一種鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法
【專利說明】一種鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及鋁電解生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于鋁電解生產(chǎn)線上電解槽正常運(yùn)行狀態(tài)下對陰極破損部位進(jìn)行修補(bǔ)的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]鋁電解槽在生產(chǎn)過程中，由于筑爐材料、筑爐工藝及生產(chǎn)管理等原因，陰極爐底會產(chǎn)生局部破損，如果不采取及時有效的處理措施，可能導(dǎo)致漏槽的嚴(yán)重后果。目前，對鋁電解槽陰極破損的修補(bǔ)技術(shù)有:1、不停槽提極扎邊部修補(bǔ)法。該方法在修補(bǔ)過程中所用物料并未能全部迅速地填充至破損位置，會有較多的物料進(jìn)入到電解槽未破損部位，電解槽運(yùn)行過程中的“雙平衡”(物料平衡與熱量平衡)被破壞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行；修補(bǔ)質(zhì)量不高，修補(bǔ)物料中混有鋁液、電解質(zhì)、氧化鋁等物質(zhì)，電解槽在運(yùn)行一段時期后，其破損部位的修補(bǔ)物料逐漸被熔化，破損情況依舊存在甚至加劇。2、停槽大修法。該方法一是在減少系列開槽率和產(chǎn)能的同時，還存在一定量停槽電耗；二是大型預(yù)焙鋁電解槽的停槽大修費(fèi)用較高(如400kA級鋁電解槽停槽大修一次的費(fèi)用約為150萬元)。以上兩種方法均制約著鋁電解技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高，因此，如何對鋁電解槽陰極破損部位進(jìn)行快速、有效、經(jīng)濟(jì)的修補(bǔ)乃是鋁電解行業(yè)亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法，是用于鋁電解生產(chǎn)線上電解槽正常運(yùn)行狀態(tài)下對陰極破損部位進(jìn)行修補(bǔ)的方法。該方法可運(yùn)用于各類鋁電解槽。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
當(dāng)監(jiān)測到電解槽原鋁液中鐵含量異常升高，通過監(jiān)測槽殼、陰極方鋼溫度及對電解槽提極探摸爐底，確定電解槽陰極破損部位后，對其陰極破損部位進(jìn)行在線修補(bǔ)，修補(bǔ)方法如下:
1)提出陰極破損部位及其相鄰的陽極，撈凈提極部位電解質(zhì)中殼塊，在破損部位相鄰的位置裝入新極(破損部位不裝極)，用絕緣板將導(dǎo)桿與陽極橫梁母線斷開后沉至槽底，使該塊陽極不導(dǎo)電；
2)在陰極破損部位快速投入修補(bǔ)物料1，修補(bǔ)物料I由面殼塊與氧化鋁按質(zhì)量比為(0.8-1.2): (2.5-3.5)的比例混合而成，面殼塊為電解殘極炭塊表面覆蓋料冷卻破碎后的破碎塊，修補(bǔ)物料I使該區(qū)域的電解質(zhì)在較短的時間內(nèi)凝固，凝固過程中不斷地投入修補(bǔ)物料1，用天車打擊頭加壓修補(bǔ)物料I以強(qiáng)化其凝固程度，直至破損部位電解質(zhì)完全凝固，招液完全排開；
