240KA电解槽环流空腔焙烧启动方案设计

铝业股份有限公司8万吨技改项目
240KA预焙槽系列环流空腔焙烧启动方案
编制单位：电解二厂
铝业股份有限公司公司
SY240KA预焙槽系列环流空腔焙烧启动方案焙烧启动工作是电解槽生产管理中一个重要环节，它不仅关系到铝电解槽能否顺利投产，而且影响生产后期铝电解槽的技术经济指标及槽寿命。

焙烧启动方案是整个系列通电投产的纲领性文件，指导整个系列的焙烧启动工作，是系列投产执行程序的关键。

1、制定目的：为240KA系列电解槽焙烧启动提供技术规范和操作支持，保证系列焙烧启动工作科学、规范进行，安全顺利完成系列电解槽的焙烧启动工作。

2、焙烧启动方案的基本原则
1、240KA系列电解槽的焙烧启动采用环流空腔焙烧启动方法。

2、焙烧分流采用钢带分流法（每组阳极2片，共64片钢带）。

3、240KA预焙槽采用环流空腔焙烧，原则上通电分流焙烧时间为12小时，全电流焙烧72小时，全电流焙烧72小时后即可做启动准备工作。

4、空腔焙烧的关键点为：
a.必须加强对炉膛的密封，防止高温下阳极及阴极氧化对后期生产造成影响；
b.防止在焙烧期间熔化的电解质液体进入空腔造成电流分布不平均；
c.启动时间的掌握：炉腔温度需达到1000℃左右；
d.启动前电解质的培养：在启动前一个班其它电解槽需培养10吨左右的高温电解质。

3、通电前准备工作
3.1设备验收交付
1、整流所需提前10天调试完毕。

2、微机控制系统安装调试需提前10天完成。

3、氧化铝输送系统需提前10天经调试验收合格后交付使用。

4、通电前电解槽必须满足《240KA中间下料预焙槽安装验收技术条件》的要求。

5、电解一、二车间电解槽母线具备通电条件，其中前20台槽需提前10天验收完毕，并交付电解生产。

3.2主要原材料准备
240KA电解槽通电焙烧启动原材料需要量：（单槽）
对原材料质量要求：
1、使用的预焙阳极炭块、氧化铝、氟化盐均为一级品，使用前我厂必
须检验，合格后方可使用。

2、煅后石油焦，粒度为1～3mm，其中小于1mm的粉料不大于1%，水分
小于0.5%，灰分小于0.3%，粒度均匀。

4、通电焙烧进度
1、通电焙烧前5天，人员必须到岗，各种重要物料运至现场，各种测量仪器及操炉工具准备就绪。

2、计划一期通电电解槽70台，通电进度如下：
首批通电焙烧槽确定为6台，每个车间各3台；第二批电解槽通电在首批槽通电第三天进行，通电2台，每个车间各1台；以后每1天，每个车间各通电一台槽。

240KA预焙槽系列通电进度安排
5、装炉及焙烧
5.1铺焦粒、挂阳极
1.1焦粒、氟化钙、纯碱、电解质块、冰晶石等原材料按要求运到电解槽旁。

1.2把阳极大母线调到距最低限位50MM处，把阳极卡具准备好。

1.3用千斤顶调整电解槽两块阳极大母线的中心线与槽纵向中心线一致。

在调整阳极大母线后用木块固定，使大母线保持垂直。

1.4准备好预焙阳极组，清净阳极底掌，用压缩空气吹净阳极上杂物。

1.5首先用压缩空气清理槽上部及槽膛内的卫生，然后在炉底铺上15-20MM的焦粒，要求焦粒粒度大小适宜（焦粒粒度1-3MM之间,严格控制1MM以下的粉料及4MM以上的大颗粒料），混合适宜，表面平整，要求盖住扎固的炭帽。

