[發明專利]一種鋁電解槽陰極炭塊局部破損修補方法

在審

• 申請號: 202111216896.3
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113755896A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 錢云超;楊永;楊軍龍;周志昌;張文學;杜才德;黃榮鋼;申太榮;王鋒;張薦;唐喜;陳勇;馬自紅;管彥蒼
• 申請（專利權）人: 云南云鋁潤鑫鋁業有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 李云

一種鋁電解槽陰極炭塊局部破損修補方法，在線從電解槽中提出破損的陽極，用直角釬子在鋁電解槽陰極表面尋找并確定破損點；取打碎的鎂磚堆放到破損點；取打碎的結殼塊堆放到破損點鎂磚上面；將粉狀氧化鋁堆放到結殼塊上，全部覆蓋修補料；電解槽通電，根據電解槽底的對應破損點位置的導電方鋼溫度上升梯度，對破損點導電方鋼溫度進行判定；當修補料在陰極炭塊表面完全融化，均勻填補到破損點，化成為一個整體后，完成對陰極炭塊的破損修補。本發明方法工藝簡單、高效快捷、修補效果好。

技術領域

本發明涉及鋁電解槽陰極炭塊破損修復技術領域，具體為鋁電解槽內陰極炭塊局部破損修復方法。

背景技術

在鋁電解生產過程中，鋁電解陰極炭塊會產生局部破損，在物理方面，由于熱膨脹和重力壓不均的因素，陰極熱引力受力不均，導致陰極物理性擠壓破損；在化學方面，由于鈉滲透、陰極生成碳化鋁、電毛細現象、鋁和電解質等向陰極炭塊縫隙滲透時造成陰極消耗性破損。如果在正常生產中發現破損位置時，必須及時進行修補。現有的鋁電解槽修補主要采用在線修補或者停槽大修，在線修補是在破損位置分散加入修補材料，這種方法雖然不停槽大修，但存在修補料不能全部迅速地填充至破損位置，多余的修補物料會沉積在電解槽陰極表面，干擾電解槽物料平衡與能量平衡，影響鋁電解生產平穩運行。停槽大修是停槽后將電解槽內襯全部大修，該方法影響系列鋁電解槽的產能和產量，并且大修周期長、費用高、鋁電解生產線電流空耗，大幅度增加電耗成本。具體的鋁電解槽修補方法有鎂磚法、鋁液-氧化鋁法、碎料塊法等。鎂磚法由于修補過程中槽內鎂磚少，在高溫熔融電解質和鋁液中易于熔化流動，長時間沉淀在破損點位置的鎂磚少；鋁液-氧化鋁法因鋁極易熔化和鋁水混合，不能長時間沉淀在破損點位置；碎料塊法因為碎料塊密度小，會在高溫熔融電解質和鋁液中上浮和流動，進入破損點位置的碎料塊少。綜上，現有的方法都常導致破損點修補不徹底的缺陷。

發明內容

本發明的目的是針對目前上述技術存在的不足，通過一種工藝簡單、高效快捷、修補效果好的鋁電解槽陰極炭塊局部破損修復方法。

本發明采取的技術方案如下：

一種鋁電解槽陰極炭塊局部破損修補方法，修復步驟如下：

S1.當電解槽在運行過程中，槽內鋁液中硅鐵的質量百分比在定期分析時突然上升過快或者持續上升，測量槽體的爐底、方鋼以及散熱孔的溫度，對突然上升過快或者持續上升位置找到對應的陽極，從電解槽中提出陽極，用直角釬子在鋁電解槽陰極表面尋找破損點的位置、形狀、周長尺寸、破損深度，確定破損點；

S2.確定破損點位置，取打碎尺寸為3-5cm的鎂磚堆放到陰極炭塊破損點，碎鎂磚堆積厚度高于周圍陰極炭塊上表面9-11cm；

S3.取打碎尺寸為3-5cm的結殼塊堆放到陰極炭塊破損點鎂磚上面，碎結殼塊堆積厚度高于碎鎂磚9-11cm。所述結殼塊是從高齡電解槽內清理出的長期高溫條件下氧化鋁逐漸形成的重質固體，主要成分為α-氧化鋁；

S4.將粉狀的氧化鋁堆放到結殼塊上，全部覆蓋修補料；

S5.電解槽通電，根據電解槽底的對應破損點位置的導電方鋼溫度上升梯度，對破損點導電方鋼溫度進行判定，當導電方鋼溫度大于350℃，在修補后，切斷導電方鋼的方鋼頭與軟連接帶的焊接處，讓電流不通過該破損陰極炭塊的導電方鋼；當導電方鋼溫度小于350℃，在修補后，進行溫度跟蹤，若溫度持續上升，切斷方鋼頭與軟連接帶焊接處，讓電流不通過該破損陰極炭塊的導電方鋼，若溫度下降，持續進行跟蹤測量導電方鋼溫度；

S6.當以鎂磚、結殼塊、氧化鋁混合形成的修補料在陰極炭塊表面完全融化，均勻填補到破損點，化成為一個整體后，完成對陰極炭塊的破損修補。

本發明與現有技術相比，具有下列有益效果：

(1)本發明只需對鋁電解槽陰極炭塊破損處進行局部在線運行修補，修補工藝簡單，修復時間短、成本低、高效快捷、修補效果好，最大限度降低了對生產的影響。