铝电解槽二次启动的生产实践与分析

铝电解槽二次启动的生产实践与分析
曹伯江
【摘要】@@ 铝电解槽是连续性生产的,但由于电力供应、原料供应不足或其它不可抗拒的原因,常迫使正在生产中的大批电解槽停下来.某厂就由于天旱少雨,电力紧张,将全系列的两个区及其它区的部分槽停了下来.
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2010(000)004
【总页数】3页(P70-72)
【作者】曹伯江
【作者单位】甘肃华鹭铝业有限公司
【正文语种】中文
本文通过某厂铝电解槽二次启动的实践和分析，说明二次启动应注意的问题，为电解槽的二次启动提供借鉴意义。

铝电解槽是连续性生产的，但由于电力供应、原料供应不足或其它不可抗拒的原因，常迫使正在生产中的大批电解槽停下来。

某厂就由于天旱少雨，电力紧张，将全系列的两个区及其它区的部分槽停了下来。

在电力开始复苏，电解槽需要立即重新启动的时候，就产生了铝电解槽的二次启动问题。

通过刨炉后的情况分析，部分电解槽炉底阴极碳块仍然保持较完整，阴极表面有少量剥层或局部冲蚀坑，整个炉底阴极表面平整，无大的隆起现象，侧部块少部分被侵蚀、消耗，大部分仍被良好的炉帮覆盖。

如果进行槽大修，势必会造成浪费，增
加成本，如采取不处理或小修后进行二次启动，则可以降低生产成本，电解槽的槽寿命也得到相应延长，技术经济效益和社会效益十分突出。

对停槽后的电解槽进行初步刨炉，把槽内的电解质结壳块及残铝清理干净，露出阴极碳块，如阴极碳块表面平整无大的隆起，无太多冲蚀坑，且冲蚀坑深度不大于
15厘米，则可确定进行二次启动。

同时要调查清楚：
（1）如果是角部漏炉，可更换角部的1～2组阴极碳块；
（2）对电解槽底部较深的破损部位，可先刨开，再用阴极糊扎固；
（3）侧部块严重侵蚀，则刨开更换新的侧部块，再进行扎固；
（4）对炉底破损情况进行绘图标记，以便于以后检测判断破损部位和进行修补；（5）人工伸腿渗铝或隆起严重，则刨开进行更换扎固。

采用铝液焙烧方法进行二次启动，在挂极装炉过程的核心任务就是要保证整个阳极底掌尽可能水平。

因此必须严格挑选阳极，保证每块极底掌水平，导杆垂直。

通过拉线测定可能的几个最高点，然后吊极逐个试，确定整个炉底的最高点后加上1
厘米，作为所有阳极挂极的基准。

由于炉底不平整，通电灌入的铝液相对较多，相对新槽的2.5吨，一般约灌入5吨，以淹没阳极10厘米为标准。

通电焙烧后，因炉底不平，铝液凝固收缩，再受热熔化后流向低凹处，会使阳极电流分布不均匀，表1是某槽通电24小时后阳极电流分布情况。

表2是新槽铝液焙烧24小时后阳极电流分布。

由表1、表2可以看出，虽然平均值相差不大，但电流分布均匀度差别较大，主要是阳极电流分布标准偏差相差较大。

焙烧过程中，因铝液发热电阻小，温度上升缓慢，一般在第六天启动时，两端温度在830℃～870℃左右，相对于正常启动温度900℃～950℃低，但因铝液电阻小，散热大的原因，再继续焙烧已无任何意义，所以必须人工抬电压进行效应启动。

此
时炉底不平，阴、阳极电流分布紊乱，甚至部分不导电，会使槽内铝液在抬阳极过程中剧烈波动，甚至在磁场作用下溅出槽外，阳极易发红，控制不住则易造成脱落，电压在3～20伏之间急速甩动，当动荡的铝液表面出现熔融电解质在漂浮时，电
压开始在15～20伏间波动，最后小片状熔融电解质连在一起，终于把铝液覆盖住时，电压稳定下来，电解质水平逐渐增高，灌入第二包电解质，达到要求的电解质高度，启动完毕。

