一种铝电解槽的保护性停槽方法转让专利
申请号 : CN200810055489.7
文献号 : CN101328595B
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 吴智明 , 张恒成 , 徐卫东 , 胡金平 , 代军 , 王群 , 边韩国 , 吕伟光 , 李登峰 , 梁学武 , 李芳块
申请人 : 山西华圣铝业有限公司
摘要 :
本发明涉及铝电解槽技术领域，具体为一种铝电解槽的保护性停槽方法，解决现有停槽时内衬直接暴露在空气中、出现裂缝、变形、隆起等问题：(1)先抽出槽内部分铝液；(2)再取出槽内部分电解质液；(3)将阳极降入铝液中，抽出全部铝液后，抬升阳极，在槽内分布热电偶；(4)阳极表面添加氧化铝保温料，将下料口、出铝口封严，盖好槽盖板；(5)关闭净化排烟管道，用岩棉封堵槽池侧部散热孔，同时用岩棉对底部保温；封闭厂房、地沟窗户和风格板，关闭严密车间内窗户；(6)待电解槽内温度降至常温，完成停槽。使电解槽内衬温度梯度降低合理，降低了停槽时引起的内衬破损，同时阳极保护较好，可继续使用，通用性强，操作简便，效果显著。
权利要求 :
1.一种铝电解槽的保护性停槽方法，其特征是包括以下步骤：(1)先抽出槽内的部分铝液，使铝液高度保持在10-15cm之间；
(2)再取出槽内部分电解质液，使电解质液保持在10-12cm；
(3)将阳极降入铝液中，抽出全部铝液后，抬升阳极，使阳极脱离槽内电解质液；
(4)及时在阳极表面添加保温料，然后将下料口、出铝口部位全部封严，盖好电解槽槽盖板；
(5)及时关闭净化排烟管道，用岩棉封堵电解槽侧部散热孔，同时用岩棉对底部进行保温；封闭厂房、地沟窗户和风格板，关闭严密车间内窗户；
(6)待电解槽内温度降至常温，即完成停槽。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的保护性停槽方法，其特征是停槽48小时后定期松紧阳极卡具，及时释放阳极与内衬之间的应力。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝电解槽的保护性停槽方法，其特征是在上述步骤中，抬升阳极后，在电解槽内分布热电偶。
4.根据权利要求1或2所述的一种铝电解槽的保护性停槽方法，其特征是所述的阳极表面的保温料为氧化铝。
说明书 :
技术领域
本发明涉及铝电解槽技术领域，具体为一种铝电解槽的保护性停槽方法。
背景技术
大型预焙阳极电解槽是电解铝生产的主要设备，其运行的好坏，直接关系到电解铝的生产效率。由于电解铝行业是高能耗行业，在供电不足或事故状态下经常遇到电解槽停槽并二次启动，或者电解槽达到一定寿命后就需要停槽并进行大修。公知，电解槽停槽的好坏直接影响电解槽的清理与修补，对电解槽二次启动的成功及阴极内衬使用寿命的延长起着举足轻重的作用，直接影响企业的经济效益。为了确保电解槽的二次启动成功率及阴极内衬的使用寿命，减少经济损失，停槽时采取保护性技术措施就显得至关重要。
众所周知，电解槽主要包括槽上部结构、槽壳及内衬结构，槽上部挂有几十组阳极，通电前装入物料，通过焙烧启动进入正常生产。电解槽中物料经过化学反应，上层为电解质液，下层在阴极底部析出金属铝。传统的停槽方法是将电解槽铝液抽干后，将阳极直接吊走，没有适当及合理的保护性措施，使电解槽内衬直接暴露于空气中。这样，处于高温状态下的电解槽内衬直接与室温接触，槽内衬的应力释放快，大幅度的温差使槽内衬出现大的裂缝、变形、隆起，直接影响电解槽二次启动成功率及阴极内衬的使用寿命。
