專利名稱：一種鋁電解槽的啟動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鋁電解槽的啟動方法，涉及一種鋁電解生產(chǎn)過程中的電解槽的啟動方法。
背景技術(shù)：
鋁電解正常運行的電解溫度一般在930-970℃之間。一臺新建的電解槽必須從室溫加熱到正常電解溫度，并使其正常生產(chǎn)的過程稱為電解槽的焙燒啟動和后期管理。傳統(tǒng)的焙燒啟動方法的前提條件都是假設(shè)電解槽完全正常的情況下制訂的。由于作業(yè)過程本身的原因或環(huán)境因素，生產(chǎn)中會遇到許多非正常情況，這就需要我們研究應(yīng)對措施和辦法來處理這些非正常情況。如不可預(yù)測的停電事故、計劃停槽由于爐膛問題鋁液取出量偏低等，在電解槽恢復(fù)生產(chǎn)過程中，采用傳統(tǒng)焙燒啟動方法無法或需要較長時間才能將電解槽啟動起來時，缺乏應(yīng)對措施和辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種在采用傳統(tǒng)焙燒啟動方法無法或需要較長時間才能將電解槽啟動起來時，能將電解槽按計劃安全穩(wěn)妥地啟動起來的鋁電解槽的啟動方法。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
一種鋁電解槽的啟動方法，其特征在于當(dāng)電解槽槽電壓上升至2.0V以上、陽極電流嚴(yán)重偏流、電解槽輸入能量不能滿足電解槽溫度上升至啟動條件、在鋁液或電解槽內(nèi)部溫度達(dá)到700-920℃時，將重量成分比為AlF320％-70％，Al2O30-10％，CaF20-20％，MgF20-20％，LiF 0-20％，Na3AlF6為余量的低熔點電解質(zhì)直接或熔化后加入電解槽內(nèi)，使電解槽內(nèi)產(chǎn)生液態(tài)電解質(zhì)；再將槽電壓逐步上抬，并保持在1.4-70V至電解槽完全啟動；再調(diào)整電解槽內(nèi)電解質(zhì)成份至正常電解要求的成份進(jìn)行電解生產(chǎn)。
本發(fā)明的方法，其特征在于在電解槽中加入低熔點電解質(zhì)時，電解槽能送上全電流、正常導(dǎo)電、槽電壓在1.2-5V；陽極70％以上的陽極能正常導(dǎo)電，且電流分布基本均勻，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的350％。
本發(fā)明的方法，其特征在于在電解槽中加入低熔點電解質(zhì)時，陽極升降機(jī)構(gòu)工作正常。
本發(fā)明的方法，其特征在于電解槽啟動恢復(fù)生產(chǎn)后，將電解槽的電解溫度保持高出正常電解溫度5℃、鋁液比正常的鋁水平低1-3cm，至陽極電流分布正常，使電解槽恢復(fù)正常生產(chǎn)。
采用本發(fā)明的方法，當(dāng)電解槽槽電壓上升至2.0V以上，陽極電流偏流嚴(yán)重，電解槽輸入能量不能滿足電解槽溫度上升至啟動條件時，可根據(jù)電解槽實際溫度配制低熔點電解質(zhì)加入到電解槽中，使陽極底掌下面產(chǎn)生液態(tài)電解質(zhì)，從而使電解槽在陽極電流分布偏流處于可接受的條件下，使電解槽槽電壓可以調(diào)整到2.5V以上，使電解槽溫度上升至電解槽啟動條件，安全穩(wěn)妥地將電解槽啟動起來。
具體實施例方式
一種鋁電解槽的啟動方法，當(dāng)電解槽槽電壓上升至2.0V以上，陽極電流嚴(yán)重偏流，電解槽輸入能量不能滿足電解槽溫度上升至啟動條件時，在鋁液或電解槽內(nèi)部溫度達(dá)到700-920℃時，將重量成分為AlF320％-70％，Al2O30-10％，CaF20-20％，MgF20-20％，LiF 0-20％，Na3AlF6為余量的低熔點電解質(zhì)直接或熔化后加入電解槽內(nèi)，使電解槽內(nèi)產(chǎn)生液態(tài)電解質(zhì)；再將槽電壓逐步上抬，并保持在1.4-70V至電解槽完全啟動；再調(diào)整電解槽內(nèi)電解質(zhì)成份至正常電解要求的成份進(jìn)行電解生產(chǎn)。
