電解槽焙燒設(shè)備初稿

1、說 明 書 摘 要一種電解槽焙燒設(shè)備，所述電解槽焙燒設(shè)備包括燒嘴框架、自動(dòng)控制閥組框架，所述燒嘴框架上設(shè)置有燒嘴、空氣管、燃?xì)夤?；所述自?dòng)控制閥組框架上設(shè)置有燃?xì)膺M(jìn)氣管、空氣進(jìn)氣管、燃?xì)饪偣芫€、橡膠軟管，自動(dòng)控制閥組框架上的橡膠軟管與燒嘴支架上的空氣管、燃?xì)夤苣┒讼噙B接；本實(shí)用新型所述電解槽焙燒設(shè)備采用的是亞高速調(diào)溫?zé)欤訜崴俣瓤?，加熱溫度更均勻，可有效的防止炭塊被氧化燒損。摘 要 附 圖1權(quán) 利 要 求 書1、一種電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述電解槽焙燒設(shè)備包括燒嘴框架、自動(dòng)控制閥組框架；所述燒嘴框架上設(shè)置有燒嘴、空氣管、燃?xì)夤?；所述自?dòng)控制閥組框架上設(shè)置有燃?xì)膺M(jìn)氣管、空氣進(jìn)氣管、燃?xì)饪?/p>

2、管線、橡膠軟管，自動(dòng)控制閥組框架上的橡膠軟管與燒嘴支架上的空氣管、燃?xì)夤苣┒讼噙B接。 2、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述燒嘴框架上放置燒嘴的可從框架上拆卸，燒嘴用金屬軟管與燃?xì)夤芎涂諝夤苓B接；所述燃?xì)饪偣芫€上設(shè)有球閥、過濾器、調(diào)壓器、調(diào)節(jié)閥及渦街流量傳感器；空氣管線上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和渦街流量傳感器。3、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述燒嘴的前燃?xì)饧爸硷L(fēng)管道上均安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電控柜和助燃風(fēng)機(jī)， 4、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述燒嘴由燃?xì)夤艿?、助燃風(fēng)管道、點(diǎn)火電極、檢火電極、燒嘴殼體組成；5、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備

3、，其特征在于：所述燒嘴的噴出口是扁平形且平行于陽極和陰極表面。6、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述電解槽焙燒設(shè)備采用燒嘴分區(qū)加熱方式。7、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述燒嘴上配有點(diǎn)火電極和火焰檢測電極。8、按照權(quán)利要求1所述電解槽焙燒設(shè)備，其特征在于：所述燒嘴燃?xì)鈬娍诜较驈澢?0°，燒嘴燃?xì)馄叫嘘枠O和陰極底面。說 明 書一種電解槽焙燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，特別提供了一種電解槽焙燒設(shè)備。背景技術(shù)鋁電解槽的焙燒啟動(dòng)，一直是鋁行業(yè)耗能大，操作工序繁瑣的一項(xiàng)工作。首先概述一下目前現(xiàn)場仍在延用的幾種焙燒方式：1、鋁液焙燒鋁液焙燒是美國人發(fā)明

4、的，就是用950鋁液注入到陰極和陽極之間的空間，然后接通電流，利用陽極和陰極之間的電阻熱加熱電解槽，此種方法的缺點(diǎn)是高溫鋁液和槽內(nèi)襯之間的巨大溫差，往往會使陰極內(nèi)襯炭塊受到極大的沖擊而產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重影響電解槽的使用壽命；該種方法的另一個(gè)弊端是對于焙燒300KA以上的大型預(yù)焙槽，由于電解槽槽膛較寬，較長，鋁液倒入電解槽后還沒有來得及流入槽端部就已經(jīng)凝固，使鋁液不能充入整個(gè)陰-陽極之間的空間。所以這種方法已不能在特大電解槽上使用，而且目前國內(nèi)外電解槽容量大型化，使鋁液焙燒法已逐漸退出電解槽焙燒領(lǐng)域。2、焦粒焙燒所謂的焦粒焙燒，就是在陰極和陽極之間鋪設(shè)一定厚度焦炭粒，取代鋁液，陰極陽極接通電流后，通

