專利名稱：一種直流電焙燒預熱鋁電解槽的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直流電加熱焙燒預熱電解槽的方法，屬于電解技術領域。
背景技術：
隨著電解鋁企業(yè)的規(guī)?；?、大型化、自動化生產發(fā)展，以及重視環(huán)境保護，提產增效，降低能耗，延長設備使用壽命等措施的推進，對鋁電解工藝技術提出了更新、更高的要求。目前，鋁電解生產過程包括鋁電解槽的焙燒預熱，啟動、控制電解生產等等，其中焙燒預熱是鋁電解生產過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它通過焙燒加熱升溫，烘干電解槽陰極內襯，使焙燒溫度接近或達到正常生產溫度，防止內襯中的水份及灰份在高溫下快速排出而使內襯造成漏洞或裂紋；提高陰極和陽極溫度，防止陰極工作面因溫差產生的熱應力而損傷陰極炭塊；使陰極炭塊間的底糊燒結焦化，以粘接陰極炭塊和側部炭塊使之構成一個整體，為啟動電解生產創(chuàng)造良好的工作條件。因此，焙燒預熱效果的好壞直接影響到啟動效果的好壞，而啟動效果不但影響電解槽的生產運行穩(wěn)定性及生產指標，而且在很大程度上影響到電解槽的使用壽命、勞動強度及對生態(tài)環(huán)境的保護。目前，電解槽常用的焙燒預熱方法有固體鋁焙燒法、鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、石墨粉焙燒法及燃氣焙燒法，但這些焙燒技術都存在均不完善。為適應當前鋁電解槽大型化及曲面化兩大發(fā)展趨勢，改善焙燒效果，提高環(huán)境環(huán)境效益。潤鑫公司相繼研究開發(fā)應用了鋁電解槽環(huán)流焙燒法及清潔焙燒法，利用金屬電阻替代焦粒作為發(fā)熱介質，采用全空腔裝槽方式進行裝槽，不僅焙燒溫度均勻、能有效控制升溫速度、能對人造伸腿進行有效焙燒，而且減少了焦粒消耗，提高了環(huán)境效益，大幅度降低了焙燒成本及勞動強度。但這種焙燒方法采用的是用車間里的交流電通入金屬電阻對電解槽進行加熱焙燒，不適用于大規(guī)模的通電啟槽，而且操作復雜、觸電風險大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的上述不足，提供一種直流電焙燒預熱鋁電解槽的方法，以提高清潔焙燒法使用范圍，簡化操作，降低觸電風險。本發(fā)明提供的一種直流電焙燒預熱鋁電解槽的方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，其特征在于具體經過下列步驟
A、清掃鋁電解槽，在陰極炭塊及人造伸腿表面鋪設一層厚度為1±0.2mm的冰晶石；
B、安裝陽極炭塊，并杜絕陽極炭塊下滑；
C、安裝輻射加熱管，同時在電解槽內安裝熱電偶探頭，檢測加熱溫度；
D、在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層耐高溫絕緣板；
E、在耐高溫絕緣板上鋪設一層電解質粉末，電解質粉末的厚度以能防止空氣進入焙燒槽為宜；
F、通電焙燒電解槽；
G、當焙燒至電解槽內平均溫度達到850 950°C時，持續(xù)焙燒至陰極內襯焙燒透，取出輻射加熱管，灌入高溫電解質，適當抬高陽極后通電，通電期間控制抬陽極的速度及升電流的速度，使槽電壓在6 ±2V，通電至20 30V的高電壓時，保持10 20分鐘，之后將電壓逐漸下降到5. 5 6. 5V時，保持12 24h，使電解質熔化后，灌入適量的鋁液，從而完成焙燒啟動。
所說D步驟的耐高溫絕緣板厚度為I. O I. 5cm,材料為常規(guī)石棉板，或者硅酸鋁纖維板，具體材料及厚度的選用視分流情況、陰極材質以及通電情況而定，并在其上預留觀察孔及排氣孔，以觀察槽內焙燒情況，同時在排氣孔內插入導氣管，用于排放煙氣，改善焙燒效果。所說E步驟的電解質粉末層厚度，根據需要在不同部位要求不一樣，以能防止空氣進入焙燒槽為宜，通?？刂圃?. 5±0. 5cm范圍內。本發(fā)明與現有技術相比具有下列優(yōu)點和效果
(I)采用金屬電阻作為發(fā)熱介質進行通電發(fā)熱焙燒，能夠嚴格按照碳素糊料特性要求控制升溫速度，焙燒效果較好。(2)利用金屬電阻替代焦粒作為發(fā)熱電阻對電解槽進行加熱，不僅能實現密閉式啟動電解槽，改善操作環(huán)境，而且可實現低碳焙燒，降低焙燒成本。(3)采用金屬電阻發(fā)熱對電解槽進行焙燒預熱，無需鋪設焦粒，無
