200kA预焙铝电解槽焙烧启动方法实践

200kA预焙铝电解槽焙烧启动方法实践

摘要：通过对异型阴极在200ka系列焙烧启动工业试验中出现的问题进行分析，找出了一种适合异型阴极在200ka系列的焦粒焙烧启动新方法，有效地解决了异型阴极电解槽在焦粒焙烧启动时出现的冲击电压过高、局部过热、阴极炸裂等问题。

关键词：异型阴极；焦粒焙烧；冲击电压；槽寿命

the roasting practice of 200ka profiled cathode electrolyzer

(lanzhou branch of chalco，lanzhou 730060,china)zhang zheng lai

abstract: based on the200ka series cathode baking industry test in an analysis of the problems,to find a suitable cathode in 200ka series of coke particle baking and start-up of new methods, to effectively solve the cathode electrolytic tank adopts coke particle roasting starting method appears when the impact voltage too high, local overheating, cathode breakage a series of problems such as.

key words:cathode; coke particle baking; impulse voltage; the service life of the cell

中图分类号： tm714 文献标识码： a 文章编号：

前言

近年来，我国多家铝电解企业通过推广应用异型阴极铝电解槽降

低平均工作电压来实现节能降耗，取得了显著的效果。异型阴极通过设计阴极表面凸台，阻碍铝液流速，稳定铝液，防止铝液二次溶解损失，为降低槽电压创造空间，达到降低槽电压，实现节能电耗。1焙烧启动

焙烧的目的是烘干阴极内衬及侧部炭块，将阴极炭块和捣固糊中的挥发份逐渐排出，减小阴极电阻，提高导电率，使阴极炭块和捣固糊及侧部炭块形成一个整体。电解槽启动是完成对阴极内衬的继续焙烧，电解槽内制造出满足启动后期归整炉膛、建立炉帮，满足正常生产所需的足量电解质的过程。焙烧和启动是电解槽后期平稳运行和槽寿命的重要保证。

2 异型阴极在焙烧启动出现的问题

公司200ka系列用72小时焦粒焙烧启动方法在3011#异型阴极槽的试验，异型阴极凹槽内铺设焦粒，进行通电焙烧，焙烧启动期间和后期管理中，主要出现了以下问题：

2.1 冲击电压过高

在立柱母线与阳极水平母线之间安装分流器，采用赛尔开关瞬间通电。通电过程中冲击电压高至6.56v，造成对阴极的瞬间热冲击大，对阴极焙烧质量造成不利影响。

2.2 偏流现象严重

焙烧过程中，发生阳极电流分布不均、偏流现象严重，导致个别阳极钢爪发红，局部过热，对阴极造成了强烈的热冲击，同时电流分布调整困难，启动过程出现阳极脱裂现象。

2.3 启动后未及时灌入液态铝

按照试验设定方案，槽内冰晶石及固态添加物全部熔化后不能灌入液态铝，导致电解槽温度偏高，碳渣不能顺利排出，阴极严重过烧。

2.4 启动后电解槽处于高温含碳状态，多数阳极长包

启动后，由于异型阴极凹槽内和阴极凸台上铺设的焦粒烧结形成炭渣饼粘结在阳极底掌上，造成含碳时间过长、面积过大，加剧阳极病变。电解槽温度长时间在980℃以上。

2.5 阴极凸台起层脱落

焙烧过程中电解槽局部过热，碳素阴极遭受到较大的热冲击造成凸台大面积起层、脱落，阴极出现早期破损。在启动过程中，脱落的阴极层引起槽电压的严重摆动，影响生产，缩短槽寿命。

2.6后期管理难以实现低电压的控制，效率低下

进入正常管理后，该试验槽的电解质水平很难保持，槽电压低于3.9v后电压针震摆动严重，槽电压未能达到设计的3.8v以下。电流效率也一直低于正常电解槽1～1.5个百分点。

3、异型阴极在200ka系列的焦粒焙烧启动方法改进

在4072#异型阴极电解槽进行焙烧启动时，针对3011#出现的问题优化焙烧启动方案：

3.1 改变焦粒的铺设

鉴于3011#焦粒铺设过厚，4072#采用用冰晶石填充凹槽，然后铺设焦粒。解决了凹槽内热量过多、导电面积小的问题；同时采用冰

晶石防止了阴极氧化；熔化冰晶石产生液体电解质保护阴极表面，同时改善了阴极导电环境，使阴极缝隙得到良好的焙烧，为电解槽启动奠定了基础。

3. 2 角部采用石墨碎与焦粒混合改善导电

角部使用煅后焦--石墨碎（7：3配比）混合焦粒料，加快角部导电，均匀电流分布，降低了冲击电压和异型阴极凸台的热冲击。有效防止了阴极的早期破损。

3.3 采用内部热循环升温的空腔焙烧方法

在阳极中缝、阳极极缝间不添加仍何的物料，阳极表面用绝热板遮盖，形成空腔，达到对流热和辐射散热均匀，保证升温梯度稳定均匀。

3.4 增加二级分流器调整升温梯度

异型阴极凹槽内填充了冰晶石致使阴极导电面积减少，阳极投影与异型阴极凸台面不相对称，造成阳极电流分布的不均性，强烈的热冲击极有可能轻易的使阴极凸台部分起层脱落，引发异型阴极早期破损而影响电解槽的槽寿命。为此，在原有的4个立柱母线与阳极水平母线间安装分流率为40%--50%的一级分流器的基础上，又在阳极钢梁与对应的阴极钢棒间焊装了分流率为10%～20%的二级分流器，并对二级分流器拆除的时间做到了合理的控制调整。

4、异型阴极焦粒焙烧启动方法具体实施

4.1 装炉

（1）铺设焦粒挂装阳极