[发明专利]一种惰性电极铝电解槽炉膛上方的保温与密封结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种惰性电极铝电解槽炉膛上方的保温与密封结构的制备方法。

背景技术

低温铝电解工艺不仅能够有效地提高电流效率，降低能耗，还能延长电解槽寿命，有利于采用惰性电极材料，能减少对环境的污染，节约能源，是将来铝电解工业发展的必然趋势。在惰性电极铝电解槽中，采用的是惰性阳极，与传统预焙炭阳极铝电解槽相比，氧化铝分解后的氧气（2Al₂O₃ = 4Al+3O₂）从惰性阳极表面直接溢出，没有了炭阳极的氧化反应（C+O₂= CO₂），没有二氧化碳气体的排放。然而，正是如此，采用惰性阳极的铝电解槽，在电解过程少了大量的反应热，加之采用低温铝电解工艺，惰性电极铝电解槽在整体结构上，就更需要更多的保温和密封，以减少热量损失。

传统铝电解槽上部的保温与密封主要是靠电解质自身形成结壳，然后在结壳上铺上一层氧化铝或破碎好的覆盖料（氧化铝含量很高的结壳块），从而形成一层硬壳来达到保温的目的。但这种保温方式难以密封，散热量依然很大，其上部散热加上烟气带走的热量占总散热量的50%左右。此外这种方式还存在诸多缺点：覆盖料厚薄不均，导致保温均匀性差；电解温度升高时，覆盖料容易进入槽内，引起槽况和自身保温性能恶化；添加覆盖料过程繁琐。

在工业化惰性电极铝电解槽运行过程中，多采用低温电解质体系，其电解质表面不易形成结壳，不易采用传统预焙阳极铝电解槽一样的保温与密封；而且在保持相同槽电压的情况下，采用惰性阳极比碳阳极发热电压将减少约1V，即需要更好的保温来维持热平衡；因此，在惰性阳极铝电解槽炉膛上方，就需要用一种特殊的结构方式进行保温与密封。

铝电解槽中的电解质对材料的腐蚀特别强，特别是电解质液面处以及液面上方。电解质气氛中含有氟化氢气体，其会与水蒸气结合形成氢氟酸。此外，惰性电极铝电解槽排放的气体是氧气。在高温下氢氟酸和热氧气共同作用具有很强的腐蚀性能。因此，这种保温与密封结构的实现，需要特殊的工艺和材料。

目前，针对传统铝电解槽，也有一些保温和密封的方法：申请号为201120119314.5的中国专利《铝电解槽生产时保温和防氧化的保温覆盖装置》公开了一种铝电解槽生产时保温和防氧化的保温覆盖装置，该装置由钢构件板和保温材料块连接组成；申请号为200920125893.7的中国专利《一种铝电解槽侧部保温结构》则是通过侧部增加保温结构来达到整体保温的目的；申请号为201120122889.2的中国专利《一种铝电解槽保温盖板》提供了一种三层结构的铝电解槽保温盖板来减少电解槽内的热量散失。上述专利技术虽然对传统铝电解槽的保温密封有一定的效果，但是针对新型工业化惰性电极铝电解槽则不适用，特别是采用表面不易形成结壳的低温电解质体系以及竖式多室结构或双极性结构的铝电解槽。

在申请号为（201110166652.9、200910243385.3、200910243384.9）的专利申请中，提到过惰性电极铝电解槽上部保温密封，但均没有涉及到其具体结构的实现方法。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能够对炉膛内熔融态的电解质进行保温和密封，使电解质界面不结壳，易实施、能够实现复杂结构的砌筑；使用周期长、成本相对较低；能够大幅降低惰性电极铝电解槽上部的散热损失，从而降低惰性阳极铝电解槽综合能耗的惰性电极铝电解槽炉膛上方的保温与密封结构的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案。

一种惰性电极铝电解槽炉膛上方的保温与密封结构的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤包括：

（1）将配制耐火耐蚀浇注料；

（2）将耐火耐蚀浇注料制成结构预制件，并对结构预制件进行预处理； 

（3）在电解槽炉膛上方，用制成的结构预制件，进行搭桥、堆砌，砌出保温与密封结构，使炉膛形成一个相对密封的空间；

（4）在炉膛上方砌出的保温与密封结构上，再铺一层保温层；

（5）炉膛上方砌成的保温与密封结构，留有电极悬挂口、下料口、观察口、出铝口、烟气出口。

本发明的一种惰性电极铝电解槽炉膛上方的保温与密封结构的制备方法，其特征在于电解槽运行过程中，惰性电极紧凑的排列在电极悬挂口内；下料口由下料器的引导槽遮盖；烟气出口由排烟管遮盖；观察口和出铝口由耐火耐蚀材料浇筑成的塞子遮盖；炉膛上方的保温与密封结构距电解质液面1cm以上，电解质被完全密封于炉膛内。