电解槽焦粒焙烧启动中存在的问题及处理措施.docx

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电解槽焦粒焙烧启动中存在的问题及处理措施

电解槽焦粒焙烧启动中存在的问题及处理措施

摘要：

电解槽投产首先要经过焙烧、启动节段，而焙烧启动质量对电解槽的寿命和经济运行有着深远的影响，因此采用合理的焙烧方法和启动制度十分重要。

7|*j1CD2Po）WfY本文通过对大型预焙电解槽的焦粒焙烧启动过程中存在的问题以及处理措施作一下分析和论述。

c`nd'U/|,k关键词：

焦粒焙烧  措施  高残极  槽寿命

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i9F;gHI"w  电解槽的焙烧、启动的成功与否对槽寿命和以后的正常生产有深远的影响，有关资料统计显示，因焙烧启动导致电解槽被迫停槽大修占总停槽数的20—35%左右，因此采用合理的焙烧方法和启动制度十分重要。

\K;t3eh4~6Q  电解槽的焙烧方法主要有铝液焙烧法、燃料焙烧法、焦粒焙烧法等三种，当前由于焦粒焙烧相比较具有很大的优点而被国内各大铝厂普遍采用。

本文通过对200KA大型预焙电解槽的焦粒焙烧启动过程中存在的问题以及处理措施作一下具体的论述和分析。

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Yf/bD1、改进铺焦粒、座阳极的方法焦粒焙烧进行得是否顺利，在很大程度上取决于焦粒铺的是否薄厚均匀，阳极底掌与焦粒接触是否充分，压实。

有些厂家由于在这一块做的不够，在通电过程中出现轻者阳极导电不均，偏流严重，阴极焙烧质量不均，重者引起多组阳极脱落甚至最终导致焙烧失败。

铺焦粒要求厚度一致，坐极一次到位，而在实际操作中由于导杆的垂直度达不到要求，小盒卡具挂勾间距又小，阳极很难一次坐到位，既便是多次重复，也不易达到阳极底掌与焦粒充分接触，有些阳极底掌与焦粒接触面积还不到50%。

且28块阳极的由于接触程度不一样就会使各极导电量大小不同，在通电过程中就容易出现偏流情况。

BLf+gzN,G    为了增加阳极底掌与阴极的接触面积，我厂采用以下方法：

焦粒厚度2cm，用水平尺找平，座极时，以不压到人造伸腿为准，尽可能靠近大面外侧，这样，阳极导杆距大母线距离较远，就不容易与大母线接触，阳极靠自重压在焦粒上，阳极底掌完全与焦粒接触，然后再用钢管把阳极撬至紧贴大母线，这样在阳极滑动过程中会使焦粒压得更实，接触更好，提高了座极的质量。

通过这种方法，在通电中阳极电流分布均匀，焙烧电压低、下降快，阴极在焙烧过程中温度升速均匀，能大大提高阴极焙烧质量，对延长电解槽寿命是有益的。

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#C2、采用铝软带连接器阳极导杆与阳极横母线间的连接也有两种方法，一是模糊连接，二是利用铝软带连接。

模糊连接就是让阳极导杆直接紧贴阳极横母线，电流通过其接触面直接传导，此方法的优点是不需要分流器，降低费用。

缺点是易出现接触不良而打火花损伤阳极横母线及铝导杆，减少阳极导电量，引起电流分布不均，对阳极导杆和大母线的垂直度要求高。

第二种方法就是利用U型卡和丝杆将铝软带连接器的两端分别与阳极横母线和铝导杆固定紧，导杆与阳极横母线间用绝缘纸隔开。

在通电时，阳极横母线电流通过铝软带传导给阳极导杆。

这样，就避免了模糊连接法的缺点，通电中不易出问题。

当然，采用这种方法会增加一部分费用。

  我厂采用铝软带连接法，取得了不错的效果。

铝软带连接器示意图：

3、延长焙烧时间预焙槽的焙烧目的是烘干炉体，烧结阴极炭缝，提升炉底温度，并产生一定量的电解质液。

提高阴极内衬的烧结质量，要控制好升温速度，理想的内衬升温速度应该是5—10℃/h，升温过快，易产生过大的温度梯度，使热应力集中，导致内衬破损；升温过慢，则浪费电能。

