一種采用冷搗糊整體成型的電解槽爐膛結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用冷搗糊整體成型的電解槽爐騰結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鋁電解槽陰極采用預(yù)制陰極的方式在槽底部鋪設(shè)電解槽底部陰極，采用側(cè)部炭磚鋪設(shè)側(cè)部爐膛，實現(xiàn)電解槽筑爐。但此種方式存在以下不足:1)陰極炭塊間的糊料與陰極本身、側(cè)部炭塊與扎固糊料等在焙燒后，存在收縮率不一致的問題，容易開裂，導(dǎo)致漏爐風(fēng)險大;2)陰極組裝的鋼棒和陰極在組裝時，難以緊密結(jié)合，導(dǎo)致預(yù)制陰極與鋼棒之間接觸不好，而且由于陰極運輸?shù)葐栴}，陰極鋼棒通常設(shè)為兩塊，導(dǎo)致槽底陰極壓降高，水平電流大;3)預(yù)制陰極和陰極組裝費用高。因此，現(xiàn)有的鋁電解槽爐膛結(jié)構(gòu)還是不夠理想。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種采用冷搗糊整體成型的電解槽爐膛結(jié)構(gòu)，以解決傳統(tǒng)的非整體成型的爐膛結(jié)構(gòu)存在的不足。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0005]它是這樣的一種鋁電解槽爐膛整體成型方法，將高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料和非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料分別鋪設(shè)在電解槽底部和電解槽側(cè)部，利用搗固工具乳固成型，形成底部導(dǎo)電和側(cè)部不導(dǎo)電的電解槽爐膛，并通過控制系統(tǒng)控溫，對電解槽爐膛進行焙燒，獲得期望的導(dǎo)電率與強度，實現(xiàn)電解槽爐膛的整體成型。
[0006]電解槽底部的高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料添加質(zhì)量百分比為35?50%的石墨質(zhì)；高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料焙燒后的電阻率不大于35μΩ.m，抗壓強度不小于20MPa;電解槽側(cè)部非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料添加不導(dǎo)電材料；非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料焙燒后的電阻率不小于8 5 μΩ.m，抗壓強度不小于18MPa。
[0007]筑爐的工藝是采用在40°C以下溫度施工的冷搗糊實現(xiàn)爐膛底部和側(cè)部的整體成型。
[0008]筑爐前，按工藝要求在搖籃架中砌好耐火保溫層，并將陰極鋼棒安裝在指定位置，然后加入高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料和非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料，采用筑爐工具搗固夯實，形成底部和側(cè)部，之后再加入高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料和非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料，進行第二次搗固筑爐，依次不斷重復(fù)，直至滿足工藝生產(chǎn)對底部和側(cè)部的尺寸要求。其中，筑爐工具是適應(yīng)電解槽的形狀和結(jié)構(gòu)的多自由度搗固機器或者搗固錘頭，具有大面積震動夯實或者對局部進行錘擊筑爐材料以完成筑爐要求的功能。
[0009]非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料在電解槽中的扎固厚度和寬度通過計算電解槽中電流分布確定，可以降低鋁液中水平電流。
[0010]電解槽爐膛采用燃氣或焦粉焙燒，采用控制系統(tǒng)控制燃氣機或電流，實現(xiàn)焙燒過程的溫控，使陰極電阻率小于35μΩ.πι，其中，在完成爐膛保溫焙燒后，控制系統(tǒng)控制爐膛降溫，當(dāng)溫度達到900°C左右時，撤除焙燒系統(tǒng)，完成電解槽焙燒啟動。
[0011 ]基于上述方法，本實用新型的一種采用冷搗糊整體成型的電解槽爐膛結(jié)構(gòu)，它包括由高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料搗固形成的電解槽底部和由非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料搗固形成的電解槽側(cè)部；電解槽底部和電解槽側(cè)部都是通過筑爐工具搗固夯實而成的整體成型結(jié)構(gòu);所述電解槽底部的下方設(shè)有耐火保溫層，陰極鋼棒設(shè)置在高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料搗固形成的電解槽底部中。