（1）铺焦粉、挂极
二次启动槽阴极表面与大修后电解槽阴极表面相比，不够平整，有冲蚀坑，焦粉使用量比新槽多0.3～0.6倍，挂极难度也增加不少。

铺焦粉时，要尽量减少焦粉使用量，阳极底掌能与焦粉压实即可。

较深的坑可少铺焦粉，保证阳极底掌面三分之二压在焦粉上，确保通电时电流顺利通过。

但为了启动后找平阳极底掌调极方便，挂极时同样找最高点，并以此为基准，用兜尺取下阳极的安装高度，每块极上槽时以此为标准划好线，为以后测全炉调平阳极作准备。

软连接的安装与大修后电解槽相同。

分流片的安装片数可适当减少。

（2）通电焙烧
完成以上工作后，进行系列停电短路口绝缘操作，送电时，要密切注意分流片是否发红（因为阴极表面的不平整，造成阳极压实的程度有差异，相对大修后电解槽分流片更不均匀，更容易出现分流片发红现象）。

有则风吹冷却，避免分流片被熔断失去分流作用。

6～8小时后，槽电压降到3.5伏可以拆分流片，拆后电压升幅不
超过100毫伏可继续拆，拆完为止。

槽电压、温度、全电流分布的测量，记录按大修后电解槽操作。

对一些异常情况，要及时处理。

二次启动槽更容易出现阳极偏流，通电后要勤测全电流分布，电流分布过大的要松软连接进行处理，避免局部电流过大导致局部过热或阳极脱落。

阳极钢爪发红尽快拔开极上浮料并用风吹冷却，避免阳极浇注铁化掉，
阳极脱落。

局部化空，过热要进行推料，将极上副原料推入化空、过热处。

（3）启动
大修后电解槽一般焙烧72小时，二次启动槽大部分阴极已经经过一次焙烧，因此二次启动槽焙烧时间44～48小时，当槽内已有熔化的液体电解质，可以准备启动。

由于二次启动槽往往容易出现阳极偏流，因此保证足够的液体电解质尤为重要，一般灌入至少16吨电解质液，采用无效应启动。

灌完电解质后电压保持7～8伏。

启动时应注意：抬阳极后要重新复紧阳极夹具，避免阳极下滑；灌电解质量要充足，避免烟道端阳极下无电解质；勤测全电流分布，密切关注阳极电流分布情况。

副原料开始熔化后碳渣开始排出，此时可在四个角部和碳渣较多的地方捞碳渣，二次启动槽通电焙烧时铺焦粉使用量过多，启动时难以顺利排出，待副原料全部熔化后，有时必须根据情况依次拔出阳极捞碳渣。

需要打捞大量碳渣，工作量较大，若打捞不及时，碳渣高温氧化变成颗粒极细的碳粉无从打捞，引起高电压无法消除，出现难灭AE，电解质性质变坏，易引起电压摆，甚至出现长包，电解质部分含碳
等更为严重的结果，造成槽况恶化。

启动后电压保持可以与大修后电解槽相同，24小时后灌铝，由于阴极不平整，灌
入的铝量比大修后电解槽要多约20%。

两种焙烧方法比较见表3。

由表3可知，铝液焙烧方法的控制点较多，难度相对大，而焦粉焙烧过程的控制
点集中在启动时碳渣的打捞工作上，以及为配合打捞碳渣进行的电压控制、物料添加等。

因此，总体上焦粉焙烧相对较优。

同时，从焙烧后的槽寿命来看，焦粉焙烧的平均槽寿命是812天，铝液焙烧的平
均槽寿命是189天。

大修后电解槽非正常期一般约3个月，保持较高的温度、分子比，以便于阴极吸钠，二次启动槽非正常期可以控制在1个月内，主要技术条件参数如表4。

现将某厂某年二次启动的情况进行统计，见表5。

二次启动前槽龄分布见图2、图3。

二次启动后槽龄分布如图4、图5。

利用minitab分析得出结果。

回归方程为：
二次启动槽寿命 = 1741 - 1.25×二次启动前槽龄
不管从操作的角度以及槽寿命的角度，都应采用焦粉焙烧；焦粉焙烧二次启动应把打捞碳渣作为工作的重点；二次启动应结合刨炉后的炉底状况和槽龄确定，对炉底状况较差及槽龄较长的电解槽应考虑大修，不进行二次启动，对局部较差的应进行小修。