專利名稱：自焙陽極電解槽快速通電焙燒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)鋁的陽極焙燒工藝，適用于自焙陽極電解槽。
現(xiàn)有的自焙陽極工藝，特別是對新系列鋁電解槽的陽極焙燒來說，由于電流分布不均勻，槽底溫度也不均勻，焙燒過程電能損耗大，達到正常生產(chǎn)溫度所需的時間長，通常需要六晝夜。對于帶有正常生產(chǎn)系列的鋁電解槽，由于達到全電流所需時間長，嚴重影響其生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的目的在于使從陽極導(dǎo)入的直流電均勻地分布，減少焙燒過程的電能損耗，快速達到全電流，縮短焙燒時間，節(jié)省電能，提高生產(chǎn)效率。
通常自焙陽極是直流電由陽極棒導(dǎo)入，經(jīng)過陽極糊、電解質(zhì)層，鋁板后從陰極導(dǎo)出。由于陽極糊焙燒成錐體以前電阻極大，電流不能均勻地流向陰極，電流過于集中時會出現(xiàn)陽極棒紅棒、斷棒。甚至漏糊等現(xiàn)象。本發(fā)明在鋁板上相應(yīng)子陽極棒插入的位置焊上鋁棒起導(dǎo)流作用，使電流均勻地流向槽底的陰極，使電流及槽底溫度分布均勻，在該鋁棒和陽極棒之間放置一個炭帽，以防正常生產(chǎn)時陽極棒尖熔化。本發(fā)明尤其適用子側(cè)插棒自焙陽極電解槽，對于60KA的電解槽，所焊鋁棒直徑5cm，長度為18cm。
電解鋁生產(chǎn)過程主要是以冰晶石-氧化鋁熔鹽做電解質(zhì)，炭素材料為陰極和陽極，電解時在陰極上得到液體鋁，陽極上得到CO2和CO混合氣體，電解質(zhì)中的氧化鋁逐漸消耗。
生產(chǎn)前必須焙燒陽極，本發(fā)明主要用于連續(xù)自焙陽極點解槽。陽極糊被加入側(cè)插或上插陽極中后，借助自身電阻產(chǎn)生的焦耳熱和電解液供給的熱量，自行焙燒成炭素陽極。陽極鋼棒釘入陽極體內(nèi)起導(dǎo)電和承載陽極重量的作用。焙燒的主要目的是使陽極燒結(jié)成一定高度的錐體，同時使槽底縫焦結(jié)及預(yù)熱電解槽體，槽底溫度應(yīng)盡可能均勻地達到正常生產(chǎn)的溫度。
為了節(jié)省電能，電解槽的焙燒應(yīng)以盡可能快的速度進行，但是在以往采用焦炭?；蛱糠郾簾枠O的工藝時，以及采用鋁液焙燒而未進行本發(fā)明的改進之前，焙燒電流一開始不能太大，上升到全流的時間長，工作繁重。
一個60kA的中型槽，通常起步電流從500A開始，槽電壓為0.7～1A，每隔2小時提升一次，在20小時內(nèi)每升次500A，在22至40小時內(nèi)每次升1000A，到兩晝夜未達到全電流的30%，在42～60小時內(nèi)每次升1500A，在62～102小時內(nèi)每次提升2000A，至104小時達到全電流，陽極下部開始燒結(jié)，此后保持全電流繼續(xù)焙燒到六晝夜未，至陽極錐體燒結(jié)成型，即可啟動投產(chǎn)。
因為陽極棒尖與鑄鋁板之間都是不易導(dǎo)電的陽極糊(成分中含28～32%的熔融瀝青)，電流分布很不均勻，當電流逐步上升時，個別陽極棒很容易發(fā)紅，甚至燒斷，并在斷燒處流出不易堵住的稀糊，有時不得不被迫終止通電焙燒，重新清理槽內(nèi)的原料及陽極糊，再進行二次通電焙燒。
本發(fā)明適用于鋁液焙燒陽極工藝，采取在鋁板上相應(yīng)于陽極棒插入的位置焊上鋁棒的手段，可在焙燒時產(chǎn)生導(dǎo)流作用，使陽極棒上的電流分布均勻，進而使電流均勻?qū)腙帢O，使槽底溫度均勻地達到正常生產(chǎn)的溫度，在鋁棒和陽極之間加一個已鑄型的炭帽，可避免正常生產(chǎn)時陽極棒尖熔化。鋁棒直徑3～10cm，長度以陽極棒尖到鋁板的距離為準。
下面是


附圖鋁液通電焙燒示意圖1-托架、2-硅酸鋁纖維板、3-硅藻土保溫磚、4-耐火磚、5-耐火砼、6-炭糊、7-槽殼、8-側(cè)部炭塊、9-焙燒裝槽料、10-陽極棒、11-鑄型后陽極、12-陽極框架、13-炭帽、14-鋁棒、15-鋁圍板、16-鑄鋁板、17-陰極炭塊、18-陰極方鋼、19-石棉板、20-鋁箱。