众所周知，电解槽主要包括槽上部结构、槽壳及内衬结构，槽上部挂有几十组阳极，通电前装入物料，通过焙烧启动进入正常生产。电解槽中物料经过化学反应，上层为电解质液，下层在阴极底部析出金属铝。传统的停槽方法是将电解槽铝液抽干后，将阳极直接吊走，没有适当及合理的保护性措施，使电解槽内衬直接暴露于空气中。这样，处于高温状态下的电解槽内衬直接与室温接触，槽内衬的应力释放快，大幅度的温差使槽内衬出现大的裂缝、变形、隆起，直接影响电解槽二次启动成功率及阴极内衬的使用寿命。
发明内容
本发明为了解决现有铝电解槽停槽时没有采取适当合理的保护性措施造成电解槽内衬直接暴露在空气中、以致使槽内衬出现裂缝、变形、隆起等问题，提供一种铝电解槽的保护性停槽方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种铝电解槽的保护性停槽方法，包括以下步骤：(1)先抽出槽内的部分铝液，使铝液高度保持在10-15cm之间；(2)再取出槽内部分电解质液，使电解质液保持在10-12cm；停槽前先抽出部分电解质液，再尽可能地抽出全部铝液，这样做主要基于以下考虑：余留的电解质液在阴极表面形成一层保护膜，减缓阴极内衬散热速度，防止槽内铝量过多增加侧部散热，减弱保温效果；同时避免过多铝液向阴极渗漏，防止清槽过程中对阴极造成二次损伤。(3)将阳极降入铝液中，抽出全部铝液后，抬升阳极，使阳极脱离槽内电解质液。由于电解槽上方设置几十组阳极，在排除铝液时，将其浸入铝液中，以将铝液挤压，迫使铝液尽可能抽干净；(4)及时在阳极表面添加保温料，减少阳极上部的散热，充分利用阳极的热量对阴极内衬的均匀降温做出必要的贡献；然后将下料口、出铝口部位全部封严，盖好电解槽槽盖板，将整个电解槽完全封闭，使其与外部环境缓慢进行热量交换，保证电解槽缓慢降温；(5)及时关闭净化排烟管道，用岩棉封堵电解槽侧部散热孔，同时用岩棉对底部进行保温，以减少电解槽散热；封闭厂房、地沟窗户和风格板，关闭严密车间内窗户，减少电解槽周围的空气流通；(6)待电解槽内温度降至常温，即完成停槽，然后吊出阳极，开始清槽。
所述停槽48小时后定期松紧阳极卡具，及时释放阳极与内衬之间的应力，防止槽上部结构由于受力过大导致变形、损坏。
在上述步骤中，抬升阳极后，在电解槽内分布热电偶，以便随时监控电解槽内的温度变化及降温速率。
所述的阳极表面的保温料可为现有市售的很多材料，但本实用新型所述阳极表面的保温料为氧化铝，由于氧化铝为电解铝主要原料，可有效避免后续清槽时产生不必要的麻烦。
采用本发明所述的方法进行停槽，克服常规停槽方法对电解槽的影响，结合电解槽停槽前阴极内衬的温度分布曲线、各材质的收缩、散热特性和停槽的经济时间，提出一种在降温过程中控制槽体散热速度，使槽壳和阴极内衬应力能缓慢释放，尽可能避免阴极内衬出现收缩裂缝，降低了停槽时引起的内衬破损，停槽后槽壳变形程度较小，炉底隆起高度较低，阴极裂缝、破损现象少、侧块开裂少的保护性停槽技术，停槽保温期为15-20天，使电解槽内衬温度合理缓慢降低，同时阳极保护较好，可再继续使用，电解槽二次启动成功率100％，没有出现渗漏现象，启动后电解槽运行平稳。本技术通用性强，操作简便，效果显著，适用于160kA-400kA大型预焙电解槽停槽。
经生产实践表明，采用此保护性停槽技术，停槽后前三天每天的降温速率在110-130℃之间，之后降温速率逐渐变慢，至停槽半个月时，槽内温度降至50-60℃，每天的降温速率在7℃左右。并且在电解槽清理阶段发现，电解槽的炉膛形状保持完好，阳极保护好，可再继续使用，阴极碳块表面平整、开裂现象少、无隆起，侧部碳块无破损，电解槽的阳极大母线、提升机构无变形、损坏现象，而且电解槽二次启动过程中无一漏停，启动后运行平稳。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种铝电解槽的保护性停槽方法，包括以下步骤：(1)先抽出槽内的部分铝液，使铝液高度保持在10-15cm之间；(2)再取出槽内部分电解质液，使电解质液保持在10-12cm；停槽前先抽出部分电解质液，再尽可能地抽出全部铝液，这样做主要基于以下考虑：余留的电解质液在阴极表面形成一层保护膜，减缓阴极内衬散热速度，防止槽内铝量过多增加侧部散热，减弱保温效果；同时避免过多铝液向阴极渗漏，防止清槽过程中对阴极造成二次损伤。