一种稳固铝电解槽炉膛的方法

摘要

一种稳固铝电解槽炉膛的方法，涉及一种铝电解槽炼铝过程中稳固铝电解槽炉膛的方法。其特征在于其方法包括下列步骤：(1)控制分子比要先高后低慢降；(2)电压降低要先快后慢；(3)电解质要充足；铝水平要先低后高；(4)电解质温度要先高后低平稳降低。采用本发明的方法，形成的炉膛具有较强的热稳定性，不容易化掉；形成的炉膛非常规整，达到现代铝电解槽生产需求；增强了铝电解槽的自平衡能力，实现了高电流效率和低电耗生产目标。

权利要求

1.一种稳固铝电解槽炉膛的方法，其特征在于其方法包括下列步骤：

(1)控制分子比：启动后第一个月分子比保持在2.9～3.0，第二个月分子比保持在2.8～2.9，第三个月分子比保持在2.6～2.8，三个月后逐步调整到正常分子比2.35～2.55；

(2)控制电压：电解槽启动初期控制电压为9～11V，至冰晶石全部熔化完，通过注入铝液增加在产铝后电压降至6.0～6.5V后，在1～90天，降低电压至正常值4.11～4.16V；

(3)控制电解质：启动1月内保持电解质水平为27～29cm，第二个月内保持电解质水平为25～27cm，第三个月内保持电解质水平为22～24cm，第四个月开始保持到正常的电解质水平为18～22cm；

(4)控制铝水平：启动后三天，将铝水平调整到17±2cm，以后的1月内铝水平按18±2cm保持，再以后的第二个月内铝水平按19±2cm保持，再以后的第三个月铝水平按20±2cm保持，以后铝水平控制为22±2cm；

(5)控制电解质温度：启动后10天内控制电解质温为975～980℃，10～30天控制电解质温为965～970℃，第二个月开始以5℃/10天速度直至降到正常920～950℃。

说明书

技术领域

一种稳固铝电解槽炉膛的方法，涉及一种铝电解槽炼铝过程中稳固铝电解槽炉膛的方法。

背景技术

在铝电解生产过程中，预焙铝电解槽的炉膛是指在电解过程中侧部炭块内壁和底部炭块表面上沉积着由刚玉(α-Al2O3)和冰晶石组成的结壳形成椭圆形的环状规则空间。它分布在阳极的周围，形成的结壳要求具有适当的厚度和硬度，  而且各处均匀一致，环状结构的底部伸腿要规则，长短适宜，即不能过长伸到阳极下面，又不能过短没有伸腿，造成阴极铝液镜面过大。理想的伸腿是，其包围后余下的槽底(阴极铝液镜面)是规则的长方形，面积略大于阳极的正投影面积。
传统炉膛的建立与保持通常采取两种方法：第一种是人工辅助加工和技术条件调整结合法；第二种是主要技术条件调整法，在实际的生产运行过程中这两种方法建立的炉膛很不稳定，耐热变化性能较差，经常出现不规则“上口空伸腿长”的畸形炉膛，导致电解槽摆动较为频繁，有时出现侧部炭块被化红槽壳漏炉的现象，日常人工不得不采取辅助加工作业来局部修补炉膛稳定生产，在加工同时又增加了氧化铝浓度自动控制的难度，炉底出现沉淀结壳，形成了更不规整的炉膛，电解槽始终没有较强的自平衡能力，一定程度上制约着电解槽指标的优化。