首先，電解槽能送上全電流，并正常導(dǎo)電。即槽電壓在1.2-5V之間，陽極導(dǎo)電基本正常，70％的陽極能正常導(dǎo)電，且電流分布基本均勻，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的350％。這一條件是整個過程需要掌握的原則。如果沒有達(dá)到此要求，可采用調(diào)整單個陽極高度的方法或采取絕緣的辦法，使電解槽導(dǎo)電情況達(dá)到此要求。
其次，陽極升降機(jī)構(gòu)工作正常。既在沒有液態(tài)鋁時，陽極提升機(jī)構(gòu)點動上升時，槽電壓會明顯升高，點動下降時，槽電壓又能基本恢復(fù)原來的值。當(dāng)有液態(tài)鋁時，陽極提升機(jī)構(gòu)下降，陽極可以下降；上升時，陽極可以上升。如果不能達(dá)到此要求，采用清除電解槽大面和小頭凝固電解質(zhì)或結(jié)殼的辦法來解決。
以上兩條件是從作業(yè)過程安全角度出發(fā)的。
1、配制用于電解槽焙燒啟動用的低熔點電解質(zhì)，其成分為AlF320-70％，Al2O30-10％，CaF20-20％，MgF20-20％，LiF 0-20％，Na3AlF6余量。選定一合適成分，配制成所需的低熔點電解質(zhì)。
2、當(dāng)鋁液或電解槽內(nèi)部溫度達(dá)到750℃左右時，將配制的低熔點電解質(zhì)直接或熔化后加入電解槽內(nèi)，使電解槽內(nèi)產(chǎn)生液態(tài)電解質(zhì)。
3、隨著液態(tài)電解質(zhì)的產(chǎn)生，槽電壓可逐步上抬，槽電壓可在1.4-70V的范圍內(nèi)保持。實際槽電壓的高低可根據(jù)槽溫上升速度的要求進(jìn)行調(diào)整，直至電解槽完全啟動。
4、電解槽啟動后，可根據(jù)電解質(zhì)成分情況，及時調(diào)整電解質(zhì)成分，避免電解質(zhì)過熱度過大，造成對電解槽過大的熱沖擊。
5、電解槽恢復(fù)生產(chǎn)后，由于爐底不干凈，電解槽的電解溫度可適當(dāng)保持高一些，一般可高出正常電解溫度5℃左右；鋁液水平適當(dāng)降低一些，一般比正常的鋁水平低1-3cm。同時注意加大陽極電流分布測試頻率，調(diào)整陽極高度，使電解槽盡快恢復(fù)正常。
下面結(jié)合具體實施實例來進(jìn)一步說明。
實施實例1電解槽系列電流150kA，電解槽從停電到實施本發(fā)明方法前，槽電壓保持1.6-2.2V，已經(jīng)144小時，陽極電流分布測試結(jié)果表明20％的陽極不導(dǎo)電，鋁液溫度805℃。陽極可以升降。電解槽側(cè)部30％的地方?jīng)]有側(cè)部炭塊。停電前側(cè)部有四處爐幫偶有發(fā)紅。槽運行天數(shù)1700天。采用了多種其它方法，均無法使電解槽啟動起來。
本發(fā)明的實施如下1、配制低熔點電解質(zhì)，其成分為普通冰晶石(分子比2.0-2.2)2份，工業(yè)氟化鋁5份，MgF212％。
2、將準(zhǔn)備實施啟動的電解槽大面邊部各打開兩個長不小于500mm，寬不小于100mm的洞，出鋁口和煙道端各打開一個長不小于300mm，寬不小于100mm的洞。打開的洞口要求能見到鋁液。
3、槽電壓升至2.8V左右，調(diào)整陽極電流分布，保證70％的陽極能正常導(dǎo)電，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的350％。
4、加入低熔點電解質(zhì)，并適當(dāng)攪拌，加速低熔點電解質(zhì)熔化，2小時之后，鋁液表面可見到一層薄薄的電解質(zhì)，4小時后，槽電壓可升至4V左右，陽極電流分布比開始時更加均勻。鋁液溫度升至850℃。液態(tài)電解質(zhì)量在0.5-3cm左右，停止加入低熔點電解質(zhì)，低熔點電解質(zhì)總用量1.4噸。