[0012]本實用新型采用高導(dǎo)電性能的冷搗糊料作為槽底材料，非導(dǎo)電性能的冷搗糊料作為側(cè)部材料，通過筑爐工具逐層進行電解槽筑爐，由于材料收縮率小，陰極和側(cè)部焙燒后無裂痕，減小漏槽風(fēng)險；同時通過基于冷搗糊摻加高導(dǎo)電性能的材料形成槽底部材料和摻加不易導(dǎo)電的材料形成槽側(cè)部材料，可提高槽底電流的密度，降低槽底壓降和槽側(cè)部導(dǎo)電性，加上陰極鋼棒可以按需求改變，有利于減小電解水平電流，實現(xiàn)能耗降低和提高效率。本實用新型由于去除預(yù)制陰極和陰極組裝工藝流程，還大大降低了投資和生產(chǎn)運行費用，提高勞動生產(chǎn)率。
【附圖說明】
[0013]圖1是新筑爐膛整體成型方法結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是舊爐膛修補整體成型方法結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖標(biāo)記說明:1-高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料，2-非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料，3-耐火保溫層，4-陰極鋼棒，5-陽極炭塊，6-側(cè)部舊炭塊，7-底部舊炭塊。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0017]如圖1所示，它包括由高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I搗固形成的電解槽底部和由非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2搗固形成的電解槽側(cè)部；電解槽底部和電解槽側(cè)部都是通過筑爐工具搗固夯實而成的整體成型結(jié)構(gòu)，位于陽極炭塊5的下方;電解槽底部的下方設(shè)有耐火保溫層3，陰極鋼棒4設(shè)置在高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I搗固形成的電解槽底部中。
[0018]其成型方法是這樣的:將高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I和非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2分別鋪設(shè)在電解槽底部和電解槽側(cè)部，利用搗固工具扎固成型，形成底部導(dǎo)電和側(cè)部不導(dǎo)電的電解槽爐膛，并通過控制系統(tǒng)按照預(yù)定的焙燒曲線控溫，對電解槽爐膛進行焙燒，獲得期望的導(dǎo)電率與強度，實現(xiàn)電解槽爐膛的整體成型。
[0019]電解槽底部的高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I應(yīng)添加足夠數(shù)量的石墨質(zhì)(石墨質(zhì)含量35?50%)，確保良好的底部導(dǎo)電性，高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I焙燒后的電阻率不大于35μΩ.m，抗壓強度不小于20MPa。非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2添加不易導(dǎo)電材料，降低側(cè)部的導(dǎo)電性;非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2焙燒后的電阻率不小于85μ Ω.m，抗壓強度不小于18MPa;另外，筑爐采用可在40°C以下溫度施工的冷搗糊，確保在筑爐過程中物料性能穩(wěn)定，不因溫度降低而影響筑爐效果，且降低施工能耗和有毒氣體排放。
[0020]筑爐前，按工藝要求在搖籃架中砌好耐火磚等耐火保溫層3，并將陰極鋼棒4安裝在指定位置，然后加入適量的高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I和非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2，采用筑爐工具搗固夯實，形成一定厚度的底部和側(cè)部，之后再加入適量冷搗糊筑爐材料，進行第二次搗固筑爐，依次不斷重復(fù)，直至滿足工藝生產(chǎn)對底部和側(cè)部的尺寸要求。
[0021]非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2在電解槽中的扎固厚度和寬度通過計算電解槽中電流分布確定，可降低鋁液中水平電流。
