鋁電解槽底部陰極炭塊局部破損修複方法與流程

2023-11-04 22:01:16 2

本發明涉及鋁電解破損槽的修複方法，具體為鋁電解槽底部陰極炭塊局部破損的修複方法。

背景技術：

在鋁電解生產過程中，鋁電解底部陰極炭塊會產生局部破損，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技術主要採用停槽大修，即完全停掉破損槽，將該槽內襯全部大修，該方法會嚴重影響系列鋁電解槽的產能和產量，並且大修周期長(半年以上)、大修費用高(200～300kA大修一次80～120萬元)、還會造成系列鋁電解生產線電流空耗，大幅度增加電耗成本。有部分文獻提出採用在線修補方法，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，多餘的修補物料會沉積在電解槽陰極表面，生產爐底結殼，嚴重時會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。此外，現有的鋁電解槽修補基本都是採用鎂砂和鋁液填補破損處，修補過程中因為鎂砂密度小，會在高溫熔融電解質和鋁液中上浮和流動，進入破損點位置的鎂砂少，常常導致破損點修補不徹底的缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決上述已有技術存在的不足，提供一種工藝簡單、高效快捷、修補效果好的鋁電解槽底部陰極炭塊局部破損修複方法。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

鋁電解槽底部陰極炭塊局部破損修複方法，步驟如下：

(1)利用多功能天車提出鋁電解槽破損位置處的陽極炭塊，利用小鉤伸入鋁電解槽陰極表面，摸清破損點的位置、形狀、周長尺寸、破損深度，確定破損點；

(2)根據破損點形狀，選取最接近破損點形狀的澆築模具澆鑄成型的包覆修補料的固體鋁模塊，將該固體鋁模塊填充到破損點；

(3)將破損點陰極炭塊的鋼棒頭與軟連接焊接處切除，讓電流不通過該破損陰極；

(4)當固體鋁模塊在陰極表面完全融化，修補料均勻的填補到破損點，修補料和陰極炭塊固化成為一個整體後，重新裝上陽極炭塊，利用不停電焊接方法將破損點陰極炭塊的鋼棒頭與軟連接焊接處重新焊接，即修復完畢。

所述包覆修補料的固體鋁模塊的澆鑄方法是採用套裝的大小兩個模具，先在大模具底部注入20±2mm厚的鋁液，待底部鋁液凝固後，再將小模具放進大模具內，保證大模具與小模具四壁間隔20±2mm後再注入鋁液，待鋁液凝固後形成固體鋁容器，在固體鋁容器中加入修補料，再將鋁液澆築在修補料表面，用固體鋁完全包裹住修補料，形成包覆修補料的固體鋁模塊。所述包覆修補料的固體鋁模塊的形狀包括但不限於梯形、長方形、正方形、三角形及半圓形。所述修補料為鎂砂。

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破損處進行局部修補，不需完全停槽對槽內襯全部大修，修復時間短、修復成本低，大大降低對正常生產的影響。

(2)本發明有效解決了鋁電解槽修補過程中因為鎂砂密度小而導致修補不徹底的技術難題。通過利用澆鑄成型的固體鋁容器包裹鎂砂的方式，有效控制鎂砂在高溫熔融電解質和鋁液中上浮和流動，有效解決了因鎂砂密度小從而進入破損點位置的鎂砂少，導致破損點修補不徹底的缺陷。

(3)利用鎂砂高熔點和鋁液低熔點的性質，投入固體鋁容器在高溫鋁液中使固體鋁緩慢溶解，大幅度的減少對電解槽的幹擾，從而使電解槽高效平穩運行。

(4根據破損點的不同形狀和尺寸，選擇相適配的包覆修補料的固體鋁模塊，可減少修補料的用量，大幅度降低修補成本。

(5)修補後及時切除破損點除鋼棒頭與軟連接焊接處，及時阻止電流從該破損點通過，使固體鋁模塊在破損點緩慢融化，均勻的固化、最終與破損點炭塊表面結合成一個堅實的整體，從而提升修補質量，延長修補料的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的示意圖；

圖2(a)～圖2(e)為固體鋁模塊的示意圖；

圖中，1為軟連接、2為鋼棒頭、3為陰極、4為破損點、5為固體鋁模塊、6為鋁液、7為電解質液、8為陽極、9為鋁電解槽，51為鋁外殼，52為修補料。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細描述。

鋁電解槽底部陰極炭塊局部破損修複方法，如圖1所示，步驟如下：

(1)利用多功能天車提出鋁電解槽9破損位置處的陽極炭塊8，利用小鉤伸入鋁電解槽陰極3表面，摸清破損點4的位置、形狀、周長尺寸、破損深度，確定破損點；

(2)根據破損點形狀，選取最接近破損點形狀的澆築模具澆鑄成型的包覆修補料的固體鋁模塊5，將該固體鋁模塊填充到破損點4。包覆修補料的固體鋁模塊的澆鑄方法是採用套裝的大小兩個模具，先在大模具底部注入20±2mm厚的鋁液，待底部鋁液凝固後，再將小模具放進大模具內，保證大模具與小模具四壁間隔20±2mm後再注入鋁液，待鋁液凝固後形成固體鋁容器，在固體鋁容器中加入修補料，再將鋁液澆築在修補料表面，用固體鋁完全包裹住修補料，形成如圖2(a)～圖2(e)所示的鋁外殼51包覆修補料52的固體鋁模塊；修補料一般採用熔點高達2800℃的鎂砂。固體鋁模塊的澆鑄形狀包括但不限於梯形、長方形、正方形、三角形及半圓形；

(3)將破損點陰極炭塊的鋼棒頭2與軟連接1焊接處切除，讓電流不通過該破損陰極；

(4)當固體鋁模塊在陰極表面完全融化，修補料均勻的填補到破損點，修補料和陰極炭塊固化成為一個整體後，重新裝上陽極炭塊，利用現有的不停電焊接方法將破損點陰極炭塊的鋼棒頭與軟連接焊接處重新焊接，即修復完畢。