电解槽的主要操作

电解槽的主要操作

中心下料预焙槽的主要操作有：定时加料(简称NB)，槽电阻(电压)调整(简称RC)，阳极更换(简称AC)，效应熄灭(简称AEB)，出铝(简称TAP)，提升母线(简称RR)及边部加料作业(简称iRRFEED)。

NB、AC、TAP和RR作业是维持过程连续进行所必须的，但在作业后一段时间内，对热平衡、电流分布、磁场平衡方面将产生一定程度的干扰。

过程在进行中，系统内部会出现种种不平衡因素(例如槽膛变化引起极距的变动)，还会碰到来自外界的各种干扰。为消除因系统内产生的不平衡和外界干扰因素而导致的不平衡需要进行RC、AEB和iRRFEED等操作。

无论何类操作都应讲究操作质量，使前一类操作对过程的干扰减到最小程度，使系统内外的不干衡因素通过后一类操作得到调整。

在160kA中心下料预焙槽上，NB、RC及TAP的下降电压动作由过程控制计算机、槽上的打壳下料装置和阳极升降装置自动完成，不需人工操作。AEB亦可由计算机、槽控箱程序及槽上上述装置自动实现，但是，由于成功率有限，尚需人工监视和辅助。AC、TAP、iRRFEED作业完全依赖于人工配合多功能天车才能完成。

本章叙述的主要是后两种依靠人工(或机械)完成或辅助完成的作业。

3．1 阳极更换

在160kA槽上换极周期为25天。

为了减少更换阳极作业对槽子行程的干扰，排出了换极顺序表。按此表换极可大体上保证阳极各区域的残极重量相等，电流分布的均衡。

换极期间，将残极提出槽外时刻起槽电压会少许上升，新极安装上槽后的扎边部和加极上Al2O3操作会使大约100kgAl2O3溶于电解质。此时，若不提示计算机，计算机则仍按常规处置，作出下降RC，并到时发NB命令。这样，阳极母线会在残极拔出后位置下降，而影响新极安装精度。同时，换极时溶入的物料已使电解质中的Al2O3超过了正常的浓度，这时再加料，就导致Al2O3过饱和而产生沉淀。

正确的做法是，换极前通知计算机，计算机便旁路RC，推迟下次NB时刻，并监视该槽电压变化。当电压明显上升一个值，之后又下降一个值时，计算机判断新极安装已经完成，于是恢复RC，(见图3．2(1)。如果其间电压变化值较小，不能确认时，计算机便在1小时后将RC恢复。

为了确保新极安装精度，现场可采用两种方法。

在多功能天车没有阳极定位装置的情况下，采用兜尺定位。该方法实质是用兜尺作为

媒介，将阳极安装高度从残极传给新极。

第二种方法是利用安装在多功能天车上的阳极定位装置。定位装置是由传动皮带(钢丝)、刻度盘、皮带卷放筒组成。皮带一头固定在天车阳极卡头上，经刻度盘的中盘，连到卷放筒上。卡头伸缩，皮带带动中盘转动，表示出不同的空间位置。只在先测得残极在槽上的空间位置，然后在新极安装时从测得位置再升高一个新极和残极的高差，便可保证换上的极与残极底掌在同一高度上。

使用阳极定位装置定位，要求托盘和托盘区地坪标高较严格，以保证表3．2中的b、c准确。厂房地坪在施工时要做到若干托盘区的水平高差必须小于10m。托盘制作要标准化。生产期间托盘要保持清洁，不得积存电解质等杂物。近几年来工人们创造的在一盘中同时放残极和取新极，以消除不同托盘区间地坪高差。该法是值得推广的。

为了保证安装精度．还要做到阳极在卡头徐徐上升的过程中定位。这样可使卡头勾总是勾住导杆孔上缘，防止在阳极下降受阻时，卡头勾子在导杆孔内产生相对移动所造成的安装误差。

新极上槽后，迅速在冷阳阳极表面形成一层电解质冷凝层。1～2个小时后冷凝层开始熔化，阳极开始导电。随着碳块温度的上升，通过的电流不断增加。在第16小时左右，导电量达到正常值的70％，24小时左右，达到正常值。对于角部极，时间几乎要拖长一倍。

实际上，使新极底面保持与残极底面相同的标高还不够科学，还须考虑到新极导全电流的滞后性。通常将新极安装位置比残极提高1天(非角部极)或2天(角极)的消耗量，即1．5cm或3cm。规程中为留有余地定为2cm或4cm。如果天车工已非常熟练，也可按1．5cm 或3cm来操作。