5、保持槽電壓4-5V，如電流分布偏流嚴(yán)重時，槽電壓可按下限保持，否則按上限保持。8小時后電解槽內(nèi)液態(tài)電解質(zhì)達(dá)到10cm，電解質(zhì)溫度930℃，除陽極本身有問題的陽極不導(dǎo)電外，所有陽極全部導(dǎo)電，陽極最大導(dǎo)電量不超過平均導(dǎo)電量的200％。
6、換出不好的陽極，等待效應(yīng)，利用效應(yīng)清理陽極底掌，撈炭渣。當(dāng)電解質(zhì)表面結(jié)殼變?yōu)榘咨?，電解質(zhì)清亮后，封大面和陽極，槽控箱恢復(fù)自動控制，氧化鋁下料設(shè)置到欠量狀態(tài)，電解槽溫度控制不超過980℃，槽電壓控制4.5-4.8之間。注意調(diào)整電解質(zhì)水平，避免化鋼抓。
7、調(diào)整電解質(zhì)成分。當(dāng)電解質(zhì)清亮后，采樣分析分子比。調(diào)整分子比至2.6左右。此后2周內(nèi)，使電解質(zhì)成分和槽電壓恢復(fù)正常生產(chǎn)水平。
8、加大出鋁量，電解槽恢復(fù)后其電流效率比正常生產(chǎn)的低。但可按正常生產(chǎn)出鋁，甚至多出50-100kg。第二個月適當(dāng)留鋁。使電解槽恢復(fù)正常狀態(tài)。
其后，電解槽運行正常。
實施實例2電解槽系列電流200kA，電解槽從停電到實施本發(fā)明方法前，槽電壓保持1.35-1.6V，已經(jīng)144小時，陽極電流分布測試結(jié)果表明20％的陽極不導(dǎo)電，鋁液溫度710℃。陽極可以升降。槽運行天數(shù)120天。采用了多種其它方法，均無法使電解槽啟動起來。
本發(fā)明的實施如下1、配制低熔點電解質(zhì)，其成分為普通冰晶石(分子比2.0-2.2)7份，工業(yè)氟化鋁2份，外加螢石10％。
2、槽電壓升至2.0V左右，保持7小時后，電解槽內(nèi)鋁液溫度回升至760℃。
3、將準(zhǔn)備實施啟動的電解槽大面、出鋁口和煙道端邊部全部打開見到鋁液。調(diào)整陽極電流分布，保證70％的陽極能正常導(dǎo)電，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的350％。
4、加入低熔點電解質(zhì)，并適當(dāng)攪拌，加速低熔點電解質(zhì)熔化，槽電壓保持3.5-4.5V，2小時之后，鋁液表面可見到一層薄薄的電解質(zhì)，槽電壓保持4.5-7.5V，5小時后，槽電壓保持5.5-13.5V，電解質(zhì)溫度升至890℃停止加入低熔點電解質(zhì)，低熔點電解質(zhì)總用量1.2噸。
5、6小時后，電解質(zhì)溫度930℃，液態(tài)電解質(zhì)量在5-8cm左右，槽電壓保持6-7V，除陽極本身有問題的陽極不導(dǎo)電外，所有陽極全部導(dǎo)電，陽極最大導(dǎo)電量不超過平均導(dǎo)電量的200％。
6、換出不好的陽極，等待效應(yīng)，利用效應(yīng)清理陽極底掌，撈炭渣。當(dāng)電解質(zhì)表面結(jié)殼變?yōu)榘咨?，電解質(zhì)清亮后，封大面和陽極，槽控箱恢復(fù)自動控制，氧化鋁下料設(shè)置到欠量狀態(tài)，電解槽溫度控制不超過980℃，槽電壓控制4.5-4.8之間。注意調(diào)整電解質(zhì)水平，避免化鋼抓。
7、調(diào)整電解質(zhì)成分。當(dāng)電解質(zhì)清亮后，采樣分析分子比。調(diào)整分子比至2.5左右。此后2周內(nèi)，使電解質(zhì)成分和槽電壓恢復(fù)正常生產(chǎn)水平。
8、加大出鋁量，電解槽恢復(fù)后其電流效率比正常生產(chǎn)的低。但可按正常生產(chǎn)出鋁，甚至多出100-200kg。第二個月適當(dāng)留鋁。使電解槽恢復(fù)正常狀態(tài)。
實施實例3電解槽系列電流160kA，電解槽從停電到實施本發(fā)明方法前，槽電壓保持1.35-1.6V，已經(jīng)144小時，陽極電流分布測試結(jié)果表明20％的陽極不導(dǎo)電，鋁液溫度710℃。陽極可以升降。槽運行天數(shù)120天。采用了多種其它方法，均無法使電解槽啟動起來。