需安裝或拆除軟連接和分流片，無需打撈炭渣，無需在焙燒期間對陽極電流分布及陰極電流分布進行測量，大幅度簡化操作，降低勞動強度。( 4 )采用金屬電阻對電解槽進行焙燒預熱，并在啟動電解槽后，可大幅度降低電解質含炭量，這樣既可杜絕啟動時的含炭事故，又有利于電解槽提前轉入正常生產，降低噸鋁電耗和提聞招廣量。(5)由于在陰極炭塊及人造伸腿表面設置一層冰晶石，能在焙燒預熱期間緩沖高溫電解質對陰極內襯的沖擊，而且能對人造伸腿進行有效焙燒，大幅度改善焙燒效果。(6)開發(fā)利用全電解質粉末替代冰晶石作為裝槽物料，由于電解質價格遠低于冰晶石價格，因此，可大幅度降低焙燒啟動成本。本發(fā)明適宜所有預焙槽的焙燒預熱，尤其適用于大型曲面陰極預焙槽的焙燒預熱，不僅焙燒溫度均勻，能量利用率高，焙燒時間短，電耗低，焙燒過程中不存在局部富集鈉的問題，不但可大幅度降低勞動強度，還可確保焙燒效果，提前轉入正常生產，有效延長槽壽命，對今后改善電解槽焙燒方法，提高能源和資源利用率，將產生較為深遠的影響，具有廣闊的推廣應用前景。


圖I為本發(fā)明電解槽裝槽結構圖
圖中，I為電解槽陰極炭塊，2為人造伸腿，3為陽極炭塊，4為輻射加熱管，5為高分子比冰晶石，6為耐高溫的絕緣隔熱層，7為連接電線，8為安裝于陰極炭塊內的陰極鋼棒，9為電解質粉末，10為陽極導桿，11為陽極鋼爪。
具體實施例方式下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
實施例I
本發(fā)明提供的電解槽電解熱焙燒預熱方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，具體經過下列步驟(如圖I所示)
A、清掃干凈爐膛，在陰極炭塊I及人造伸腿2表面鋪設一層冰晶石，冰晶石，厚度1±0· 2 mm ;
B、安裝陽極炭塊3，安裝陽極炭塊時特別注意復緊小盒卡具，杜絕陽極炭塊下滑現象發(fā)
生；
C、安裝輻射加熱管4，檢查陽極3復緊后抬陽極安裝輻射加熱管4，同時在槽內安裝熱電偶探頭，對加熱溫度進行檢測；
D、裝好輻射加熱管4后在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層厚度I.Ocm的耐高溫石棉板6 ；
E、在耐高溫絕緣板6上鋪設一層電解質粉末9，電解質粉末厚度以能防止空氣進入焙燒槽為宜，其厚度控制在2. 5±0. 5cm范圍內。F、鋪完電解質粉末后對輻射加熱管進行接線，連接電線進電端與陽極炭塊3導桿相連接，出電端與陰極鋼棒8連接。G、通電焙燒期。檢查達到通電條件后，按送電梯度要求進行通電焙燒加熱。H、當焙燒槽內平均焙燒溫度達到850°C后再持續(xù)焙燒一段時間，待陰極內襯焙燒透后取出輻射加熱管，灌入高溫電解質適當抬陽極后通電，
通電期間控制好抬陽極的速度及升電流的速度，確保槽電壓在6±2V，通電結束后保持20V的高電壓焙燒15min后將電壓逐漸下降到6. 5± IV再焙燒24h，熔化準備好足量的電解質后灌入適量的鋁液完成焙燒啟動，經過非正常期管理后，進入正常生產。
實施例2
本發(fā)明提供的電解槽電解熱焙燒預熱方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，具體經過下列步驟(如圖I所示)
A、清掃干凈爐膛，在陰極炭塊I及人造伸腿2表面鋪設一層冰晶石，冰晶石，厚度1±0· 2 mm ;
B、安裝陽極炭塊3，安裝陽極炭塊時特別注意復緊小盒卡具，杜絕陽極炭塊下滑現象發(fā)
生；
C、安裝輻射加熱管4，檢查陽極3復緊后抬陽極安裝輻射加熱管4，同時在槽內安裝熱電偶探頭，對加熱溫度進行檢測；
D、裝好輻射加熱管4后在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層厚度I.5cm的耐高溫石棉板6 ；
