[发明专利]自焙阳极电解槽快速通电焙烧

说明书

本发明属于冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产铝的阳极焙烧工艺，适用于自焙阳极电解槽。

现有的自焙阳极工艺，特别是对新系列铝电解槽的阳极焙烧来说，由于电流分布不均匀，槽底温度也不均匀，焙烧过程电能损耗大，达到正常生产温度所需的时间长，通常需要六昼夜。对于带有正常生产系列的铝电解槽，由于达到全电流所需时间长，严重影响其生产效率。

本发明的目的在于使从阳极导入的直流电均匀地分布，减少焙烧过程的电能损耗，快速达到全电流，缩短焙烧时间，节省电能，提高生产效率。

通常自焙阳极是直流电由阳极棒导入，经过阳极糊、电解质层，铝板后从阴极导出。由于阳极糊焙烧成锥体以前电阻极大，电流不能均匀地流向阴极，电流过于集中时会出现阳极棒红棒、断棒。甚至漏糊等现象。本发明在铝板上相应子阳极棒插入的位置焊上铝棒起导流作用，使电流均匀地流向槽底的阴极，使电流及槽底温度分布均匀，在该铝棒和阳极棒之间放置一个炭帽，以防正常生产时阳极棒尖熔化。本发明尤其适用子侧插棒自焙阳极电解槽，对于60KA的电解槽，所焊铝棒直径5cm，长度为18cm。

电解铝生产过程主要是以冰晶石-氧化铝熔盐做电解质，炭素材料为阴极和阳极，电解时在阴极上得到液体铝，阳极上得到CO₂和CO混合气体，电解质中的氧化铝逐渐消耗。

生产前必须焙烧阳极，本发明主要用于连续自焙阳极点解槽。阳极糊被加入侧插或上插阳极中后，借助自身电阻产生的焦耳热和电解液供给的热量，自行焙烧成炭素阳极。阳极钢棒钉入阳极体内起导电和承载阳极重量的作用。焙烧的主要目的是使阳极烧结成一定高度的锥体，同时使槽底缝焦结及预热电解槽体，槽底温度应尽可能均匀地达到正常生产的温度。

为了节省电能，电解槽的焙烧应以尽可能快的速度进行，但是在以往采用焦炭粒或炭粉焙烧阳极的工艺时，以及采用铝液焙烧而未进行本发明的改进之前，焙烧电流一开始不能太大，上升到全流的时间长，工作繁重。

一个60kA的中型槽，通常起步电流从500A开始，槽电压为0.7～1A，每隔2小时提升一次，在20小时内每升次500A，在22至40小时内每次升1000A，到两昼夜未达到全电流的30%，在42～60小时内每次升1500A，在62～102小时内每次提升2000A，至104小时达到全电流，阳极下部开始烧结，此后保持全电流继续焙烧到六昼夜未，至阳极锥体烧结成型，即可启动投产。

因为阳极棒尖与铸铝板之间都是不易导电的阳极糊（成分中含28～32%的熔融沥青），电流分布很不均匀，当电流逐步上升时，个别阳极棒很容易发红，甚至烧断，并在断烧处流出不易堵住的稀糊，有时不得不被迫终止通电焙烧，重新清理槽内的原料及阳极糊，再进行二次通电焙烧。

本发明适用于铝液焙烧阳极工艺，采取在铝板上相应于阳极棒插入的位置焊上铝棒的手段，可在焙烧时产生导流作用，使阳极棒上的电流分布均匀，进而使电流均匀导入阴极，使槽底温度均匀地达到正常生产的温度，在铝棒和阳极之间加一个已铸型的炭帽，可避免正常生产时阳极棒尖熔化。铝棒直径3～10cm，长度以阳极棒尖到铝板的距离为准。

下面是附图说明：

附图：铝液通电焙烧示意图

1-托架、2-硅酸铝纤维板、3-硅藻土保温砖、4-耐火砖、5-耐火砼、6-炭糊、7-槽壳、8-侧部炭块、9-焙烧装槽料、10-阳极棒、11-铸型后阳极、12-阳极框架、13-炭帽、14-铝棒、15-铝围板、16-铸铝板、17-阴极炭块、18-阴极方钢、19-石棉板、20-铝箱。

实施例：一个60kA侧插棒自焙阳极铝电解槽，采用双层有底铝箱，底面为一层，侧面为两层，两大面及两小面均采用铝围板。焙烧前先清除杂物，吹净灰尘，注入高度为5cm的铝液，表面应平整，须除去表面浮渣，冷却形成铸铝板，然后在铸铝板上焊22根直径5cm，长18cm的铝棒，铝棒上各加一个炭帽，阳极棒与电解槽平面呈15°角插入，铝棒焊接位置必须使第一排22根阳极棒的尖端刚好放在炭帽上。在铸铝板四角冷却收缩后产生的空隙内再注入部份铝液，使铸铝板四角与炭素阴极接触良好。然后通电焙烧，电流上升梯度如下表：

时间（分）  0  5  10  15  20  25  30

电流（KA）  42  45  48  51  54  57  60

电压（V）  9  8.5  8.1  7.6  7.4  7.3  7.2