3)待破損部位的混合物料I溫度降到400°C以下時，將陰極破損部位的修補(bǔ)物料I摳凈，用預(yù)先準(zhǔn)備好的修補(bǔ)物料2，即細(xì)鎂砂、防滲料、氟化鈣按質(zhì)量比為(1.5~2.5):(1.5-2.5): (0.8-1.2)比例均勻混合，對破損部位進(jìn)行填充，用鐵釬搗實修補(bǔ)物料2，在夯實部位表面饒一層5cm厚的液體電解質(zhì)，回填修補(bǔ)物料I ;
4)破損修補(bǔ)完后，移除小盒卡具導(dǎo)桿背面的絕緣板，利用天車將破損部位正對的陽極塊放至修補(bǔ)物料I表面壓實，擰緊小盒卡具；
5)依次裝入破損部位左、右、及對面陽極塊，調(diào)整到正常位置，然后進(jìn)行收邊作業(yè)及極上保溫；
6)當(dāng)修補(bǔ)物料I逐漸融化時，下降正對破損部位陽極，壓實修補(bǔ)物料I上表面，待修補(bǔ)物料I完全融化后，裝入熱陽極，恢復(fù)正常運(yùn)行。
[0006]上述修補(bǔ)方法中應(yīng)進(jìn)一步地做到:
I)修補(bǔ)物料I混合時，先下面殼塊，氧化鋁下料間隔，1.25-1.30次/min，5.lkg/次.min，以控制不發(fā)生陽極效應(yīng)，同時斷開槽控機(jī)自動控制鍵(在鋁電解生產(chǎn)過程中，當(dāng)電解質(zhì)中氧化鋁濃度低于1.5%時，電解槽工作電壓由正常值瞬間上升至數(shù)十伏，陽極停止正常工作，陽極炭塊周邊伴有細(xì)小的弧光，消耗大量電能產(chǎn)生相應(yīng)熱能的生產(chǎn)現(xiàn)象)。
[0007]2)避免出現(xiàn)槽內(nèi)兩液體層急速流動翻轉(zhuǎn)；
3)做好槽殼、陰極方鋼、爐底溫度的監(jiān)測和鐵含量的化驗跟蹤。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點:
1、不影響電解槽正常運(yùn)行。
[0009]2、該法使用的混合物料均是電解生產(chǎn)中常用的或是備用的物料，取材方便快捷，無需專購。
[0010]3、修補(bǔ)后電解槽原鋁液中鐵含量可快速下降到重熔鋁錠要求的范圍。
[0011]4、修補(bǔ)部位通過工藝的調(diào)整和換極作業(yè)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制繼續(xù)破損。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)示意圖。
[0013]圖中，1-絕緣板，2-橫梁母線，3-陽極掛鉤，4-小盒卡具，5-鋁液層，6-電解質(zhì)層，7-陽極炭塊，8-破損陰極，9-混合物料(“修補(bǔ)物料1+修補(bǔ)物料2”)，10-電解質(zhì)層，11-鋁液層。
【具體實施方式】
[0014]當(dāng)監(jiān)測到電解槽原鋁液中鐵含量異常升高，通過監(jiān)測槽殼、陰極方鋼溫度及對電解槽提極探摸爐底，確定電解槽陰極破損部位時，對其陰極破損部位進(jìn)行在線修補(bǔ)。
[0015]實施例1
具體修補(bǔ)方法如下:
1)提出陰極破損部位及其相鄰的陽極，撈凈提極部位電解質(zhì)中殼塊，在破損部位相鄰的位置裝入新極(破損部位不裝極)，用絕緣板將導(dǎo)桿與陽極橫梁母線斷開后沉至槽底，使該塊陽極不導(dǎo)電(如圖1所示)；
2)在陰極破損部位快速投入修補(bǔ)物料1，修補(bǔ)物料I由面殼塊與氧化鋁按質(zhì)量比為1:3的比例混合而成，面殼塊為電解殘極炭塊表面覆蓋料冷卻破碎后的破碎塊，修補(bǔ)物料I使該區(qū)域的電解質(zhì)在較短的時間內(nèi)凝固，凝固過程中不斷地投入修補(bǔ)物料1，用天車打擊頭加壓修補(bǔ)物料I以強(qiáng)化其凝固程度，直至破損部位電解質(zhì)完全凝固，鋁液完全排開；