焦粒的铺设：
焦粒及阳极的安装自A16、B16开始连续铺设，至A1、B1结束。

在要安装的阳极相应的投影正1CM区域摆放好围栏，再将焦粒倒入围栏内，用直尺沿围栏方向刮平焦粒。

当确认焦粒刮平且无凹陷部位时，小心将围栏抬走，准备下一块阳极铺焦粒用，铺一个阳极投影面积挂一块阳极。

1.6阳极组的安放：
把阳极小心放置在焦粒上，让阳极导杆紧贴阳极大母线靠自重下滑压在焦粒上。

检查阳极导杆与阳极大母线接触是否严密，二者之间不应有间隙。

检查周边及四角是否压实在焦粒上。

导杆与大母线或阳极与焦粒若有明显未接触的地方要重新安装或调换阳极或重新铺焦。

安放完阳极后，用手拧紧卡具，并把阳极底掌四周用焦粒塞实，剩余的焦粒清除干净。

5.2安放热电偶
为掌握电解槽内各区域的温度上升梯度和掌握焙烧末期槽内各区域的温度是否达到启动要求，先期通电焙烧槽在装炉前按下图所示位置预埋8根热电偶保护套管。

（材质为普通4分钢管）
5.3装炉
装炉时，首先用牛皮纸将边部的阳极间缝塞住，中缝的两端可用整袋冰晶石挡住，防止装炉时炉料进入间缝。

阳极中缝及阳极上加冰晶石8吨。

加入槽内的冰晶石要求中缝及极上较高，边部稍低。

启动及启动后再添加约2.0吨的纯碱。

2、装炉
装炉时，首先用牛皮纸或编织袋将边部的阳极立缝塞住（或用石棉板挡住阳极立缝），出铝口用大块电解质块摆好灌电解质口，缝隙填满粉料后用钢板将灌电解质口盖住，以防散热和进空气，后火孔用电解质盖严。

在阳极四周的槽膛处均匀地铺一层冰晶石，然后在人造伸腿上均匀铺氟化钙2.5t，氟化钙不能进入阳极底掌和阳极缝隙，氟化钙不能进入阳极底掌和阳极缝隙。

然后在四周加入破碎好的电解质块，加至盖住人造伸腿为止。

用石棉板割成条状，阳极间缝以宽度30cm的石棉板条为宜，中缝以宽
度35cm的钢板条为宜，用割好的石棉板条及钢板条将阳极间缝和中缝盖好。

然后在阳极上和槽四周加冰晶石和电解质粉，极上加至阳极钢爪一半处，边部加之盖住槽沿板为止。

5.4分流器的制作安装
5.4.1分流器的制作：
分流器的规格：宽70MM，厚5MM，长3000-3200MM，材料为A3钢板，每台槽64片。

5.4.2分流器的安装：
当冰晶石装炉作业完毕后，便可进行分流器的安装焊接作业。

分流器的一端焊在阳极钢爪的横梁上，另一端焊在与之对应的阴极钢棒上。

每个阳极钢爪上焊2片。

5.5通电、分流、焙烧
5.5.1通电前检查一次阳极导杆连接情况及绝缘是否完好。

5.5.2确认无误后，通知整流所送电。

5.5.3电流上升速度
首批电解槽焙烧：
首批电解槽焙烧可不安装分流片，电流提升速度由整流所调控，供电按0.25、0.5、0.75、全电流（IN）（240KA）四级加荷送至全电流。

最初投入焙烧的电解槽，12小时达到全电流。

按以下安排送电：
首批6台电解槽通电焙烧电流加荷梯度
后续电解槽通电焙烧：
后续电解槽通电焙烧采用不停电开槽技术。

将电流降至80KA，然后组织人员进行短路口操作，操作完成后，由调度通知整流所按照130KA、180KA 梯度在20分钟内提升电流至240KA。

5.5.4分流器的断开：
分流器的分流时间为12小时。

通电后第6个小时，每组阳极上拆除一片分流片，12小时后全部拆除，进入全电流焙烧。

5.5.5全电流焙烧
分流器拆除后，电解槽焙烧进入全电流焙烧过程。

现场要做好人员分工，及时测量各种数据，并及时上报。

发现问题（如钢爪发红、钢棒发热、电压摆）等情况，应及时采取措施（人工降温或分流）。

5.5.6焙烧过程中的测量工作
5.5.
6.1焙烧电压：通电后记录，以后每2-4小时记录一次。

5.5.
6.2阳极电流分布测量：全电流焙烧后，每四小时测一次阳极电流分布。

5.5.
6.3阴极电流分布测量：全电流焙烧后，每班测一次阴极电流分布。

5.5.
6.4温度分布测量：全电流焙烧后，每两小时测量一次阴极钢棒温度和阳极导杆爆破块温度，每四小时测一次炉膛温度，每八小时测一次槽壳温度。

6、电解槽启动
6.1电解槽启动前需具备的条件及准备工作
6.1.1测量电解槽的温度是否达到1000℃以上。

6.1.2检查阳极电流分布是否均匀。

6.1.3检查供料装置、提升机构、槽控机是否良好。

6.1.4参加启动人员是否到位。

6.1.5检查启动用工具和物料准备是否齐全。

6.1.6 启动前一个班由车间挑选5台电解槽培养高温液体电解质，每台培养量在2吨左右。

6.1.7需提前准备好灌铝用的溜子和热出铝包。

6.2启动
在全电流焙烧第72小时后，凡确认具备启动条件的电解槽即可启动。

6.2.1首先将培养好的电解质抽出2包，每包约5吨（从5台槽中抽取，抽电解质前将培养电解质槽的电压由4.4降到4.0左右，以利于电解质的吸出），然后用灌铝溜子从出铝口灌入启动槽内，待槽内电解质达到20cm 以上时将电压逐步抬到8-10V左右，阳极抬起来后，不准再下降阳极。

