350KA大型预焙电解槽低铁铝生产实践

350KA大型预焙电解槽低铁铝生产实践

[摘要]从加强原辅材料质量控制、优化工艺技术条件，强化管理等方面，介绍了河南神火铝业350ka大型预焙电解槽低铁铝生产实践经验，为大型预焙电解槽原铝质量的管理积累了一定的经验。[关键词]350ka，低铁槽

中图分类号：tu855 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-0341-01

河南神火铝业永城铝厂350ka大型预焙电解槽投产于2005年4月，设计产能为23万吨，为当时亚洲槽型最大，设备最先进的电解槽[1]。为了提高产品附加值，增加收益，永城铝厂350ka大型预焙电解槽每年需提供低铁铝（铁含量小于0.010%）6万吨，用于生产铝合金。2012年2月份，由于受原辅材料质量、工艺技术条件、生产管理等方面的影响，350ka系列原铝平均含铁量一度高达

0.17%，严重影响了铝合金的生产。面对此种形势，技术人员通过严格控制原辅材料质量，优化技术条件，加强电解槽维护、加强管理等方式，原铝平均含铁量明显下降，充分保证了铝合金的生产，为企业取得了很好的经济效益。

1.降低原铝含铁量的主要途径

严格控制原辅材料质量

电解铝所使用的原辅材料中含有多种杂质，原辅材料中的杂质含量直接影响原铝质量。永城铝厂350ka大型预焙电解槽所用原辅材料主要包括氧化铝、阳极炭块、氟化铝。

近年来，氧化铝的价格持续走高，供应日趋紧张，为了维持生产，企业被迫使用一些质量低劣的氧化铝，氧化铝中的杂质含量超过了国家标准。同时，阳极炭块供应厂家较多，阳极质量难以很好的控制。表1为2012年2月份原辅材料的杂质含量以及对原铝质量的影响。

从表1中数据看出，氧化铝中的fe2o3、sio2含量超过了国家一级氧化铝标准，而阳极炭块中fe2o3含量更是高达0.092%。在无其他因素的影响下，采用以上原辅材料，原铝含铁量就高达0.0607%。2012年3月起，永城铝厂对所有进厂氧化铝进行化验分析，严把质量关，同时尽量多使用神火铝业自制的阳极炭块。表2为2012

年3月份原辅材料杂质含量以及对原铝质量的影响。

从表2中数据看出，原料中的氧化铝、阳极炭块fe2o3、sio2含量均大幅度下降，原辅材料对原铝含铁量的影响从2月份的0.0607%下降到0.0391，下降了0.0216%。

加大极上覆盖料吸铁力度

永城铝厂350ka系列在二次启动时，槽下部积累了大量的脏料，料中铁渣、钢筋、焊条较多。为了缓解物料紧张压力，2012年1月份，集中使用了槽下部脏料，大大影响了原铝质量。2012年2月中旬起，技术人员通过在破碎机加焊强磁铁、人工吸铁等方式，尽量减少极上覆盖料含铁量。据技术人员统计，3月份共吸铁4120kg，3月份生产原铝以19166吨计算，每吨原铝含铁量可降低0.0215%。优化工艺技术条件

铝电解的生产过程是一个复杂的电化学反应过程，较好的工艺技术条件对提高原铝质量起着积极的作用。

降低电解温度及电解质过热度

较低的电解温度及过热度有利于提高电流效率，同时，随着电解温度，特别是过热度的降低，电解质熔化炉帮能力减弱，从炉帮进入铝液中的杂质减少，对降低原铝含铁量也有着积极的作用[2]。控制电解质水平和铝水平

在保证电解槽稳定的前提下，电解质水平由原来的18-22cm降低到18-20cm，原则上不高于20cm。减少了因电解质水平高而导致阳极化爪的情况，与2月份相比，3月份阳极化钢爪减少了32%。

3月份，350ka系列对电解槽铝水平进行了微调，平均铝水平上升了约1cm。较高的铝水平有利于稳定炉底，减少炉底杂质进入铝液，有利于降低原铝含铁量。

控制阳极效应系数

若阳极效应系数较高，在熄灭效应过程中，铁工具极易被打断或熔化，同时，效应熄灭后槽温较高，炉帮结壳易化，造成原铝质量下降。

3月份起，对电解槽实行零效应管理，降低阳极效应时间，降低阳极效应电压。

保持电流均匀

电流波动过大会造成技术条件的摆布失调，特别是高电流的时间持续过长，不但会使槽温上升，而且极有可能导致阳极电流密度过

大，使阳极钢爪膨胀，导致阳极破裂影响质量。

在生产过程中，尽量避免负荷波动较大、高低不均。对单台电解槽，在换极时，严格控制阳极设置精度，避免因阳极坐低而导致钢爪花爪。对针摆的电解槽，通过测量阳极电流分布，尽力使各组阳极电流分布均匀，防止部分阳极因电流部分偏高而出现化爪现象。强化管理

350ka大型预焙阳极电解槽机械化、自动化程度高，但在换极、打捞碳渣、熄效应等操作中，需要人工操作，会对原铝质量产生一定的影响。我们通过强化管理、精细化操作，最大限度的减少对原铝质量的影响。

阳极钢爪除锈

阳极钢爪在循环使用过程中，表面容易氧化形成铁锈。新极在进入电解槽以前，对表面钢爪铁锈进行清理，可减少铁的氧化物进入电解槽，有利于提高原铝质量。

杜绝阳极氧化

阳极全导电后，若表面不能完全被物料覆盖，裸露的部位就容易氧化，导致阳极磷生铁环外露，电解质直接冲刷磷生铁环，造成原铝含铁量升高。在生产过程中，我们通过提高封极质量、在钢爪周围加防护环、及时对裸露的阳极泼电解质等方式，有效的杜绝了阳极氧化，有利于降低原铝的含铁量。

降低人工操作对原铝质量的影响

在换极捞壳块时，对变软的铁工具及时更换，避免在电解质或铝

液中停留时间过长造成熔化。

在换极时，减少对电解质及铝液的搅动，减少炉底杂质进入铝液，同时减少了对炉底阴极结构的损害。

对电解槽上部结构部件定期检查，发现有磨损、松动的部件，及时更换或维修，特别是打壳锤头，防止打壳锤头进入槽内影响原铝质量。

对电解槽原铝质量进行跟踪

技术人员对每台电解槽原铝质量进行跟踪，及时查找原铝质量变化原因并做相应处理，掌握变化趋势，使原铝质量在可控范围之内。

2.管理效果

经过技术人员及操作工人的努力，2012年3月份，原铝平均含铁量下降到0.12%，其中铁含量在0.10%以下的达到了80%，完全满足了铝合金生产要求。

3.结语

1）原铝质量管理过程是一个综合性的系统工作，需要各有关部门的通力合作，才能使原铝质量得以稳定持续的提高。通过350ka 大型预焙阳极电解槽低铁铝生产的实践，神火铝业永城铝厂原铝质量得到了明显的提高。

2）原辅材料对原铝质量的影响很大，特别是氧化铝和阳极炭块，提高原辅材料质量，可有效的提高原铝质量。

3）尽量避免较脏的阳极覆盖料进入槽内。

4）优化电解槽技术条件，选择调整好各项技术参数，维护好电