防止温度提升速度过快和降低阴极炭块的温度梯度是关键。

基于这种目的，对焙烧通电的电流加以控制是必要的，延长焙烧时间，我厂采取120小时焙烧法，获得了理想的焙烧效果。

具体措施如下：

1）、小电流起步，降低热冲击增大分流片的截面积，以分担更多的电流，达到降低起步电流的目的，起步电流100KA，按照100KA—150KA—200KA顺序进行送电，为了降低对已投产槽的影响，20分钟内升全电流，以下是电解槽在通电过程中对分流片所分担电流的测量数据表：

电解槽通电焙烧分流片电流测量表（10月10日）    

分流片分担电流槽号距通电时间总电流（KA）槽电压（V）

1#  2#  3#  4#  5#  6#  7#  8#  合计（KA）  %50#  1分钟  

 100.8      2.28    6.66  6.54  6.68  6.57  5.37  6.43  6.19  6.18  50.62  50.237#  8分钟    100.8      2.40    6.32  6.25  5.77  5.97  6.33  6.13  6.31  5.91  48.99  48.650#  89分钟    200.3      4.26    5.87  5.70  5.76  5.66  5.48  6.14  5.32  5.27  45.20  22.637#  81分钟    200.3      4.25    5.23  5.42  5.49  5.55  5.70  5.63  5.82  5.18  44.02  22.050#  5小时    200.3      3.49    5.50  5.40  5.37  5.36  5.06  5.66  5.12  5.23  42.7  21.337#  5小时    200.3      3.42    5.06  5.50  5.11  5.36  5.41  4.77  5.32  5.10  41.63  20.8

从以上测量表可以看出，分流片在通电初分担的电流较多，基本上在50%以上，随着焙烧时间的延长，阴极内衬的阳极炭块温度的提高，其导电性逐渐增强，分流片的电流分担量在逐步降低。

通电时间达18小时以上时，开始逐步拆卸分流片，24小时内分流片全部去除。

2）、延长全电流焙烧的时间在电解槽焙烧启动中，为更快地获得大量的液体电解质，一些铝厂在焙烧时间还不足72小时的时候就开始缓慢地抬阳极，这时由于槽内的电解质量极少，且分布也不均匀，此时提升阳极易导致部分阳极与焦粒脱离后，由于没有电解质液的补充，造成这一部分阳极不导电或导电较少，而电解质量较多处的阳极和阴极则分担过多的电流，导致电流分布不均，温度上升不均匀，偏差大，电解槽内衬的焙烧质量就会受到较大的影响。

这时候阳极红钢爪的现象增多，化阳极钢爪和阴极钢棒造成脱极的危险增加，并且有时不得不提前进入启动期，缩短焙烧的时间，影响焙烧质量，最后得不偿失，吸取2000年商丘铝厂200KA系列焙烧启动的经验教训，本次作了一下改进，延长全电流焙烧的时间,使达到96小时以上，在此过程中不抬电压，这样做带来以下的好处：

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1、由于导电均匀，温度上升平稳，温差梯度小，焙烧效果好，内衬烧结质量均匀，这样对延长电解槽的槽寿命及以后的生产大有帮助。

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2、因电流分布均匀，阳极钢爪不存在过流情况，在焙烧过程中采取加封冰晶石保温料，提高了电能的热利用率，有利于电解质液的产生。

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3、由于在焙烧结束时，电解质的量已经足够多，阳极中缝电解质量基本上已经达到接近满槽状态。

如果这时候抬电压，电压稳，电流分布均匀。

可以顺利地进入启动期，无须再往槽内大量地灌入电解质，不影响其它生产槽的技术条件。

LfU}（N[#l7d4、焙烧、启动过程中，减少因抬阳极而造成的偏流、脱极事故的发生。

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5、采用干法无效应启动电解槽焙烧终了时，就可以进入启动作业，传统的启动方法也有三种：

a、湿法无效应启动；b、湿法效应启动；c、干法效应启动。

这几种启动方法在国内外的铝厂都有广泛的采用。

但这些方法都有一定的缺点，采用湿法启动则需要预制大量的电解质液，通过其它生产槽进行造电解质，势必会在一定程度上影响其它槽的技术条件，并且所取的电解质的分子比较低，也需要用碱来调整，作业过程也较为繁索。