3)待破損部位的混合物料I溫度降到400°C以下時，將陰極破損部位的修補(bǔ)物料I摳凈，用預(yù)先準(zhǔn)備好的修補(bǔ)物料2，即細(xì)鎂砂、防滲料、氟化鈣按質(zhì)量比為2: 2:1的比例均勻混合，對破損部位進(jìn)行填充，用鐵釬搗實修補(bǔ)物料2，在夯實部位表面澆一層5cm厚的液體電解質(zhì)，回填修補(bǔ)物料I ;
4)破損修補(bǔ)完后，移除小盒卡具導(dǎo)桿背面的絕緣板，利用天車將破損部位正對的陽極塊放至修補(bǔ)物料I表面壓實，擰緊小盒卡具；
5)依次裝入破損部位左、右、及對面陽極塊，調(diào)整到正常位置，然后進(jìn)行收邊作業(yè)及極上保溫；
6)當(dāng)修補(bǔ)物料I逐漸融化時，人為下降正對破損部位陽極，壓實修補(bǔ)物料I上表面，待修補(bǔ)物料I完全融化后，裝入熱陽極，恢復(fù)正常運(yùn)行。
[0016]上述修補(bǔ)方法中應(yīng)進(jìn)一步地做到:
I)修補(bǔ)物料I混合時，先下面殼塊，氧化鋁下料間隔，1.25-1.30次/min，5.lkg/次.min,以控制不發(fā)生陽極效應(yīng)，同時斷開槽控機(jī)自動控制鍵。
[0017]2)避免出現(xiàn)槽內(nèi)兩液體層急速流動翻轉(zhuǎn)。
[0018]3)做好槽殼、陰極方鋼、爐底溫度的監(jiān)測和鐵含量的化驗跟蹤。
[0019]
實施例2:
與實施例1不同的是步驟2)和3)。
[0020]2)在陰極破損部位快速投入修補(bǔ)物料1，修補(bǔ)物料I由面殼塊與氧化鋁按質(zhì)量比為0.8:2.5的比例混合而成，面殼塊為電解殘極炭塊表面覆蓋料冷卻破碎后的破碎塊，修補(bǔ)物料I使該區(qū)域的電解質(zhì)在較短的時間內(nèi)凝固，凝固過程中不斷地投入修補(bǔ)物料1，用天車打擊頭加壓修補(bǔ)物料I以強(qiáng)化其凝固程度，直至破損部位電解質(zhì)完全凝固，鋁液完全排開；
3)待破損部位的混合物料I溫度降到400°C以下時，將陰極破損部位的修補(bǔ)物料I摳凈，用預(yù)先準(zhǔn)備好的修補(bǔ)物料2，即細(xì)鎂砂、防滲料、氟化鈣按質(zhì)量比為1.5:1.5:0.8的比例均勻混合，對破損部位進(jìn)行填充，用鐵釬搗實修補(bǔ)物料2，在夯實部位表面澆一層5cm厚的液體電解質(zhì)，回填修補(bǔ)物料I ;
實施例3:
與實施例1不同的是步驟2)和3)。
[0021]2)在陰極破損部位快速投入修補(bǔ)物料1，修補(bǔ)物料I由面殼塊與氧化鋁按質(zhì)量比為1.2:3.5的比例混合而成，面殼塊為電解殘極炭塊表面覆蓋料冷卻破碎后的破碎塊，修補(bǔ)物料I使該區(qū)域的電解質(zhì)在較短的時間內(nèi)凝固，凝固過程中不斷地投入修補(bǔ)物料1，用天車打擊頭加壓修補(bǔ)物料I以強(qiáng)化其凝固程度，直至破損部位電解質(zhì)完全凝固，鋁液完全排開；
3)待破損部位的混合物料I溫度降到400°C以下時，將陰極破損部位的修補(bǔ)物料I摳凈，用預(yù)先準(zhǔn)備好的修補(bǔ)物料2，即細(xì)鎂砂、防滲料、氟化鈣按質(zhì)量比為2.5:2.5:1.2的比例均勻混合，對破損部位進(jìn)行填充，用鐵釬搗實修補(bǔ)物料2，在夯實部位表面澆一層5cm厚的液體電解質(zhì)，回填修補(bǔ)物料I。
【主權(quán)項】
