谈铝电解槽技改与生产实践

谈铝电解槽技改与生产实践
杨应尧
【期刊名称】《《中国金属通报》》
【年(卷),期】2011(000)037
【总页数】2页(P40-41)
【作者】杨应尧
【作者单位】中国铝业广西分公司
【正文语种】中文
由于受到国家节能减排和进一步降低电耗的压力，某厂在停完72台电解槽后不久，就立即着手阴极开沟内衬结构改造前期探索工作，结合201项目所取得效果和成
功经验的基础上，特意拿出317#和311＃槽来进行相关试验，317＃进行阴极开
沟试验，该槽于2010年10月29日开始焙烧，11月1日开始启动。

311#进行
阴极开沟和内衬结构改造试验，311＃于2010年11月29日该槽开始焙烧，12
月1日开始启动。

703＃大修槽2010年11月26日通电，11月30启动。

经过
一段时间的运行后，从2010年12月3日至2月15日期间，对311#、317#、703#和2010年系列部分指标进行对比，发现进行阴极开沟和内衬结构改造试验
槽311＃的直流电耗比只对阴极开沟而未进行内衬结构改造的317＃低58 kW·h/t-Al，比大修槽703＃低415 kW·h/t-Al，比2010年系列低117 kW·h/t-Al。

鉴于311#槽启动后槽况运行稳定，以及所取得的良好效果，所以为接下来符合二次启动条件的52台电解槽实施阴极开沟和侧部内衬结构改造提供了宝贵的经验和参考价值。

1.电解槽的初、精刨
电解槽的初、精刨过程要注意的问题：(1)初刨时要保护好阴极、人造伸腿和炉帮。

做好结壳粉和见解质粉料的分开清理存放。

(2)在清理炉膛四周结壳块、阴极表面
的电解质粉块和阴极表面的残铝层时，要做好侧部炭块碰伤、阴极拉伤的保护工作，实施保护性清理和刨炉。

(3)电解槽运行一段时间在停下来以后，阴极表面或多或
少会产生热、电不良导体的碳化铝和炉底沉淀结壳，这些物质对通电焙烧会产生很大的影响，所以要尽量把阴极表面的碳化铝和炉底沉淀结壳清理干净。

2.电解槽的阴极开沟
随着新型结构阴极电解槽的不断应用和实践，在节能降耗方面取得了一定的成效，现场积累了相应的经验，为了进一步挖掘节能降耗潜力，进一步降低电耗，结合在311、317两台开沟槽取得成功的基础上，该厂决定，借此停槽的机会对所停下来的槽子的阴极进行开沟二次启动，二次启动方案确定后，所停下来的72台共有
52台槽符合进行二次启动开沟。

阴极开沟标准是：16组阴极开13条沟，沟宽200mm，深50-70mm，沟两端离侧部炉帮200 mm。

3.电解槽的侧部内衬结构改造
为了配合二次启动槽阴极开沟，确保电解槽的保温和散热的有机结合，使槽工作电压得到进一步降低和指标的优化，决定对52台二次启动槽阴极开沟的两小面端头进行侧部内衬结构改造，改造的方案是，人工先将两端头的侧部炭块刨掉，刨挖到浇筑料的上表面和两端头第一块阴极处，然后在两端头的侧部炭块内侧加40mm
厚的陶瓷纤维保温毯，之后再重新扎固。

电解槽的侧部内衬结构改造和阴极开沟工序基本上是同时进行和完工。

1.前期作业
1.1 铺焦粉及挂极
将焦粒铺在阴极表面，沟槽也要用焦粉铺平，同时阳极要压实在焦粒上，以使电解
槽通过焦粒导电进行焙烧，为通电焙烧作好准备。

要注意的事项：（1）阳极要符合质量要求。

（2）焦粉的粒度为3～6mm，焦粉的铺设及阳极的安装均为连续铺设，在阳极导杆上画好线。

（3）把阳极小心地放置在焦粉上，检查阳极周边及四角与焦粉接触状况，若有明显未接触的地方要重新安放或调换阳极。

（4）阳极安放时，铝导杆和水平母线压接处的缝隙要小于6mm。

1.2 装炉
二次启动槽由于边部有炉帮，用电解质粉装炉，用量约为12吨。

装炉时为了防止阴极氧化，二次启动槽中缝都要用20cm厚度的冰晶石覆盖，用电解质粉装炉的要先铺好中缝的冰晶石后再装其他位置的电解质粉料，阳极面上及其之间的缝、边缝要用料全部堵住，中缝用铁板盖上取到保温的作用。