5、過電阻加熱，實(shí)現(xiàn)對炭塊的加熱焙燒作用，此種方法的缺點(diǎn)是由于電解槽形狀的不規(guī)則，如相對電解槽底部的陰極炭塊和陽極布置之間有間隙存在，造成陰極和陽極之間電流大小不均勻，從而造成陰極表面的溫度不均勻，由此容易導(dǎo)致陰極炭塊產(chǎn)生裂紋，另外這種方法能耗很大，在電解槽啟動(dòng)后被炭渣帶走的電解質(zhì)損失較大，溫室氣體CO2排放量較大；焦粒焙燒的另一個(gè)缺點(diǎn)是不能在陰極表面具有凸起的新型結(jié)構(gòu)電解槽上使用。3、重慶大學(xué)氣流加熱重慶大學(xué)在鋁電解槽的大邊側(cè)設(shè)置了一個(gè)大型燃燒機(jī)和燃燒氣體匯流管，利用高溫?zé)煔饬鲝亩鄠€(gè)噴口出來加熱電解槽。此種電解槽的槽膛溫度會比較均勻，但是空氣-燃?xì)獾谋壤荒車?yán)格控制，高溫加熱時(shí)炭塊高溫氧化在所難

6、免，因此，未見其在大型電解槽上應(yīng)用的報(bào)道。同時(shí)整臺設(shè)備在電解槽側(cè)的安裝及移位也很困難。4、東北大學(xué)鋁電解槽火焰-鋁液二段焙燒方法此方法采用火焰與鋁液兩者結(jié)合的一種加熱方式。首先將若干個(gè)燒嘴對等平均布置在電解槽的兩個(gè)大長邊空間，大約需3036小時(shí)，用燃燒器的火焰將電解槽加熱到800，然后開始向鋁電解槽灌入950以上的鋁水，采用鋁液焙燒，大約需24小時(shí)，鋁電解槽內(nèi)陰極及陽極炭塊表面溫度達(dá)到950，完成鋁電解槽的焙燒過程。該方法缺點(diǎn)是空燃比不能嚴(yán)格控制，炭塊表面氧化無法克服，而且裝爐方式繁雜，整套設(shè)備多臺燒嘴拆除和安裝均很困難，焙燒質(zhì)量值得商傕。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種電解槽焙燒設(shè)備。本

7、實(shí)用新型所述電解槽焙燒設(shè)備所用加熱方式是一段焙燒，直接將電解槽陰極炭塊表面焙燒到950，直接投入電解質(zhì)到電解槽中，裝爐方式簡便易行；本實(shí)用新型所述整個(gè)裝置有一整套自動(dòng)控制系統(tǒng)，分段控制升溫速度和嚴(yán)格控制空燃比，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制溫度，在550以下時(shí)采用600900高速氣流加熱，采用該種加熱方式炭塊不會被氧化；本實(shí)用新型采用的是亞高速調(diào)溫?zé)?，加熱速度加快，加熱溫度更均勻，而陰極表面溫度大于550區(qū)段要采用欠氧燃燒的高溫火焰加熱，這時(shí)可有效的防止炭塊被氧化燒損。本實(shí)用新型所述電解槽焙燒設(shè)備包括燒嘴框架、自動(dòng)控制閥組框架；所述燒嘴框架是一個(gè)整體鋼架，其上設(shè)置有燒嘴、空氣管、燃?xì)夤?，無論是裝爐還是拆爐或

8、移至其他電解槽上工作均可實(shí)現(xiàn)整體吊裝一步到位，方便快捷，提高了工作效率，燒嘴框架是根據(jù)電解槽的長和寬來定做的，可做到一種槽型通用一種燒嘴框架，燒嘴距離陰極底面的高度可按實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整，燒嘴可從框架上靈活拆卸，所有的燒嘴可隨框架整體移動(dòng)到下一個(gè)電解槽去工作。所述自動(dòng)控制閥組框架上設(shè)置有燃?xì)膺M(jìn)氣管、空氣進(jìn)氣管、燃?xì)饪偣芫€、橡膠軟管，自動(dòng)控制閥組框架上的橡膠軟管與燒嘴支架上的空氣管、燃?xì)夤苣┒讼噙B接，當(dāng)橡膠軟管斷開時(shí)，兩個(gè)架子可分離，可單個(gè)移動(dòng)，自動(dòng)控制閥組上另設(shè)置了燃?xì)忾y組，包括過濾器、調(diào)壓器、空燃比例閥、電磁閥、壓力表，球閥等，主要用于執(zhí)行電控柜的控制信號，合理供給焙燒中所需的燃?xì)饬亢腿細(xì)鈮毫?/p>