实践表明，对一块新极，安装高度变化，电流分布的毫伏值亦变化，两者呈强负相关关系。利用这个相关关系，可将16小时(或高570mm的阳极时24小时)的电流分布毫伏值作为安装精度的代用质量特性值，即用毫伏值来检查判定AC安装精度。

对于540mm高的阳极，按非角极比残极集团提高2cm的标准安装时，毫伏值应当在3～7mV。如果天车工能取得3～7mV的成绩，说明操作质量已达到相当水平。

以上所谈的换极后第16小时测定是依据第-个160kA槽系列实际确定的。如果，阳极尺寸有所改变，新极安装时其底掌比残极提高的尺寸亦有变化，那么测定的时间也应相应改变。科学的做法是，固定新极安装时提高的尺寸，测定新极换上后两天内的电流分布值，每两小时测定一次。取大多数新极导电达到应走电流的70％所经历的小时数作为检查新极安装精度的作业时刻。

我们希望安装精度越高越好，但实际中当测得的毫伏值超出理想范围时，并不要求立即修正高度。2mV以下或大于7mV但小于15mV的，过8小时再测定后确定。再测定后，只对大于15mV的进行修正。看起来以上处理原则似乎与对安装精度的要求相抵触。其实，这样做的目的是使那些因局部槽温和槽膛等原因，毫伏值一时虽达不到的阳极，但经过一段时间槽子的自调作用，可回复到标准值内，而把真正因为是安装不当的阳极区分离出来。这

样慎重处置，可省去急于定论而增加的有害无益的劳作。

为减少换极对槽子的干扰，每天换极最多不得超过2块，注意新换极不能集中在阳极母线一侧成一个小区(例如A3B3)。同理，24小时内阳极安装高度修正根数也不得大于2根，而且要分开到两个班去完成。

除按计划更换阳极外，-但发现阳极脱落、掉块、裂纹或残极过薄钢爪熔化时，就需要进行临时更换。实施时，可用高残极或从邻槽拔出的热残极进行更换，以缩短换上的极导通满电流的时间。

换极作业对槽行程是一次干扰，但却也是观察和调整槽子状态的机会。从换极过程中可获取如下信息：例如残极状态(定义见表3. 3)槽底沉淀(多少、软硬)、电解质高度、碳渣量、邻极情况及小组工作熟练程度和配合情况，也可以酌情处理槽子，如碳渣多的槽可趁势捞出，电解质低的槽可借此补充冰晶石，彻底修补换极处的槽帮等。

通常换极时以换极处为中心，扎下2～3块宽度的上口结壳。这样在25日一个换极周期内就等于扎大面2～3次。只要认真做好这个环节，可使今后全面修补槽帮的扎大面次数减少。那种换极时放任自流，事后又突击性安排修补槽帮的办法是不可取的。

为了取得满意的换极效果，除注意操作方法和技巧外，还应把住阳极块外观质量和设备两道关。不合格的阳极上槽后，会增加无效劳动，并使槽子恶化。导杆明显弯曲，两肩不平，焊接处(含铝－钢爆炸片)裂纹，阳极吊起后铁环拔出1cm以上，铸铁严重不饱满或成饼，以及颜色特别黑(即没有烧透)的阳极不能上槽。

为应付临时更换，厂房、作业区应建立残极库，注意储备较厚还能继续使用的残极。特别是在焙烧起动高残极大量产生的期间，注意储备较厚还能继续使用的残极。

设备方面要注意每日检查天车搬手扭力，每隔一段时间检查卡具和钩子状态。近几年来大量出现AE时阳极块下滑，并在导杆与阳极母线压接面上产生强烈电弧，灼伤接触面，甚至烧断钩子螺栓。分析其原因，可能是天车搬手扭矩不足、卡具损伤或螺栓变长，使导杆与母线间摩擦力不够，以致形成母线--螺栓--钩子--卡具--导杆的电流通路所致。对此，可采取如下对策：

每日采取天车试扭1～2个卡具，工人搬手检验的办法检查天车搬手扭矩，有问题及时处理。

卡具要做到日常维护。新卡具要清洗上油。上槽卡具要定期加润滑剂。暂不用的卡具要保管好，不能摔弯卡具上的丝杆；丢失支承轴上的套筒。钩子螺栓在长期负载的情况下会出现塑性伸长，应每隔1～2年普遍作一次紧固。

为防止螺栓导电，还要注意弯曲的导杆是否与钩子螺栓相碰，特别是在抬母线之后。

近年来，有的车间在换极操作中增加了清刷母线表面的环节，可将压接压降降到20mV。这是十分可喜的，值得推广。应当在总结经验后，将此环节正式列入规程。