6.2.2按配比要求添加物料，并保证分子比在2.85以上。

同时严格控制电解温度，防止电解质过热和炭渣分离不清。

6.2.3电解质高度达到30--35CM后，电解质温度达到1100℃以上时，加入2.5吨纯碱，待熔化后，电压保持6－7V，整个启动过程完毕，应及时组织人员清净阳极底掌和打捞炭渣。

6.2.4加入的电解质粉和液体电解质控制在15-18吨左右。

其它操作同正常。

6.3槽控机NB（加料控制）、AEB（效应控制）接通时间的确定
6.3.1在等待阳极效应时间内，来阳极效应时的处理方法
阳极效应持续时间10分钟，熄灭阳极效应后要组织人员彻底捞碳渣，然后将槽状态转入“正常生产”状态，即NB、AE接通，NB间隔4min；阳极效应间隔为13小时，熄灭效应后电压保持在6.5V，以后按每小时降电压
0.1V的速度下降，灌铝前调至5.5V。

6.3.2启动后6小时内未发生阳极效应，则立即按上述要求转入正常生产。

6.4灌铝
6.4.1启动后发生第一个效应后，向槽内一次灌注13吨液体铝。

6.4.2灌完铝水后，槽电压要降到5--5.5V。

6.4.3灌铝后电压的控制及加料间隔的确定
灌铝后8小时内电压从5.5V降至5.0V，16小时降至4.7V，NB间隔200—240秒，40小时后控制NB间隔为160—180秒。

6.4.4灌铝后24—36小时出铝。

7、启动后期管理
7.1槽电压管理
灌铝前 7--8V；灌铝后 5.5V；
4小时后 5.3V； 8小时后 5.0V；
12小时后 4.8V 第2-3天 4.6V；
第四天 4.5V；第十天 4.4V；
第十五天 4.3V；第二十天 4.18V
7.2电解质温度管理
启动后电解质温度一般保持在960--980℃，以后逐渐降到940--950℃。

第一个月保持960-980℃，第二个月保持940-950℃。

7.3电解质成分与分子比管理
启动初期，分子比保持要高一些，第1个月一般保持 2.8--2.9；
第2个月保持2.6--2.7；第3个月保持2.5左右；第4个月保持2.2-2.3。

在启动后当天应取一次电解质试样，以后每周取一次电解质试样，发现低于2.8立即添加纯碱，以保证形成的炉帮坚固难熔。

在启动时氟化钙的含量应达到4-5%。

7.4电解质水平与铝水平管理
7.5效应系数管理
启动后的第一个效应要认真对待。

效应来时准备好冰晶石，将电压控制在25--30V，烧8--15分钟再熄灭。

第一月：0.5-1（效应间隔24-48小时）
第二月：0.5（效应间隔96小时）
第三月：0.1-0.2（效应间隔120-144小时）
7.6边加管理
启动后，从换第一块极开始，即进行相应边加作业，扎要换的阳极及相邻两块极的边部，出铝端及烟道端每10-15天扎一遍，以保护侧部炭块。

7.7添加剂管理
启动半个月后开始在换极时沿边部添加氟化镁，以保证形成稳定的炉帮，单槽每次添加量不宜超过3-5公斤，总添加量以铝中镁含量不超过0.012%为宜，三个月后可适当增加氟化镁的添加量，总量以铝中镁含量不超过0.015%为宜。

7.8启动后期阳极更换
从第五天开始换极，从第18天开始使用15-18天换下的4块高位残极
将前4天所压的高残极换下来。

采用此方法进行阳极更换，可延长残极使用天数，减少换极次数。

第一期电解槽通电阳极用量：
第一期通电焙烧启动槽共70台，装炉用阳极2240块，启动备用250块，正常换极用量准备700块，共4600块。

2、电解槽启动后第五天开始换极，每天用新极量呈递增。

8、系列焙烧启动期间异常事故应急措施
大型预焙槽在通电焙烧期间，由于多种原因会出现意外事故，比如电解槽漏炉、阴极钢棒发红、阳极钢爪发红、机械设备故障等。

如果不能及时处理，会影响整个系列的焙烧启动工作，造成生产损失，因此在系列焙
烧启动期间应做好事故预防及应急措施。

新开槽焙烧启动过程中常见事故类型及处理措施：
8.1 钢爪发红：
若因电流分布不均而导致阳极钢爪过热、发红时，可扒开相应极上保温料，使磷生铁环处裸露，进行散热或用风管吹风强制冷却，或用铁工具搭接到相邻极的钢梁上进行分流。

