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(shí)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(shí)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(wèn)題，容易開裂，導(dǎo)致漏爐風(fēng)險(xiǎn)大;2)陰極組裝的鋼棒和陰極在組裝時(shí)，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(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，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(fèi)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)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(shí)用新型是這樣實(shí)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(guò)控制系統(tǒng)控溫，對(duì)電解槽爐膛進(jìn)行焙燒，獲得期望的導(dǎo)電率與強(qiáng)度，實(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(shí)，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(jìn)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(duì)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(jī)器或者搗固錘頭，具有大面積震動(dòng)夯實(shí)或者對(duì)局部進(jìn)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(guò)計(jì)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?xì)饣蚪狗郾簾?，采用控制系統(tǒng)控制燃?xì)鈾C(jī)或電流，實(shí)現(xiàn)焙燒過(guò)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(dá)到900°C左右時(shí)，撤除焙燒系統(tǒng)，完成電解槽焙燒啟動(dòng)。
[0011 ]基于上述方法，本實(shí)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(guò)筑爐工具搗固夯實(shí)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(shí)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(guò)筑爐工具逐層進(jìn)行電解槽筑爐，由于材料收縮率小，陰極和側(cè)部焙燒后無(wú)裂痕，減小漏槽風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)通過(guò)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(shí)現(xiàn)能耗降低和提高效率。本實(shí)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(yùn)行費(fèi)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
【附圖說(shuō)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(bǔ)整體成型方法結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)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(yáng)極炭塊，6-側(cè)部舊炭塊，7-底部舊炭塊。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)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(guò)筑爐工具搗固夯實(shí)而成的整體成型結(jié)構(gòu)，位于陽(yáng)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(guò)控制系統(tǒng)按照預(yù)定的焙燒曲線控溫，對(duì)電解槽爐膛進(jìn)行焙燒，獲得期望的導(dǎo)電率與強(qiáng)度，實(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(guò)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(shí)，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(jìn)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(duì)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(guò)計(jì)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?xì)饣蚪狗郾簾?，控制系統(tǒng)控制燃?xì)鈾C(jī)或電流，實(shí)現(xiàn)焙燒過(guò)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(dá)到900°C左右時(shí)，撤除焙燒系統(tǒng)，完成電解槽焙燒啟動(dòng)。
[0023]筑爐工具是多自由度搗固機(jī)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(dòng)夯實(shí)或者對(duì)局部進(jìn)行錘擊筑爐材料，完成筑爐要求。
[0024]實(shí)施例1:如圖1所示，在230KA電解槽的筑爐過(guò)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(jìn)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(jìn)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(duì)扎固后的電解槽進(jìn)行焙燒，焙燒系統(tǒng)控制焙燒過(guò)程的溫度要求，當(dāng)焙燒結(jié)果滿足電解槽啟動(dòng)要求時(shí)，撤去焙燒系統(tǒng)，啟動(dòng)電解槽。
[0025]實(shí)施例2:如圖2所示，在電解槽的修補(bǔ)過(guò)程中，根據(jù)底部舊炭塊7和側(cè)部舊炭塊6的修補(bǔ)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(jìn)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(duì)扎固后的電解槽進(jìn)行焙燒，焙燒系統(tǒng)控制焙燒過(guò)程的溫度要求，當(dāng)焙燒結(jié)果滿足電解槽啟動(dòng)要求時(shí)，撤去焙燒系統(tǒng)，啟動(dòng)電解槽，完成電解槽的修補(bǔ)，進(jìn)行電解槽的生產(chǎn)。
[0026]當(dāng)然，以上只是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)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(shí)用新型所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(guò)筑爐工具搗固夯實(shí)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(shí)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(guò)控制系統(tǒng)按照預(yù)定焙燒曲線控溫，對(duì)電解槽爐膛進(jìn)行焙燒，獲得期望的導(dǎo)電率與強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)電解槽爐膛的整體成型。本實(shí)用新型可減小電解水平電流，實(shí)現(xiàn)能耗降低和提高效率。本實(shí)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(yùn)行費(fèi)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
【IPC分類】C25C3/08
【公開號(hào)】CN205170989
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520960309
【發(fā)明人】曹斌, 陳杰, 席燦明
【申請(qǐng)人】貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日