焙烧启动电解槽技术

几种电解槽焙烧启动工艺的节能分析

焙烧启动在电解铝生产过程中占据着重要角色，对电解铝纯生产而言只是一个“无用功”，不仅要消耗大量能源，而且对环境又造成污染，对企业生产又不能产生直接经济效益，但它是电解生产的前奏，必不可少，特别关键。长期以来大家一直在探讨焙烧启动的方法和效果，对焙烧启动期间的能源消耗和成本控制很少谈起。

一、铝电解槽的焙烧启动

１、就当前的铝电解工业而言，电解槽的正常生产流程分为焙烧、启动和正常生产三个过程。铝电解槽的焙烧即把电解槽由室温状态加热到正常生产状态（９４５－９５５℃）的过程，是电解槽正常生产的前提，也是电解槽实现高效产铝过程的关键时期，对于电解槽的后期管理显得尤为重要。铝电解槽的焙烧目的有：

１）焙烧阴极和侧部炭块。通过焙烧阴极炭块和侧部炭块之间的扎固糊进行焦化，使阴极炭块和侧部炭块成为一个整体；

２）排除内衬中含有的水分。因为水分在高温内衬中极易形成气体，如不及时排出，则会在启动期或生产期使内衬产生膨胀，造成内衬漏洞；

３）均匀升高内衬温度。在焙烧过程中使内衬按不同层次、一定梯度均匀升温，以满足正常生产之需要；

４）提高阳极和阴极的温度,以利用下一步的顺利启动。

目前国内外通常使用的焙烧方法有：铝液焙烧、焦粒焙烧和燃料焙烧等。铝液焙烧是电解槽内灌入高温铝液，再通以直流电，利用铝液和阴、阳极炭块在通以直流电的状态下产生的焦耳热来焙烧电解槽；焦粒焙烧是在电解槽的阴极炭块上预先铺设一层焦粒，再坐上阳极，通以直流电，靠焦粒电阻本身产生的焦耳热来焙烧电解槽；燃烧焙烧，是利用燃料系统和温度控制系统的配合，按事先设置好的温度曲线要求，通过燃烧油类或天然气等来加热焙烧电解槽。

２、铝电解槽的启动

铝电解槽的焙烧结束就是铝电解槽启动的开始，两者完全是一个“无缝”的衔接过程，一般经过２４－４８小时的启动,将步入启动后期管理过程，预示着电解槽缓慢进入正常生产过程。铝电解槽的启动是指使电解槽槽内拥有足量多的液体电解质，以适应电解槽正常生产的需要，目前的启动工艺主要分为干法效应启动、湿法效应启动和湿法无效应启动三种。

干法效应启动，即利用升高槽电压使电解槽发生阳极效应，靠阳极效应产生的热量来熔化冰晶石等物料，使槽内电解质达到一定水平，来满足电解槽正常生产的要求。湿法效应启动，是将其它槽内液体电解质注入待启动的电解槽内，使槽内电解质达到一定水平，此时再利用升高槽电压使槽子发生阳极效应，来逐步熔化槽内物料，使槽子电解质水平达到正常生产的要求。湿法无效应启动，也是将其它槽内液体电解质注入待启动的电解槽内，只是要求有足够多的量，再将槽电压保持稍高于正常生产槽电压，适当保持一段时间来熔化槽内物料，使电解槽逐步进入正常生产。

二、焙烧启动工艺的节能分析

１、焙烧工艺节能分析

具体要分析哪种焙烧工作节能效果更好，其一，这种工艺首先能达到满意的电解槽焙烧效果，完全满足电解槽的启动要求；第二，焙烧时间最短，可以保证

电解槽在最短的时间内具备启动条件，开始正常生产，提高电解槽的年生产昼夜数；第三，焙烧过程中的能量利用率最高，即热损失率低；第三，焙烧过程中的能量利用率最高，即热损失率低；第四，此工艺简单，易操作；最后，这种工艺对周围环境的“综合”污染指数最小。

１）焙烧效果分析

对于大型和特大型电解槽而言，由于阴极表面积很大，如果用铝液焙烧，待注入铝液时，铝液在来不及完全充满阴极表面时就会部分凝固，很难使铝液以液体形式在短时间内均匀的平铺于阴极表面。另外，高温铝液对阴极炭块表现的热冲击很大，极易造成阴极在焙烧过程中出现致命损伤，使阴极表面生产缺陷和细小裂纹和裂缝，此时的液体铝液便会直接进入阴极裂缝，给电解槽的正常生产留下隐患等。而在焦粒焙烧中，用焦粒充当发热体，采用软连接器和分流器技术，可以大大减少焙烧过程中全电流对电解槽的热冲击，而且焦粒也充当填充物，及时进入阴极表现的裂缝内，与阴极形成一个整体，减少启动后期铝液直接进入的可能性，对延长槽寿命有一定的现实意义。与前两种工艺相比，燃料焙烧由于升温控制的不足，因而整体焙烧效果最好，只是在焙烧过程中造成阴、阳极炭块的氧化比较严重。

２）焙烧时间的分析

焙烧时间，指从焙烧开始达到启动条件所用的时间，很显然时间越短越好。由于铝本身的电阻较小，在焙烧过程中产生热量较低，因此，铝液焙烧时间较长，一般需要７－８昼夜。与铝相比，焦粒的电阻大的多，在焙烧过程中产生的热量很高，大大加快了焙烧速度，一般来讲，经过７２小时左右，电解槽就具备启动条件。燃料焙烧完全是在人为控制下进行，可以改善焙烧过程中阴极炭块和侧部炭块的热分析状况，进而制定科学、合理的升温速度，因而焙烧时间更短。

３）能量利用分析

能量利用是指焙烧过程中产生的能量，用于焙烧阴极炭块和侧部炭块所占用的比例。从铝液焙烧操作过程来看，先往槽内注入适量铝液，再下降阳极，使电解槽的阴、阳极形成回路，然后在断开短路口，往阳极炭块的间隙及其上表面添加冰晶石起保温作用，由此过程可以发现在添加冰晶石保温料前会造成能量的快速扩散。而焦粒焙烧是在阴极炭块表面铺好焦粒，将阳极下降到位后，再在阳极炭块上面及阳极炭块间隙中覆盖冰晶石保温料，然后断开短路口，开始通电焙烧，与铝液焙烧相比，能量损失则小的多。燃料焙烧受其焙烧原理所致，在焙烧过程中，保温措施无法做的很好，期间会造成能量的大量损失，能量利用率不会很高。

４）操作简易分析

铝液焙烧，先注入铝液，再下降阳极，断开短路口，就可进入焙烧过程，显然它的操作最简单、最方便、最容易。焦粒焙烧必须事先往阴极炭块上铺设一层粒度和厚度均匀的焦粒，再下降阳极坐于焦粒下，阳极导杆与阳极大母线间还得安装软连接器,阳极大母线与进电端立柱线间也得安装分流器等等，在焙烧期间还的时刻关注阳极电流分布是否均匀。与铝液焙烧相比，焦粒焙烧要复杂的多,操作难度也增加了不少.燃料焙烧的设备就更复杂，它由一套控制系统和燃烧系统组成，主要包括控制热电偶、专用绝热罩、喷油嘴、供油系统、空气管、燃油管和贮油罐或贮气罐等等，在电解车间使用安全性也很差，况且整套设备的造价也不菲，设备的现场安装、拆卸和使用极不方便，需要专业人员完成。

５）环境污染分析