1.一種鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: 當(dāng)監(jiān)測到電解槽原鋁液中鐵含量異常升高，通過監(jiān)測槽殼、陰極方鋼溫度及對電解槽提極探摸爐底，確定電解槽陰極破損部位后，對其陰極破損部位進(jìn)行在線修補(bǔ)，修補(bǔ)方法如下: 1)提出陰極破損部位及其相鄰的陽極，撈凈提極部位電解質(zhì)中殼塊，在破損部位相鄰的位置裝入新極，用絕緣板將導(dǎo)桿與陽極橫梁母線斷開后沉至槽底，使該塊陽極不導(dǎo)電； 2)在陰極破損部位快速投入修補(bǔ)物料1，修補(bǔ)物料1由面殼塊與氧化鋁按質(zhì)量比為(0.8-1.2): (2.5-3.5)的比例混合而成，面殼塊為電解殘極炭塊表面覆蓋料冷卻破碎后的破碎塊，修補(bǔ)物料1使該區(qū)域的電解質(zhì)在較短的時間內(nèi)凝固，凝固過程中不斷地投入修補(bǔ)物料1，用天車打擊頭加壓修補(bǔ)物料1以強(qiáng)化其凝固程度，直至破損部位電解質(zhì)完全凝固，招液完全排開； 3)待破損部位的混合物料1溫度降到400°C以下時，將陰極破損部位的修補(bǔ)物料1摳凈，用預(yù)先準(zhǔn)備好的修補(bǔ)物料2，即細(xì)鎂砂、防滲料、氟化鈣按質(zhì)量比為(1.5~2.5):(1.5-2.5): (0.8-1.2)比例均勻混合，對破損部位進(jìn)行填充，用鐵釬搗實修補(bǔ)物料2，在夯實部位表面饒一層5cm厚的液體電解質(zhì)，回填修補(bǔ)物料1 ; 4)破損修補(bǔ)完后，移除小盒卡具導(dǎo)桿背面的絕緣板，利用天車將破損部位正對的陽極塊放至“修補(bǔ)物料1”表面壓實，擰緊小盒卡具； 5)依次裝入破損部位左、右、及對面陽極塊，調(diào)整到正常位置，然后進(jìn)行收邊作業(yè)及極上保溫； 6)當(dāng)修補(bǔ)物料1逐漸融化時，人為下降正對破損部位陽極，壓實修補(bǔ)物料1上表面，待修補(bǔ)物料1完全融化后，裝入熱陽極，恢復(fù)正常運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法，其特征在于修補(bǔ)物料1混合時，先下面殼塊，氧化鋁下料間隔，1.25-1.30次/min，5.lkg/次.min,以控制不發(fā)生陽極效應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法，其特征在于修補(bǔ)過程中做好槽殼、陰極方鋼、爐底溫度的監(jiān)測和鐵含量的化驗跟蹤。
【專利摘要】本發(fā)明是一種鋁電解槽陰極局部破損在線修補(bǔ)方法。當(dāng)監(jiān)測到電解槽原鋁液中鐵含量異常升高，通過監(jiān)測槽殼、陰極方鋼溫度及對電解槽提極探摸爐底，確定電解槽陰極破損部位后，對其陰極破損部位進(jìn)行在線修補(bǔ)。本發(fā)明的修補(bǔ)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：1、不影響電解槽正常運(yùn)行。2、該法使用的混合物料均是電解生產(chǎn)中常用的或是備用的物料，取材方便快捷，無需專購。3、修補(bǔ)后電解槽原鋁液中鐵含量可快速下降到重熔鋁錠要求的范圍。4、修補(bǔ)部位通過工藝的調(diào)整和換極作業(yè)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制繼續(xù)破損。
【IPC分類】C25C3/08
【公開號】CN105332004
【申請?zhí)枴緾N201510735365
【發(fā)明人】張建宇, 詹勇剛, 張鵬程, 王征, 白恩貴, 武明祖, 庹洪, 寸躍祖, 李官福, 李學(xué)文, 席洪平, 孫嘯飛
【申請人】云南云鋁澤鑫鋁業(yè)有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月3日