實施例一個60kA側(cè)插棒自焙陽極鋁電解槽，采用雙層有底鋁箱，底面為一層，側(cè)面為兩層，兩大面及兩小面均采用鋁圍板。焙燒前先清除雜物，吹凈灰塵，注入高度為5cm的鋁液，表面應(yīng)平整，須除去表面浮渣，冷卻形成鑄鋁板，然后在鑄鋁板上焊22根直徑5cm，長18cm的鋁棒，鋁棒上各加一個炭帽，陽極棒與電解槽平面呈15°角插入，鋁棒焊接位置必須使第一排22根陽極棒的尖端剛好放在炭帽上。在鑄鋁板四角冷卻收縮后產(chǎn)生的空隙內(nèi)再注入部份鋁液，使鑄鋁板四角與炭素陰極接觸良好。然后通電焙燒，電流上升梯度如下表時間(分) 0 5 10 15 20 25 30電流(KA) 42 45 48 51 54 57 60電壓(V) 9 8.5 8.1 7.6 7.4 7.3 7.2即通電起步電流為42kA，以后每5分鐘上升一級為3kA，30分鐘左右升至60kA。保持全電流，到六小時左右，陽極開始升溫，瀝青逐步揮發(fā)逸出。陽極燒結(jié)錐體的形成大致可分為三個階段;焙燒初期是在陽極棒周圍開始生成錐體，隨焙燒的進行而擴大，然后錐體從陽極棒周圍逐漸延伸到電解槽中央部分，焙燒后期則是中央部分的錐體逐漸成長起來。到四晝夜左右錐體形成即可啟動投產(chǎn)。
本發(fā)明可使起步電流一開始就達到全電流的70%，可在30分鐘內(nèi)升至全電流，焙燒時間由原來的六天縮短為四天，達到全電流的時間由原來的四天縮短到30分鐘，且焙燒進程平穩(wěn)，陽極棒不發(fā)紅，不斷棒，更不發(fā)生漏糊現(xiàn)象。陽極燒結(jié)錐體正常，焙燒過程操作簡單，免去了以往緊張而繁重的工作場面，減少了人力、物力、電能的巨大損耗，焙燒完畢時每臺槽耗電1.81萬千瓦時，而以往是3萬千瓦時，甚至高達5萬千瓦時。
特別是對于正常生產(chǎn)系列，當其中一個電解槽需要焙燒陽極時，可在短時間內(nèi)升至全電流，不影響正常生產(chǎn)槽的工作，大大提高了電解鋁的生產(chǎn)效率。
綜上所述，本發(fā)明的自焙陽極電解槽快速通電焙燒方法是提高電解鋁生產(chǎn)效率的有效方法，改善了生產(chǎn)環(huán)境，節(jié)省了電能，減少了人力消耗，所代來的經(jīng)濟效益是難以估算的。
權(quán)利要求
1.一種冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)鋁的陽極焙燒工藝，直流電從陽極棒導(dǎo)入，經(jīng)過陽極糊、電解質(zhì)層、鋁層后從陰極導(dǎo)出，其特征是在鋁層相應(yīng)于陽極棒插入的位置焊有鋁棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是在鋁棒和陽極棒之間放置一個炭帽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，其特征在于用于中型側(cè)插棒自焙陽極電解槽時，鋁棒直徑5厘米，長度18厘米。
全文摘要
本發(fā)明屬于冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)鋁的陽極焙燒工藝。適用于自焙陽極鋁電解槽，其獨特之處是在鋁板上相應(yīng)與陽極棒插入的位置焊有鋁棒，鋁棒上端戴有炭帽。本發(fā)明能使起步電流瞬間達到全電流的70％，可在30分鐘左右升至全電流，只需焙燒四天，與原有的各種焙燒法比較，避免了紅棒、斷棒、漏糊等現(xiàn)象，大大節(jié)省了人力、物力、電能。尤其對帶有生產(chǎn)系列的電解槽，可在短時間內(nèi)升至全電流，不至于影響正常生產(chǎn)槽的工作，其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的提高是十分顯著的。
文檔編號C25C3/12GK1058242SQ9110725
公開日1992年1月29日 申請日期1991年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月23日
發(fā)明者易德純, 雷培禮, 吳叔云 申請人:重慶鋁廠