发明内容

发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能为铝电解槽构建和保持坚实稳固的规整炉膛，在实际生产运作过程中进一步增强它的自平衡能力，延长槽寿命，并使铝电解槽长期处于平稳高效低耗生产模式中的稳固铝电解槽炉膛的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种稳固铝电解槽炉膛的方法，其特征在于其方法包括下列步骤：
(1)控制分子比：启动后第一个月分子比保持在2.9～3.0，第二个月分子比保持在2.8～2.9，第三个月分子比保持在2.6～2.8，三个月后逐步调整到正常分子比2.35～2.55；
(2)控制电压：电解槽启动初期控制电压为9～11V，至冰晶石全部熔化完，通过注入铝液增加在产铝后电压降至6.0～6.5V后，在1～90天，降低电压至正常值4.11～4.16V；
(3)控制电解质：启动1月内保持电解质水平为27～29cm，第二个月内保持电解质水平为25～27cm，第三个月内保持电解质水平为22～24cm，第四个月开始保持到正常的电解质水平为18～22cm；
(4)控制铝水平：启动后三天，将铝水平调整到17±2cm，以后的1月内铝水平按18±2cm保持，再以后的第二个月内铝水平按19±2cm保持，再以后的第三个月铝水平按20±2cm保持，以后铝水平控制为22±2cm；
(5)控制电解质温度：启动后10天内控制电解质温为975～980℃，10～30天控制电解质温为965～970℃，第二个月开始以5℃/10天速度直至降到正常920～950℃。
本发明的方法，完全通过优化匹配铝电解槽各项生产技术条件来建立和保持坚实稳固的规整炉膛。具体内容为：在电解槽启动后的三个月内要将各项生产技术条件逐步优化匹配控制好(分子比要先高后低慢降，电压降低要先快后慢，电解质要充足，铝水平要先低后高，电解质温度要先高后低平稳降低)；使铝电解保持稳定的物料和热量平衡，逐渐建立稳固坚实的炉膛。
采用本发明的方法，配合加强电解槽操作维护管理，包括：(1)提高换阳极质量。换阳极前将炉面上表面的老壳抠掉，换阳极时要求面壳块捞干净，表面漂浮的炭渣捞彻底，阳极安装高度准确，缩短换阳极时间，及时封好保温料，尽量减少电解槽的热损失；(2)加强对铝量的管理。通过提高多点测量铝水平、下达出铝任务和实际出铝量的准确度来稳定铝量；(3)加强效应管理，减少突发效应的发生，降低对炉膛的影响程度，会产生理想的效果。
采用本发明的方法，形成的炉膛具有较强的热稳定性，不容易化掉；形成的炉膛非常规整，达到现代铝电解槽生产需求；增强了铝电解槽的自平衡能力，实现了高电流效率和低电耗生产目标。

具体实施方式

一种稳固铝电解槽炉膛的方法，其方法包括下列步骤：
(1)分子比要先高后低慢降。启动后第一个月分子比保持在2.9～3.0，第二个月分子比保持在2.8～2.9，第三个月分子比保持在2.6～2.8，三个月后逐步调整到正常分子比2.35～2.55。
2、电压降低要先快后慢。电解槽启动初期需要熔化大量的冰晶石(4～5吨)，并和周围环境建立热平衡热需求相对大，启动后电压要保持高一些，一般保持在10伏左右。待冰晶石全部熔化完，通过注入铝液增加在产铝后电压降至6.0～6.5伏，以后，保持先快后慢的方式90天内逐渐降低电压至正常值4.11～4.16伏。
3、电解质要充足。为了保证电解槽逐步建立坚实规整的炉膛以及电解槽正常生产热平衡的需要，槽内要有足够的电解质量，以后随着电解槽生产的进行，铝水平的逐渐提高，电解质水平逐渐降低至正常，具体调整如下：启动1月内27～29cm保持，第二个月内25～27cm保持，第三个月22～24cm，第四个月开始保持到正常的电解质水平18～22cm。
4、铝水平要先低后高。启动后三天，铝水平调整到17±2cm，1月内按18±2cm保持，第二个月内按19±2cm保持，第三个月按20±2cm保持，三个月后逐步达到22±2cm。
5、电解质温度要先高后低平稳降低。启动后10天内不高于975～980℃，10～30天内降至965～970℃，第二个月开始以5℃/10天速度直至降到正常920～950℃。
实施例
某85kA预焙铝电解槽启动后第一个月分子比保持在2.9～3.0，第二个月分子比保持在2.8～2.9，第三个月分子比保持在2.6～2.8，三个月后逐步调整到正常分子比2.35～2.55。
电解槽启动初期控制电压为9～11V，至冰晶石全部熔化完，通过注入铝液增加在产铝后电压降至6.0～6.5V后，在1～90天，降低电压至正常值4.11～4.16V
启动1月内电解质水平27～29cm保持，第二个月内25～27cm保持，第三个月22～24cm，第四个月开始保持到正常的电解质水平18～22cm。
启动后三天，铝水平调整到17±2cm，1月内按18±2cm保持，第二个月内按19±2cm保持，第三个月按20±2cm保持，三个月后逐步达到22±2cm。
启动后1～10天内电解质温度为975～980℃，10～30天内降至965～970℃，第二个月开始以5℃/10天速度直至降到正常920～950℃。
采用上述方法，增强电解槽的稳定性，提高电流效率0.5％，直流电耗降低200kwh/t.Al。