本發(fā)明的實施如下1、配制低熔點電解質(zhì)，其成分為普通冰晶石(分子比2.0-2.2)7份，工業(yè)氟化鋁1份，Al2O32％，CaF25％，MgF210％，LiF 3％，Na3AlF6余量。
2、槽電壓升至2.0V左右，保持7小時后，電解槽內(nèi)鋁液溫度回升至760℃。
3、將準(zhǔn)備實施啟動的電解槽大面、出鋁口和煙道端邊部全部打開見到鋁液。調(diào)整陽極電流分布，保證70％的陽極能正常導(dǎo)電，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的350％。
4、加入低熔點電解質(zhì)，并適當(dāng)攪拌，加速低熔點電解質(zhì)熔化，槽電壓保持2.5-3.5V，4小時之后，鋁液表面可見到一層薄薄的電解質(zhì)，槽電壓保持3.5-5.5V，5小時后，槽電壓保持8.5-13.5V，電解質(zhì)溫度升至890℃停止加入低熔點電解質(zhì)，低熔點電解質(zhì)總用量2.2噸。
5、6小時后，電解質(zhì)溫度930℃，液態(tài)電解質(zhì)量在5-8cm左右，槽電壓保持6-7V，除陽極本身有問題的陽極不導(dǎo)電外，所有陽極全部導(dǎo)電，陽極最大導(dǎo)電量不超過平均導(dǎo)電量的200％。
6、換出不好的陽極，等待效應(yīng)，利用效應(yīng)清理陽極底掌，撈炭渣。當(dāng)電解質(zhì)表面結(jié)殼變?yōu)榘咨?，電解質(zhì)清亮后，封大面和陽極，槽控箱恢復(fù)自動控制，氧化鋁下料設(shè)置到欠量狀態(tài)，電解槽溫度控制不超過980℃，槽電壓控制4.5-4.8之間。注意調(diào)整電解質(zhì)水平，避免化鋼抓。
7、調(diào)整電解質(zhì)成分。當(dāng)電解質(zhì)清亮后，采樣分析分子比。調(diào)整分子比至2.5左右。此后2周內(nèi)，使電解質(zhì)成分和槽電壓恢復(fù)正常生產(chǎn)水平。
8、加大出鋁量，電解槽恢復(fù)后其電流效率比正常生產(chǎn)的低。但可按正常生產(chǎn)出鋁，甚至多出100-200kg。第二個月適當(dāng)留鋁。使電解槽恢復(fù)正常狀態(tài)。
實施實例4電解槽系列電流300kA，電解槽從停電到實施本發(fā)明方法前，槽電壓保持1.6-2.2V，已經(jīng)144小時，陽極電流分布測試結(jié)果表明20％的陽極不導(dǎo)電，鋁液溫度805℃。陽極可以升降。電解槽側(cè)部30％的地方?jīng)]有側(cè)部炭塊。停電前側(cè)部有四處爐幫偶有發(fā)紅。槽運行天數(shù)1700天。采用了多種其它方法，均無法使電解槽啟動起來。
本發(fā)明的實施如下1、配制低熔點電解質(zhì)，其成分為普通冰晶石(分子比2.0-2.2)4份，工業(yè)氟化鋁3份，MgF21％，Na3AlF6余量。
2、將準(zhǔn)備實施啟動的電解槽大面邊部各打開兩個長不小于500mm，寬不小于100mm的洞，出鋁口和煙道端各打開一個長不小于300mm，寬不小于100mm的洞。打開的洞口要求能見到鋁液。
3、槽電壓升至2.6V左右，調(diào)整陽極電流分布，保證70％的陽極能正常導(dǎo)電，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的300％。
4、加入低熔點電解質(zhì)，并適當(dāng)攪拌，加速低熔點電解質(zhì)熔化，4小時之后，鋁液表面可見到一層薄薄的電解質(zhì)。此后，槽電壓可升至3.5-4.5V左右，陽極電流分布比開始時更加均勻。鋁液溫度升至850℃。液態(tài)電解質(zhì)量在0.5-3cm左右，停止加入低熔點電解質(zhì)，低熔點電解質(zhì)總用量1.1噸。