(3)将阳极降入铝液中，抽出全部铝液后，抬升阳极，使阳极脱离槽内电解质液。由于电解槽上方设置几十组阳极，在排除铝液时，将其浸入铝液中，以将铝液挤压，迫使铝液尽可能抽干净；(4)及时在阳极表面添加保温料，减少阳极上部的散热，充分利用阳极的热量对阴极内衬的均匀降温做出必要的贡献；然后将下料口、出铝口部位全部封严，盖好电解槽槽盖板，将整个电解槽完全封闭，使其与外部环境缓慢进行热量交换，保证电解槽缓慢降温；(5)及时关闭净化排烟管道，用岩棉封堵电解槽侧部散热孔，同时用岩棉对底部进行保温，以减少电解槽散热；封闭厂房、地沟窗户和风格板，关闭严密车间内窗户，减少电解槽周围的空气流通；(6)待电解槽内温度降至常温，即完成停槽，然后吊出阳极，开始清槽。
所述停槽48小时后定期松紧阳极卡具，及时释放阳极与内衬之间的应力，防止槽上部结构由于受力过大导致变形、损坏。
在上述步骤中，抬升阳极后，在电解槽内分布热电偶，以便随时监控电解槽内的温度变化及降温速率。
所述的阳极表面的保温料可为现有市售的很多材料，但本实用新型所述阳极表面的保温料为氧化铝，由于氧化铝为电解铝主要原料，可有效避免后续清槽时产生不必要的麻烦。
采用本发明所述的方法进行停槽，克服常规停槽方法对电解槽的影响，结合电解槽停槽前阴极内衬的温度分布曲线、各材质的收缩、散热特性和停槽的经济时间，提出一种在降温过程中控制槽体散热速度，使槽壳和阴极内衬应力能缓慢释放，尽可能避免阴极内衬出现收缩裂缝，降低了停槽时引起的内衬破损，停槽后槽壳变形程度较小，炉底隆起高度较低，阴极裂缝、破损现象少、侧块开裂少的保护性停槽技术，停槽保温期为15-20天，使电解槽内衬温度合理缓慢降低，同时阳极保护较好，可再继续使用，电解槽二次启动成功率100％，没有出现渗漏现象，启动后电解槽运行平稳。本技术通用性强，操作简便，效果显著，适用于160kA-400kA大型预焙电解槽停槽。
经生产实践表明，采用此保护性停槽技术，停槽后前三天每天的降温速率在110-130℃之间，之后降温速率逐渐变慢，至停槽半个月时，槽内温度降至50-60℃，每天的降温速率在7℃左右。并且在电解槽清理阶段发现，电解槽的炉膛形状保持完好，阳极保护好，可再继续使用，阴极碳块表面平整、开裂现象少、无隆起，侧部碳块无破损，电解槽的阳极大母线、提升机构无变形、损坏现象，而且电解槽二次启动过程中无一漏停，启动后运行平稳。
具体实施方式
一种铝电解槽的保护性停槽方法，包括以下步骤：(1)先抽出槽内的部分铝液，使铝液高度保持在10-15cm之间；(2)再取出槽内部分电解质液，使电解质液保持在10-12cm；(3)将阳极降入铝液中，抽出全部铝液后，抬升阳极，使阳极脱离槽内电解质液，在电解槽内不同位置分别插入热电偶；(4)及时添加阳极表面保温料，所述保温料为氧化铝，然后将下料口、出铝口部位全部封严，盖好电解槽槽盖板；(5)及时关闭净化排烟管道，用岩棉封堵电解槽槽池侧部散热孔，同时用岩棉对底部进行保温，以减少电解槽散热；封闭厂房、地沟窗户和风格板，关闭严密车间内窗户；(6)待电解槽内温度降至常温，即完成停槽。停槽48小时后定期松紧阳极卡具，及时释放阳极与内衬之间的应力。
此外，保温后期，在尽可能保证降温速度不致引起阴极内衬破损的前提下，同时兼顾总的停槽用时，对保温后期降温速度过慢可进行适当调整，比如调整槽盖板、调节岩棉数量等，防止停槽保温时间过长对后续生产造成的影响。
此外，保温后期，在尽可能保证降温速度不致引起阴极内衬破损的前提下，同时兼顾总的停槽用时，对保温后期降温速度过慢可进行适当调整，比如调整槽盖板、调节岩棉数量等，防止停槽保温时间过长对后续生产造成的影响。