[發明專利]一種預焙鋁電解槽陽極保溫層構造工藝方法

在審

• 申請號: 201710654802.8
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107287622A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 高德金;高偉;王曉宇
• 申請（專利權）人: 高德金
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：一種預焙鋁電解槽陽極保溫層構造工藝方法，主要應用與預預焙鋁電解槽的電解鋁陽極炭塊保溫層的構造生產。

技術背景：現有預焙鋁電解槽在進行電解生產過程中，一個重要的生產工序是更換陽極作業，即當陽極炭塊消耗的一定厚度，當電解質液腐蝕危及到陽極鋼爪頭的安全時，需進行更換陽極炭塊的作業，即將殘極陽極炭塊從鋁電解槽槽膛內取出，更換上一個高度如初的新陽極炭塊。

在新更換的陽極炭塊入槽就位后，為了提升陽極炭塊的升溫速度，防止陽極炭塊氧化，減少鋁電解槽陽極炭塊的熱散失，保證鋁電解槽的熱平衡，需要在入槽后的新陽極炭塊的上表面部，用電解質料及氧化鋁粉，即不污染電解質液的粉狀原料，采用多功能天車料斗加料或人工加料的方式，在陽極炭塊上部構件一個厚度在15cm至18cm左右的覆蓋料保溫層。

在電解生產過程中，用氧化鋁和電解質散狀顆粒覆蓋料，構造在鋁電解槽內的陽極炭塊上部的保溫層，會隨著陽極炭塊消耗，溫度的提高，在陽極炭塊的上部和陽極鋼爪頭燒結在一起，形成一個整體的覆蓋料結殼塊層，俗稱覆蓋料結殼。該覆蓋料結殼一旦在鋁電解槽內陽極炭塊上部燒結定型后，其強度和溫度較高、在鋁電解槽內，當陽極炭塊消耗到危及到對陽極鋼爪頭安全使用時，就需要更換殘極。在更換陽極時，需要用多功能天車打殼錘頭，將殘極邊部的覆蓋料結殼塊打開，(俗稱開邊縫作業)，而后，才能將殘陽極炭塊和其處于上部紅熱狀態的覆蓋料結殼塊層，從鋁電解槽內取出，并更換上一塊新陽極炭塊。

剛從鋁電解槽內取出的殘陽極炭塊以及陽極鋼爪，和覆蓋料結殼層燒結在一起，還是處于紅熱狀態，其平均溫度在700℃左右。

為了使得陽極鋼爪和覆蓋料可重復利用，以及在陽極鋼爪的底部重新澆注鋼爪陽極炭塊，需先清理掉陽極炭塊上部的覆蓋料結殼。

其清理工序是：待殘陽極炭塊和電解質覆蓋料結殼層冷卻后，采用機械干涉破碎或人工錘擊破碎的方法，將電解質覆蓋料結殼層破碎，并從殘陽極炭塊上清理下來，而后在將這些覆蓋料結殼層塊，運送到機械破碎系統裝置，將其破碎成粉狀物料后，重新返回到電解生產工藝中，在鋁電解內，添加到新更換的陽極炭塊上部，作為覆蓋料重復周轉使用。

電解鋁生產過程中，這種在電解槽內，用散裝覆蓋料粉，對陽極炭塊上部實施保溫層構造的生產工藝方式，已經延續了幾十年。主要存在以下缺陷；

1、在電解槽內，用常溫電解質及氧化鋁粉狀物料形成覆蓋料結殼層，在燒結形成硬質結殼的過程中，會吸收大量的熱能，浪費電解能耗。

2、在換極過程中，從殘陽極炭塊和上部帶出的紅熱狀態的覆蓋料結殼層，會在鋁電解槽外會散失大量的無功熱能，浪費電解能耗。

3、在清理覆蓋料結殼與殘陽極炭塊及陽極鋼爪頭分離過程中，不僅會消耗大量的勞動工作量和機械耗能，而且其過程中會產生大量的粉塵和氟化氫氣體溢出，造成環境污染。

4、在結殼塊破碎成顆粒粉料，以及在周轉運輸的過程中，不僅會消耗大量的勞動工作量和機械耗能，也產生大量的粉塵污染。

5、在更換殘極時，覆蓋料結殼產生無規則的破碎結殼料塊，會從殘陽極炭塊上邊部，脫落到的電解質液中，造成電解質液的化學成分波動，不利于電解鋁生產。

6、由于受高溫作業環境和操作空間的限制，在電解槽內用粉狀顆粒物料構造覆蓋料結殼層，薄厚不等，形狀不一，保溫的均衡性較差。

發明內容：為了克服傳統的在電解槽內，用散狀覆蓋料對陽極炭塊上部實施保溫作業所帶來的上述缺陷，進行綠色生產，減少粉塵高溫作業環境，對工人健康的影響，提高換極的作業效率，降低氟化物氣體的排放。實現節能減排生產。現公開一種新的預焙鋁電解槽陽極保溫層構造工藝。

該預焙鋁電解槽陽極保溫層構造工藝的特點有兩個；一是；在電解槽外部對陽極炭塊上部實施定型預制保溫作業；作業空間由槽內轉到槽外；二是：將覆蓋在陽極炭塊上部的覆蓋料層結構，由一層改為兩層，一層是在陽極炭塊消耗到殘極階段，可能和電解質液發生溶蝕性接觸的高度層面簡稱“可溶蝕層”，采用不污染電解質液的粉狀覆蓋料構造而成，或陽極碳素預制構件材料構造而成；一層是在陽極炭塊消耗到殘極階段，處在“可溶蝕層”，上部的不可能和電解質液發生溶蝕性接觸的部層，簡稱“非溶蝕層”保溫層，采用用耐火保溫材料預制成型的定型保溫耐火磚塊，即定型保溫蓋板構造而成；