对长时间偏流或偏流过大、钢爪温度过高的阳极，可松开卡具，对该组阳极实施断电，1小时后再打住卡具（单槽采取断电措施的阳极不能超过3组）。

具体断电时间根据具体情况确定。

8.2磷生铁熔化、阳极脱落
如因磷生铁熔化而导致阳极脱落的，可先将阳极导杆吊走，留在槽内的碳块待启动后再捞出，更换上高位热残极。

8.3．阴极钢棒温度过高、发红
若发现个别阴极钢棒温度过高，可用风管吹风冷却降温；若效果不好，则可用调整对应阳极电流的办法解决。

若阴极钢棒出现发红情况，可采取对相应阳极组实施断电的办法，并用水冷却阴极钢棒。

（每台槽上采取断电措施的阳极不能超过3组）
8.4．槽壳侧部温度过高、发红
若发现槽壳侧部的温度过高达到350℃以上应及时吹风冷却降温。

对于槽壳侧部发红的要用水进行冷却，注意水量不宜过大。

8.5．阴极钢棒口渗电解质、渗铝
若在被烧启动过程中，发生阴极钢棒口渗电解质现象，要及时用水进行冷却。

若灌铝后发生阴极钢棒渗铝，要用风管吹风或用水冷却降温，直至
其凝固。

同时要查找渗漏原因，并消除隐患。

8.6．侧部漏炉
电解槽发生侧部漏炉后，要立即组织人员进行抢救，首先判断漏炉性质和状态，用专用挡护工具保护阴极母线，专人看管电压，用面壳块、氟化钙堵砸漏炉处，直至堵住为止。

8.7．短路口放炮
新电解槽启动时，由于进行人工效应，应随电解质的灌入慢慢抬高电压，电压偶然抬得过高，来效应时效应电压过高，或由于阳极自动无限量上升，直至顶坏上部阳极提升机构，使电解槽遭到破坏，或使阳极与电解质脱离发生断路，引发电弧放电，使得断路口两侧钢板，螺栓绝缘套管与螺栓错位短路通过电流，以致熔断螺栓，螺栓熔断的瞬间相当于带负荷切断电流，造成短路口绝缘板击穿引起放炮。

处理方法：当发现短路口出现弧光时，应立即降低电压，使效应熄灭，若出现起火，应用冰晶石粉扑灭火焰，并松开短路口螺丝增加一层绝缘板。

当短路口发生放炮，并严重烧坏时，应立即联系动力调度系列停电。

迅速组织人员处理短路口，用绝缘板将两压接面紧急分离后再通电。

若两压接面严重烧坏，则需停电对压接面进行补焊，挫平或更换。

处理完毕后，人员撤离现场后方可通知供电送电。

8.8．阳极导杆与母线打火
阳极导杆工作面有凸起部位，导杆弯曲，使导杆与母线不能完全接触及卡具不能拧紧等，来效应时阳极发生震动，引起导杆与母线结合面相对滑动，造成打火现象。

其处理方法：要迅速想法拧紧卡具；点降电压适当，迅速熄灭效应；效应熄灭后，重新校正导杆与母线使之完全接触，卡具上
紧；若打火严重，烧伤母线及导杆的要重新修补处理。

8.9．阳极下降失控
采用计算机自动控制的电解槽常因电气元件质量问题或安装问题，出现电路串线或继电器接点粘连，电动机抱闸失灵引起控制失灵或误操作，出现恶性事故。

阳极自动无限量下降，将电解质、铝水压出槽外，造成大跑电解质。

当发现阳极自动无限量下降时，应立即断开槽控箱的动力总电源，切断控制。

通知检修部门立即检修，清除设备故障，并将跑出的电解质块及时清理干净，并适当抬高阳极，以增加电解槽的热收入。

尽量不加过量的固体电解质，可以灌入液体电解质或冰晶石，以补充电解质的损失。

8.10．系列电流压负荷
由于供电紧张，电解生产为避免大面积停槽，常常采用压负荷的方法，来临时保障生产的进行。

出现此类情况常采用以下措施：
短时期压负荷时，电流强度降幅不大，可以加强阳极保温，若电流降幅较大，可以尽量少加料或不加料，发生效应要及时熄灭。

较长时间压负荷时，应加强保温措施，减少电解槽的加工，相应调整技术条件和操作方法以适应电流强度的变化。

当系列电流逐渐恢复时，不能采取个别槽烧效应，来提高槽温的方法，这样会影响整个系列电流的平稳上升，应有计划地降低部分槽电压，以利于送电，待系列电流正常后，再分批提高槽电压或适当提高效应系数，逐步恢复到正常电解温度。