9、本實(shí)用新型所述燒嘴框架上放置燒嘴的可從框架上拆卸，燒嘴用金屬軟管與燃?xì)夤芎涂諝夤苓B接；所述燃?xì)饪偣芫€上設(shè)有球閥、過濾器、調(diào)壓器、調(diào)節(jié)閥及渦街流量傳感器；空氣管線上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和渦街流量傳感器。本實(shí)用新型所述燒嘴的前燃?xì)饧爸硷L(fēng)管道上均安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電控柜和助燃風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型所述燒嘴是電解槽焙燒加熱的燃燒器，由燃?xì)夤艿?、助燃風(fēng)管道、點(diǎn)火電極、檢火電極、燒嘴殼體組成；助燃風(fēng)機(jī)主要用于提供燒嘴所需的助燃空氣，。使用燒嘴前應(yīng)對燃?xì)夤艿馈毂倔w、和助燃風(fēng)管道進(jìn)行徹底檢查，確保燃?xì)夤艿馈毂倔w、和助燃風(fēng)管無泄露的情況下準(zhǔn)備啟動(dòng)燒嘴。所述燒嘴的噴出口是扁平形且平行于陽極和陰極表面， 本實(shí)

10、用新型所述電解槽焙燒設(shè)備采用燒嘴分區(qū)加熱方式；在對電解槽焙燒加熱啟動(dòng)時(shí)，第一區(qū)六臺燒嘴；第二區(qū)八臺燒嘴；第三區(qū)六臺燒嘴，總共20臺燒嘴；本加熱系統(tǒng)采用亞高速調(diào)溫?zé)欤瑏喐咚僬{(diào)溫?zé)斓娜細(xì)鈬娍谒俣葹?0m/s，燒嘴上配有燃燒室和二次調(diào)溫風(fēng)，可將燃燒氣體調(diào)到所需的溫度，本燒嘴在陰極表面溫度小于550，能通過高速氣流強(qiáng)化對流加熱過程，在高溫階段嚴(yán)格控制空燃比，實(shí)現(xiàn)欠氧燃燒，火焰對炭塊進(jìn)行快速加熱，同時(shí)，所述燒嘴上均配有點(diǎn)火電極和火焰檢測電極，很方便用于自動(dòng)點(diǎn)火和燃燒過程的自動(dòng)控制，可提高爐溫均勻性；燒嘴的噴口平行于陽極和陰極表面，噴出火焰鋪展面較大，有利于均勻加熱，比圓形噴口加熱更有優(yōu)勢。本實(shí)用新型

11、所述燒嘴燃?xì)鈬娍诜较驈澢?0°，燒嘴燃?xì)馄叫嘘枠O和陰極底面，平行加熱可增大加熱面積，減少陽極和陰極的局部過熱，降低陽極和陰極的過熱損壞的百分率，加熱效果很好。附圖說明下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：圖1為 ；圖2為 。具體實(shí)施方式實(shí)施例本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備包括燒嘴框架、自動(dòng)控制閥組框架；所述燒嘴框架是一個(gè)整體鋼架，其上設(shè)置有燒嘴、空氣管、燃?xì)夤?，無論是裝爐還是拆爐或移至其他電解槽上工作均可實(shí)現(xiàn)整體吊裝一步到位，方便快捷，提高了工作效率，燒嘴框架是根據(jù)電解槽的長和寬來定做的，可做到一種槽型通用一種燒嘴框架，燒嘴距離陰極底面的高度可按實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整，燒嘴可從框架