而干法效应启动物料的挥发、飞扬厉害，造成氟化盐的大量浪费；电能利用率小，热散失大；工人的劳动作业强度大，对环境污染严重。

干法无效应启动就是将启动时电压保持在8—10V之间，逐渐获得足够的液体电解质来满足自身需要的量。

o-X4kv,V与上述两种方法相比，采用干法无效应启动的优点是很明显的：

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第一、不需要从其它槽调整电解质，不会影响其它槽的正常生产；

]3u/IaZW第二、氟化盐的挥发量大大降低；

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3CYU&MZ+J'S第三、由于热散失减小，电能得到充分的利用，节约用电量；

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`SpS6@r第四、减轻侧部人造伸腿所受到的强烈的高温冲击；Jg_Cii~"N

第五、改善工人的劳动作业环境和劳动强度。

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我厂通过实践摸索，偿试采用干法无效应启动法，获得良好的效果，有效地避免了其它方法的不足。

大约经过6到8个小时，电压可以降到6V左右，电解质水平达到32—35cm，12小时后，炉底的电解质块和冰晶石已充分熔化，开始灌液铝5到6吨，电压降至5.2—5.5V，第二天，再灌液铝5—6吨，使铝水平达到13—15cm，通过这种方法，既可以避免在阴极炭块上直接析出铝，保护阴极炭块，又可以快速降低槽电压，在保持正常电解温度的情况下，节约电能。

电解槽启动后，管理者要牢固树立一切以温度为中心的电解槽生产管理思路，抓好启动后期电解槽各项技术参数的管理，建立良好的能量平衡和物料平衡，形成一个均匀完整坚固的炉膛内型。

为正常生产打好基础。

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6、高残极的使用各大铝厂可能会在电解槽启动中，为换出的大批的高残极感到为难，一是占用大量的阳极导杆和炭块，如果仅仅是通过正常换极来消耗这些高残极，要经过很长的时间，占压资金，二是需用场地来存放，在车间内影响现场及其它正常的作业。

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我厂经过实践，打破传统思维，大胆创新，利用高残极进行焦粒焙烧时装炉，对电解槽的焙烧效果没有影响，从根本上解决了残极的问题。

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使用高残极装炉应注意的事项：

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1）、为了使车间内各槽的换极顺序一致，需要根据计划通电和焙烧的日期，计算出要装炉的电解槽应启动的时间以及前面已启动槽在该日应换的阳极组号，以此为基准，计算出各极号所需残极的最低高度。

残极高度计算公式为：

残极高度（cm）==18+1.5×n（n是从该槽的启动日到换此极的天数，18是正常残极的高度，1.5是每日应消耗的阳极高度）。

按照此法进行铺焦粒装炉，整个车间的换极顺序都不会乱，且大大降低出高残极的数量。

7E2Ii|8MI,i2）、由于是焦粒焙烧，在启动初期出的高残极大多都会存在长包的现象，且阳极底掌都有一层厚厚的电解质凝结层，不导电，因此在铺焦粒之前要设法将包打去，将电解质凝结层清除干净。

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I3）、铺焦粒座极时，由于残极的底掌不是一个平面，中心高，周围低，加之多数阳极还存在长包的情况，即使采取一定的处理措施，也无法彻底消除。

因此，在座极后，一般会出现阳极四周与焦粒接触不良的情况，有的地方可能会悬空，这些都会影响电流的分布，影响电解槽的焙烧质量。

为解决这一问题，在座好每一块阳极后，对于阳极底掌悬空处增加焦粒，使焦粒与阳极底掌接触良好以增加其导电性。

经过这些处理措施，用高残极铺焦粒装炉的电解槽的电流分布均匀，并且由于残极炭块高度低于新极，电阻较小，焙烧电压比用新阳极的还要低，用残极进行焦粒焙烧取得了良好的效果，解决了铝厂在投产初期的导杆积压和残极存放的问题。

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7、结语通过以上几种措施的应用，在电解槽的焙烧启动中，可以有效地避免阳极偏流，脱落等意外情况，提高阴极内衬烧结质量。

不仅节约了大量的原材料和电能，提高了经济效益。

也为以后电解槽的正常生产运行、提高电解槽寿命打下了良好的基础。

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参考文献：

[1]何允平,段继文.铝电解槽寿命的研究.冶金工业出版社.1998

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7k*nruH/K[2]沈泽方.铝电解工人培训教材.华北有色五一七印刷厂印刷.198-

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（注：

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