(硅酸钠溶液)或水混捏而成，其中氧化铝和冰晶石作为骨料，铝酸钠溶液或水玻璃溶液或水为粘结剂。

上述骨料中氧化铝和冰晶石的质量比为1∶(0.025～0.3)；粘结剂加入量为骨料的3～15％(质量百分比)，铝酸钠溶液中氢氧化钠浓度为100～300g/L，氢氧化铝的浓度为20～300g/L；硅酸钠溶液中硅酸钠浓度为100～300g/L。

(2)安装火焰燃烧器

将电解槽的阳极全部挂起，并使所有的阳极底掌在同一水平面上，将阳极上升到其底掌面与阴极凸起的上表面的距离为5～20cm。在将要放置燃烧器的位置处的阴极碳块和边部的捣固糊斜坡上面放置一层硅酸铝纤维板，硅酸铝纤维板的上面再放一块厚为2～2.5mm的铁板，此铁板一半放在正对燃烧火焰的底部阴极碳块上，另一半斜置在斜坡上。铁板的上部边缘可焊接一个提手，以便于火焰焙烧结束后电解槽灌入铝液后将其取出，这样做的目的是为了避免燃烧器的火焰直接吹到阴极和边部的碳块上表面造成碳块的损坏。

将8～28个燃烧器均匀地安放在电解槽的两个大面上，相当于每个大面上有4～14个燃烧器，另有两个燃烧器要安装在两个小面，分别安装在烟道端和出铝端两个阳极碳块中缝的位置上，两个大面上的燃烧器等距离地安装在阳极与侧部碳块之间的缝隙中，相邻的两个燃烧器之间的距离为0.5～2.0m。

(3)装炉

在两个大面和两个小面(烟道端和出铝端)火焰燃烧器位置以外的地方，用长500～600mm、厚2～3mm的铁板以稍微向上倾斜的角度(与水平方向的夹角为θ＝10～60°)，一边搭在人造伸腿上面，一边搭在阳极的侧面上。铁板宽度的确定：如果阳极与侧部碳块的距离为245mm，则铁板的宽度为300～345mm。铁板中间偏上10～150mm的位置焊上一个U型提手，材料为直径4～8mm的钢筋，提手两个焊点之间的距离为20～30cm，U型提手高度40～60cm。火焰焙烧完毕灌入铝水，电解槽通电进入铝液焙烧前，借助于此提手将铁板从槽的大面提拉出来，此铁板在电解槽侧面上的位置如图1所示。