1.3 软连接、分流片的安装
安装软连接和分流片的目的是使阳极电流分布更均匀，起到分流作用，减少通过阳极电流量。

要注意的事项：（1）用有机清洗剂清洗软连接器的两个压接面和水平母线的压接面。

（2）将软连接上部用螺栓紧固，然后用撬棍将下部硬头向上撬，使软带变成原设计形状，防止再焙烧期间软链接被拉断，同时拧紧下部弓形夹具的压紧头。

（3）24个软连接器全部安装完后复查并紧固一次弓形夹具，确保接触良好。

（4）安装分流片前要将通电焙烧槽的B侧阳极母线上的压接面和下一台槽立柱母线相应压接处用风管吹扫干净，然后用有机清洗剂清洗包括分流片压接处。

（5）为了降低冲击电压，必须加强分流，安装完以上的常规分流片后，再焊接B 面每块阳极横梁与阴极钢棒之间各3片分流片，确保全电流时冲击电压小于3V。

2.焙烧、启动的方法和方案确定
这些二次启动槽之前已经过一次完整的焙烧、启动过程，边部伸腿和阴极已经过高温焙烧，炉膛基本形成，但是要考虑到两小面端头进行侧部内衬结构改造后的人造伸腿边部扎糊还需要充分焦化，以及焙烧期间要让熔化的电解质能及时对开沟阴极
内衬裂缝起到很好的填充、修补缺陷的作用，避免铝液提前进入通道，从而有效地防止发生初期漏炉事故，达到进一步延长槽寿命的目的，结合上述的实际情况以及在311＃开沟槽取得成功的基础上，该厂研究决定，采用焦粒焙烧、启动的方法，焙烧时间为48H。

开槽进度按一个月时间内将72台槽（包括20台大修槽）通电启动完毕。

3.焙烧、启动过程
3.1 送电流的梯度
送电流的梯度按先送至40kA，5分钟后无异常时电流按每5分钟升40kA，直到
送全电流，原则上按冲击电压不超过3V为限。

在送电焙烧期间要注意对异常情况进行及时的调整和处理记录，出现分流片发红现象，要及时用风管吹风冷却。

3.2 分流片、软连接器的拆除
通电6-8小时后，当槽电压达到3 v时一次性拆除所有焊接的分流片，当电压再
次达到3 v时，拆除1#、4#立柱的压接分流片；当电压再一次达到3 v时，最后拆除2#、3#立柱的压接的分流片。

焙烧期间如果有阳极电流分布严重偏流或其他异常情况时要视现场具体的情况推迟拆除。

通电至少48小时后，确认各测温点的平均温度达到800℃以上具备启动条件时，实施软连接拆除作业。

3.3 灌入电解质启动
灌电解质启动要同时具备的条件：
（1）中缝电解质要化开且基本联通，两端温度不低于750℃，其他各测温点的平均温度达到800℃以上。

（2）中缝大部分阳极位置有一定高度的电解质液。

（3）阳极电流分布均匀正常。

拆完软连接后，将中缝的保温盖板全部移走，灌入液体电解质2包约9t，同时上
抬阳极，使电压保持7～8.0V等待AE。

3.4 捞碳渣管理
在灌电解质时和AE熄灭之后，可在出铝端，烟道端，两大面进行捞渣作业，如有必要，则提出阳极，用大耙扒干净槽底的碳渣，然后捞碳渣，碳渣必须彻底捞干净。

3.5 灌铝
灌电解质24小时之后，灌入液体铝约9t。

4. 异常情况和应对处理措施
（1）送电过程中，出现分流片发红现象，要及时用风管吹风冷却。

（2）在焙烧过程中，软连接被拉直后要及时松开弓形夹具，用撬棍将下部硬头向上撬，使软带变成原设计形状，同时拧紧下部弓形夹具的压紧头。

（3）焙烧期间对软连接上下压接处压降大于30mv的和对于电流分布≥2.5mv的阳极原则上要进行松软连接处理。

（4）焙烧过程发现阳极钢爪发红时，其处理方法：松开软连接，同时用风管对准发红部位进行吹风冷却。

（5）达到割分流片条件时，对于阳极电流分布＞2mv的阳极，其上的分流片暂时不割，其他的分流片仍按原规程规定割除。

（6）对于阳极偏流所致边部化空的情况，必须先用风管对相应的钢棒进行吹风冷却，并由现场负责人通知计测人员增加测该槽的钢棒温度，正常的测量仍按原规程执行。

（7）对于出现焙烧时间超过72小时、冲击电压偏高或者阳极严重偏流三种情况
之一的电解槽，启动后电压适当偏低控制。

（8）对启动后出现阴极钢棒温度、炉底钢板温度和散热孔温度偏高等异常情况时除了要进行吹风冷却外，还要安排专人看守加强巡视监护，防止发生漏炉事故。

由于二次启动槽的阴极已不需要再进行吸纳，启动后力求较快转入正常生产管理，启动后技术条件运行控制管理至关重要，对槽子取得良好经济指标和延长槽寿命取
到关键性作用。

表1是311＃进行前期试验开沟阴极和内衬改造二次启动运行技
术条件控制表，鉴于311#槽启动后槽况运行稳定，以及所取得的良好效果的基础上，所以该厂对这次启动开沟阴极和内衬改造槽启动后按表1进行控制。

这次大面积开沟阴极侧部内衬结构改造的52台槽启动之后，严格按照上表2的技术条件保持一段时间后，目前所运行的槽子槽况总体运行平稳，经济指标良好，达到了预期的效果。

通过前期充分准备，进行积极大胆的降低电耗工艺改造和创新探索试验，认真落实大面积二次焙烧启动各项安全、高效开槽保障措施，严格各项技术条件管理，到目前为止所启动的开沟阴极二次槽运行状况稳定，各项经济指标达到预期良好的效果，为进一步探索节能降耗提供了宝贵的参考价值。