E、在耐高溫絕緣板6上鋪設一層電解質粉末9，電解質粉末厚度以能防止空氣進入焙燒槽為宜，其厚度控制在2. 5±0. 5cm范圍內。F、鋪完電解質粉末后對輻射加熱管進行接線，連接電線進電端與陽極炭塊3導桿相連接，出電端與陰極鋼棒8連接。G、通電焙燒期。檢查達到通電條件后，按送電梯度要求進行通電焙燒加熱。H、當焙燒槽內平均焙燒溫度達到900°C后再持續(xù)焙燒一段時間，待陰極內襯焙燒透后取出輻射加熱管，灌入高溫電解質適當抬陽極后通電，通電期間控制好抬陽極的速度及升電流的速度，確保槽電壓在6±2V，通電結束后保持25V的高電壓焙燒12min后將電壓逐漸下降到6. 5±1V再焙燒16h，熔化準備好足量的電解質后灌入適量的鋁液完成焙燒啟動，經過非正常期管理后，進入正常生產。實施例3 本發(fā)明提供的電解槽電解熱焙燒預熱方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，具體經過下列步驟(如圖I所示)
A、清掃干凈爐膛，在陰極炭塊I及人造伸腿2表面鋪設一層冰晶石，冰晶石，厚度1±0· 2 mm ;
B、安裝陽極炭塊3，安裝陽極炭塊時特別注意復緊小盒卡具，杜絕陽極炭塊下滑現象發(fā)
生；
C、安裝輻射加熱管4，檢查陽極3復緊后抬陽極安裝輻射加熱管4，同時在槽內安裝熱電偶探頭，對加熱溫度進行檢測；
D、裝好輻射加熱管4后在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層厚度I.3cm的耐高溫石棉板6 ；
E、在耐高溫絕緣板6上鋪設一層電解質粉末9，電解質粉末厚度以能防止空氣進入焙燒槽為宜，其厚度控制在2. 5±0. 5cm范圍內。F、鋪完電解質粉末后對輻射加熱管進行接線，連接電線進電端與陽極炭塊3導桿相連接，出電端與陰極鋼棒8連接。G、通電焙燒期。檢查達到通電條件后，按送電梯度要求進行通電焙燒加熱。H、當焙燒槽內平均焙燒溫度達到950°C后再持續(xù)焙燒一段時間，待陰極內襯焙燒透后取出輻射加熱管，灌入高溫電解質適當抬陽極后通電，通電期間控制好抬陽極的速度及升電流的速度，確保槽電壓在6±2V，通電結束后保持30V的高電壓焙燒IOmin后將電壓逐漸下降到6. 5±1V再焙燒12h，熔化準備好足量的電解質后灌入適量的鋁液完成焙燒啟動，經過非正常期管理后，進入正常生產。
權利要求
1.一種直流電焙燒預熱鋁電解槽的方法，包括裝槽、通電焙燒及拆除金屬電阻裝置步驟，其特征在于具體經過下列步驟 A、清掃鋁電解槽，在陰極炭塊及人造伸腿表面鋪設一層厚度為1±0.2mm的冰晶石； B、安裝陽極炭塊，并杜絕陽極炭塊下滑； C、安裝輻射加熱管，同時在電解槽內安裝熱電偶探頭，檢測加熱溫度； D、在陽極極縫、中縫及邊部鋪一層耐高溫絕緣板； E、在耐高溫絕緣板上鋪設一層電解質粉末，電解質粉末的厚度以能防止空氣進入焙燒槽為宜； F、通電焙燒電解槽； G、當焙燒至電解槽內平均溫度達到850 950°C時，持續(xù)焙燒至陰極內襯焙燒透，取出輻射加熱管，灌入高溫電解質，適當抬高陽極后通電，通電期間控制抬陽極的速度及升電流的速度，使槽電壓在6 ±2V，通電至20 30V的高電壓時，保持10 20分鐘，之后將電壓逐漸下降到5. 5 6. 5V時，保持12 24h，使電解質熔化后，灌入適量的鋁液，從而完成焙燒啟動。
2.根據權利要求I的方法，其特征是，所述D步驟的耐高溫絕緣板的厚度設為I.O I.5cm，材料為常規(guī)石棉板，或者硅酸鋁纖維板，具體材料及厚度的選用視分流情況、陰極材質以及通電情況而定，并在其上預留觀察孔及排氣孔，以觀察槽內焙燒情況，同時在排氣孔內插入導氣管，用于排放煙氣，改善焙燒效果。
3.根據權利要求I的方法，其特征是，所述E步驟的電解質粉末層的厚度，根據需要在不同部位要求不一樣，以能防止空氣進入焙燒槽為宜，通?？刂圃?. 5±0. 5cm范圍內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流電焙燒預熱鋁電解槽的方法，其特征在于利用輻射加熱管替代焦粒作為發(fā)熱介質，接入電解槽系列電流，使電解槽空腔內輻射加熱管產生的熱量通過輻射、對流以及熱傳導的方式將熱量傳向四周對電解槽陰極內襯及陽極進行持續(xù)不斷的加熱升溫焙燒，溫度達到或接近鋁電解槽焙燒啟動溫度后拆除加熱裝置，灌入電解質進行啟動。本發(fā)明較傳統(tǒng)焙燒方法具有焙燒效果好、能耗低、環(huán)境效益好以及勞動強度低等優(yōu)點。
文檔編號C25C3/06GK102912377SQ20121044649
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2012年11月9日
發(fā)明者楊萬章, 張春生, 蘇其軍, 汪宏偉, 邢大慶, 楊金星, 楊軍龍 申請人:云南云鋁潤鑫鋁業(yè)有限公司