12、上靈活拆卸，所有的燒嘴可隨框架整體移動(dòng)到下一個(gè)電解槽去工作。所述自動(dòng)控制閥組框架上設(shè)置有燃?xì)膺M(jìn)氣管、空氣進(jìn)氣管、燃?xì)饪偣芫€、橡膠軟管，自動(dòng)控制閥組框架上的橡膠軟管與燒嘴支架上的空氣管、燃?xì)夤苣┒讼噙B接，當(dāng)橡膠軟管斷開時(shí)，兩個(gè)架子可分離，可單個(gè)移動(dòng)，自動(dòng)控制閥組上另設(shè)置了燃?xì)忾y組，包括過濾器、調(diào)壓器、空燃比例閥、電磁閥、壓力表、球閥、風(fēng)機(jī)、電控柜等，主要用于執(zhí)行電控柜的控制信號，合理供給焙燒中所需的燃?xì)饬亢腿細(xì)鈮毫Ρ緦?shí)施例所述燒嘴框架上放置燒嘴的可從框架上拆卸，燒嘴用金屬軟管與燃?xì)夤芎涂諝夤苓B接；所述燃?xì)饪偣芫€上設(shè)有球閥、過濾器、調(diào)壓器、調(diào)節(jié)閥及渦街流量傳感器；空氣管線上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和渦街流

13、量傳感器。本實(shí)施例所述燒嘴的前燃?xì)饧爸硷L(fēng)管道上均安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電控柜和助燃風(fēng)機(jī)。本實(shí)施例所述燒嘴是電解槽焙燒加熱的燃燒器，由燃?xì)夤艿?、助燃風(fēng)管道、點(diǎn)火電極、檢火電極、燒嘴殼體組成；助燃風(fēng)機(jī)主要用于提供燒嘴所需的助燃空氣，。使用燒嘴前應(yīng)對燃?xì)夤艿?、燒嘴本體、和助燃風(fēng)管道進(jìn)行徹底檢查，確保燃?xì)夤艿?、燒嘴本體、和助燃風(fēng)管無泄露的情況下準(zhǔn)備啟動(dòng)燒嘴。所述燒嘴的噴出口是扁平形且平行于陽極和陰極表面， 本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備采用燒嘴分區(qū)加熱方式；在對電解槽焙燒加熱啟動(dòng)時(shí)，第一區(qū)六臺燒嘴；第二區(qū)八臺燒嘴；第三區(qū)六臺燒嘴，總共20臺燒嘴；本加熱系統(tǒng)采用亞高速調(diào)溫?zé)?，亞高速調(diào)溫?zé)斓娜細(xì)鈬娍谒?/p>

14、度為80m/s，燒嘴上配有燃燒室和二次調(diào)溫風(fēng)，可將燃燒氣體調(diào)到所需的溫度，本燒嘴在陰極表面溫度小于550，能通過高速氣流強(qiáng)化對流加熱過程，在高溫階段嚴(yán)格控制空燃比，實(shí)現(xiàn)欠氧燃燒，火焰對炭塊進(jìn)行快速加熱，同時(shí)，所述燒嘴上均配有點(diǎn)火電極和火焰檢測電極，很方便用于自動(dòng)點(diǎn)火和燃燒過程的自動(dòng)控制，可提高爐溫均勻性；燒嘴的噴口平行于陽極和陰極表面，噴出火焰鋪展面較大，有利于均勻加熱，比圓形噴口加熱更有優(yōu)勢。本實(shí)施例所述燒嘴燃?xì)鈬娍诜较驈澢?0°，燒嘴燃?xì)馄叫嘘枠O和陰極底面，平行加熱可增大加熱面積，減少陽極和陰極的局部過熱，降低陽極和陰極的過熱損壞的百分率，加熱效果很好。本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備

15、所用加熱方式是一段焙燒，直接將電解槽陰極炭塊表面焙燒到950，直接投入電解質(zhì)到電解槽中，裝爐方式簡便易行；本設(shè)施整個(gè)裝置有一整套自動(dòng)控制系統(tǒng)，分段控制升溫速度和嚴(yán)格控制空燃比，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制溫度，在550以下時(shí)采用600900高速氣流加熱，采用該種加熱方式炭塊不會被氧化；本實(shí)用新型采用的是亞高速調(diào)溫?zé)?，加熱速度加快，加熱溫度更均勻，而陰極表面溫度大于550區(qū)段要采用欠氧燃燒的高溫火焰加熱，這時(shí)可有效的防止炭塊被氧化燒損。1、燒嘴：燒嘴結(jié)構(gòu)見附圖，本加熱系統(tǒng)采用亞高速調(diào)溫?zé)?，亞高速調(diào)溫?zé)斓娜細(xì)鈬娍谒俣葹?0m/s，燒嘴上配有燃燒室和二次調(diào)溫風(fēng)，可將燃燒氣體調(diào)到所需的溫度，本燒嘴在陰極表面溫