[0022]電解槽爐膛可采用燃氣或焦粉焙燒，控制系統(tǒng)控制燃氣機或電流，實現(xiàn)焙燒過程的溫控，使陰極電阻率小于35μΩ.πι，其中，在完成爐膛保溫焙燒后，控制系統(tǒng)控制爐膛降溫，當(dāng)溫度達到900°C左右時，撤除焙燒系統(tǒng)，完成電解槽焙燒啟動。
[0023]筑爐工具是多自由度搗固機器或者搗固錘頭，可適應(yīng)電解槽的形狀和結(jié)構(gòu)，能大面積震動夯實或者對局部進行錘擊筑爐材料，完成筑爐要求。
[0024]實施例1:如圖1所示，在230KA電解槽的筑爐過程中，鋪好耐火保溫層3以后，在指定位置放置好陰極鋼棒4，加入適量的高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I，利用筑爐工具扎固至合適高度，之后再加入適量高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I，進行第二次搗固筑爐，依次不斷重復(fù)，直至滿足底部冷搗糊的扎固尺寸要求為止。扎固好底部后，加入適量的非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2，利用筑爐工具扎固至合適高度，之后再加入適量非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2，進行第二次搗固筑爐，依次不斷重復(fù)，直至滿足側(cè)部冷搗糊的扎固尺寸要求為止。扎固結(jié)束后，利用焙燒系統(tǒng)對扎固后的電解槽進行焙燒，焙燒系統(tǒng)控制焙燒過程的溫度要求，當(dāng)焙燒結(jié)果滿足電解槽啟動要求時，撤去焙燒系統(tǒng)，啟動電解槽。
[0025]實施例2:如圖2所示，在電解槽的修補過程中，根據(jù)底部舊炭塊7和側(cè)部舊炭塊6的修補位置的不同，分別加入適量的高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I或非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2，利用筑爐工具扎固至合適高度，之后再加入適量高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料I或非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料2，進行第二次搗固筑爐，依次不斷重復(fù)，直至滿足底部與側(cè)部舊炭塊的扎固尺寸要求為止。扎固結(jié)束后，利用焙燒系統(tǒng)對扎固后的電解槽進行焙燒，焙燒系統(tǒng)控制焙燒過程的溫度要求，當(dāng)焙燒結(jié)果滿足電解槽啟動要求時，撤去焙燒系統(tǒng)，啟動電解槽，完成電解槽的修補，進行電解槽的生產(chǎn)。
[0026]當(dāng)然，以上只是本實用新型的具體應(yīng)用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種采用冷搗糊整體成型的電解槽爐膛結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括由高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料(I)搗固形成的電解槽底部和由非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料(2 )搗固形成的電解槽側(cè)部；電解槽底部和電解槽側(cè)部都是通過筑爐工具搗固夯實而成的整體成型結(jié)構(gòu);所述電解槽底部的下方設(shè)有耐火保溫層(3)，陰極鋼棒(4)設(shè)置在高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料(I)搗固形成的電解槽底部中。
【專利摘要】本實用新型公開了一種采用冷搗糊整體成型的電解槽爐膛結(jié)構(gòu)，它是將高導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料（1）和非導(dǎo)電冷搗糊筑爐材料（2）分別鋪設(shè)在電解槽底部和電解槽側(cè)部，利用搗固工具扎固成型，形成底部導(dǎo)電和側(cè)部不導(dǎo)電的電解槽爐膛，并通過控制系統(tǒng)按照預(yù)定焙燒曲線控溫，對電解槽爐膛進行焙燒，獲得期望的導(dǎo)電率與強度，實現(xiàn)電解槽爐膛的整體成型。本實用新型可減小電解水平電流，實現(xiàn)能耗降低和提高效率。本實用新型由于去除預(yù)制陰極和陰極組裝工藝流程，還大大降低了投資和生產(chǎn)運行費用，提高勞動生產(chǎn)率。
【IPC分類】C25C3/08
【公開號】CN205170989
【申請?zhí)枴緾N201520960309
【發(fā)明人】曹斌, 陳杰, 席燦明
【申請人】貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月27日