5、保持槽電壓4-5V，如電流分布偏流嚴(yán)重時，槽電壓可按下限保持，否則按上限保持。9小時后電解槽內(nèi)液態(tài)電解質(zhì)達(dá)到10cm，電解質(zhì)溫度940℃，除陽極本身有問題的陽極不導(dǎo)電外，所有陽極全部導(dǎo)電，陽極最大導(dǎo)電量不超過平均導(dǎo)電量的200％。
6、換出不好的陽極，等待效應(yīng)，利用效應(yīng)清理陽極底掌，撈炭渣。當(dāng)電解質(zhì)表面結(jié)殼變?yōu)榘咨娊赓|(zhì)清亮后，封大面和陽極，槽控箱恢復(fù)自動控制，氧化鋁下料設(shè)置到欠量狀態(tài)，電解槽溫度控制不超過980℃，槽電壓控制4.5-4.8之間。注意調(diào)整電解質(zhì)水平，避免化鋼抓。
7、調(diào)整電解質(zhì)成分。當(dāng)電解質(zhì)清亮后，采樣分析分子比。調(diào)整分子比至2.6左右。此后2周內(nèi)，使電解質(zhì)成分和槽電壓恢復(fù)正常生產(chǎn)水平。
8、加大出鋁量，電解槽恢復(fù)后其電流效率比正常生產(chǎn)的低。但可按正常生產(chǎn)出鋁，甚至多出200-400kg。第二個月適當(dāng)留鋁。使電解槽恢復(fù)正常狀態(tài)。
其后，電解槽運行正常。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽的啟動方法，其特征在于當(dāng)電解槽槽電壓上升至2.0V以上、陽極電流嚴(yán)重偏流、電解槽輸入能量不能滿足電解槽溫度上升至啟動條件、在鋁液或電解槽內(nèi)部溫度達(dá)到700-920℃時，將重量成分為AlF320％-70％，Al2O30-10％，CaF20-20％，MgF20-20％，LiF 0-20％，Na3AlF6為余量的低熔點電解質(zhì)直接或熔化后加入電解槽內(nèi)，使電解槽內(nèi)產(chǎn)生液態(tài)電解質(zhì)；再將槽電壓逐步上抬，并保持在1.4-70V至電解槽完全啟動；再調(diào)整電解槽內(nèi)電解質(zhì)成份至正常電解要求的成份進(jìn)行電解生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種鋁電解槽的啟動方法，其特征在于在電解槽中加入低熔點電解質(zhì)時，電解槽能送上全電流、正常導(dǎo)電、槽電壓在1.2-5V；陽極70％以上的陽極能正常導(dǎo)電，且電流分布基本均勻，最大的導(dǎo)電量不大于平均導(dǎo)電量的350％。
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種鋁電解槽的啟動方法，其特征在于在電解槽中加入低熔點電解質(zhì)時，陽極升降機(jī)構(gòu)工作正常。
4.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種鋁電解槽的啟動方法，其特征在于電解槽啟動恢復(fù)生產(chǎn)后，將電解槽的電解溫度保持高出正常電解溫度5℃、鋁液比正常的鋁水平低1-3cm，至陽極電流分布正常，使電解槽恢復(fù)正常生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽的啟動方法。其特征在于是當(dāng)電解槽槽電壓上升至2.0V以上，陽極電流偏流嚴(yán)重，電解槽輸入能量不能滿足電解槽溫度上升至啟動條件時，可根據(jù)電解槽實際溫度(700－920℃)配制低熔點電解質(zhì)加入到電解槽中，使陽極底掌下面產(chǎn)生液態(tài)電解質(zhì)，從而使電解槽在陽極電流分布偏流處于可接受的條件下，使電解槽槽電壓可以調(diào)整到2.5V以上，使電解槽溫度上升至電解槽啟動條件，安全穩(wěn)妥地將電解槽啟動起來。
文檔編號C25C3/06GK1818142SQ20061000086
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月16日
發(fā)明者邱仕麟, 李旺興, 董少森, 柴登鵬 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司