16、度小于550，能通過高速氣流強(qiáng)化對流加熱過程，在高溫階段嚴(yán)格控制空燃比，實(shí)現(xiàn)欠氧燃燒，火焰對炭塊進(jìn)行快速加熱，同時(shí)該燒嘴均配有點(diǎn)火電極和火焰檢測電極，很方便用于自動(dòng)點(diǎn)火和燃燒過程的自動(dòng)控制?？商岣郀t溫均勻性。燒嘴的噴口平行于陽極和陰極表面，加熱效果很好。本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備的主燃?xì)夤?yīng)、主助燃空氣供應(yīng)系統(tǒng)，采用定量/比例系數(shù)控制調(diào)節(jié)方式本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備采用分區(qū)、分溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備采用可編程溫控調(diào)節(jié)儀，分區(qū)、分溫度段自動(dòng)調(diào)節(jié)空/燃比例輸出，控制各燒嘴的燃燒狀態(tài)，每區(qū)多個(gè)燒嘴可分組按時(shí)序間斷燃燒，控制燃燒狀態(tài)，使溫度控制更靈活，以適應(yīng)不同升溫速度的要求。本實(shí)施

17、例所述電解槽焙燒設(shè)備的各燒嘴的助燃空氣、燃?xì)夤?yīng)均受控本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備自動(dòng)控制升溫時(shí)間、升溫速度、升溫目標(biāo)值本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備自動(dòng)記錄控溫曲線，控制結(jié)果可追蹤本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備槽溫直接加熱到950，注入鋁水和電解質(zhì)，直接送電啟動(dòng)電解槽；免去鋁液焙燒；節(jié)約能源、縮短焙燒時(shí)間本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備分段焙燒參數(shù)：A.<400時(shí)，采用60m/s，600高速氣流加熱；空氣過剩系數(shù)=4.0±0.5（理論空氣系數(shù)L0=9.4）,實(shí)際空氣系數(shù)37.6Nm3/ Nm3(對于燃?xì)鉃樘烊粴舛?B.400550時(shí)，采用80m/s，900高速氣流加熱；空氣過剩系數(shù)=2.4

18、±0.4，實(shí)際空氣系數(shù)22.56 Nm3/ Nm3（對于燃?xì)鉃樘烊粴舛裕〤.>550時(shí)，采用欠氧燃燒，高溫火焰快速加熱；空氣過剩系數(shù)=0.7±0.2，實(shí)際空氣系數(shù)6.6Nm3/ Nm3（對于燃?xì)鉃樘烊粴舛裕┍緦?shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備的每個(gè)燒嘴可獨(dú)立啟停，自動(dòng)點(diǎn)火、檢火、熄火報(bào)警。本實(shí)施例所述電解槽焙燒設(shè)備的操作程序?yàn)椋菏紫葘旆胖迷跓熘Ъ苌?，將燒嘴支架用吊車吊到鋁電解槽上表面，該整體吊架與陽極吊架無不干擾，均可方便單獨(dú)吊裝和移位。調(diào)整燒嘴噴口和陰極表面之間的高度，當(dāng)燒嘴高度確認(rèn)后，擰緊燒嘴上面的定位螺絲，用4mm厚的鋁板鋪在陽極和陰極之間的縫隙上，陽極側(cè)面和電解槽槽幫之間也鋪4mm厚的304鋼板（耐熱鋼板夾持燒嘴噴管），這些耐熱鋼板可重復(fù)使用，各封板頂部鋪50-80mm厚冰晶石粉保溫層。陽極側(cè)面鋪斜坡狀冰晶石粉保溫層。與此同時(shí)將3支熱電偶分區(qū)插入電解槽大邊槽膛，在搗固陰極糊上分三區(qū)安裝三支控制熱電偶和均布六支顯示熱電偶（以監(jiān)視陰極表面的溫度均勻性）。將自動(dòng)控制閥組框架起吊