铝电解槽常见病槽及处理方法.ppt

铝电解槽常见病槽及处理方法 前言 在铝电解生产中 电解槽并不是一直处于正常运行状态 槽温 槽压及原铝质量等正常 由于运行过程受到各种因素的影响 干扰了电解槽的热平衡和物料平衡 产生这样或那样的异常 这就是病槽 遇到病槽 应该根据具体情况 查找原因 施以的正确处理方法 使电解槽尽快恢复正常运行 一 冷槽 当电解槽热收入小于热支出 即Q吸 Q放时 电解槽逐步走向冷行程 最终导致电解质温度低于正常生产时的温度 生产中称为 冷槽 1 导致Q吸 Q放的原因 系列电解槽出现冷槽时 与系列电流过小 停电时间过长等系列因素有关 单槽出现冷槽时 可能与下列因素有关 电解槽内铝量过大 电压较低 加工炉面敞开时间过长 下料量过多 使电解质温度降低过快 极上保温料太少 散热过多 2 冷槽的外观特征 火苗呈淡蓝紫色 软弱无力 电解质水平明显下降 电解质温度低 颜色发红 粘度大 流动性差 阳极气体排出受阻 电解质沸腾困难 冷槽初期 电解质结壳厚而坚硬 中间下料口有时出现打不开壳 后期 电解质酸性化 结壳变薄而完整 冷槽发展到一定时间后 电解槽便出现炉膛不规整 局部肥大 炉膛收缩 炉底沉淀增多 液体电解质分子比降低 电解质水平较低 铝水平持续上涨 极距缩小 阳极效应频频发生 时常出现 闪烁 效应和效应难熄灭现象 炉底沉淀增多 致使阴极电流分布不均 导致磁场紊乱 铝水波动大 引起电压摆动增多 从而导致阳极电流分布不均 甚至出现阳极脱落的现象 3 冷槽的处理 总则 增大Q吸或减小Q放 初期冷行程的电解槽处理方法很简单 只要及时发现苗头 适当提高槽电压 增加槽内热量收入 便可恢复正常 提高电解质水平 即从热槽中取出液体电解质灌入槽中 以提高槽温和溶解氧化铝的能力 加强阳极保温 盖好槽盖板 加足保温料 减少电解槽的热量损失 延长加工间隔 尽量减少槽内的热损失 有利于槽内沉淀和结壳的熔化 提高效应系数 利用效应提高槽温 处理槽底沉淀 调整出铝制度 适当吸出些铝水来降低铝水平 提高炉底温度 在 撤铝水 时 要与槽状况紧密配合 防止发生滚铝和压槽现象 调整供电制度 保持电流平稳或调整与供电制度不适应的技术条件 利用来效应 换阳极时多捞碳渣 使电解质洁净 改善其物理性质 要勤测阳极电流分布 保证其分配均匀和阳极工作正常 在处理炉底沉淀期间 还可利用换阳极打开炉面之机用大钩钩拉炉底沉淀 一方面可使沉淀疏松 容易熔化 另一方面在沉淀区拉沟后 铝水顺沟浸入炉底 可改善沉淀区域的导电性能 对阴极导电均匀大有好处 利用计算机报表提供的信息和数据 正确分析判断 准确把握变化趋势 及时调整技木条件 方可使电解槽在较短时间内转入正常运行 二 热槽 当电解槽热收入大于热支出 即Q吸 Q放时 电解槽逐步走向热行程 最终导致电解质温度高于正常生产时的温度 生产中称为 热槽 1 导致Q吸 Q放的原因 冷槽得不到及时处理 极距过高或过低 电解槽内铝量少 铝水平低 电解质水平过低 阴 阳极电流分布不均 导致局部过热 电解质含炭或生成碳化铝 阳极效应时间过长 电流强度与电解槽结构和工艺技术参数不相匹配 2 热槽的外观特征 火苗黄而无力 电解质颜色发亮 挥发厉害 流动性极好 阳极周围电解质沸腾激烈 碳渣与电解质分离不清 在相对静止的液体电解质表面有细粉状碳渣飘浮 用漏勺捞时碳渣不上勺 阳极氧化加剧 伸腿变小 炉帮变薄 炉底沉淀增多 壳面上电解质结壳变薄 下料口结不上壳 多处穿孔冒火 严重时有大量 白烟 冒出 炉膛遭到破坏 电解质温度升高 电解质水平上涨 铝水平下降 电解质分子比升高 测两水平时 分界线不清 且铁钎下端变成白热状 甚至冒白烟 槽电压自动上升 阳极效应滞后 且效应电压较低 严重热槽时 电解质温度很高 整个槽无槽帮和表面结壳 白烟升腾 红光耀眼 电解质粘度很大 流动性极差 阳极基本处于停止工作状态 电解质不沸腾 只出现微微蠕动 生产中称 开锅 现象 3 热槽的处理 总则 减小Q吸或增大Q放 找准 病因 对症下药 因电压摆 阳极或阴极电流分布不均均可能引起电压摆 所引起的热槽 铝液动运动加剧 增大了二次反应 放出大量热能 应先将电压摆处理好 再降低槽温 因电解质含炭所引起的热槽 应对电解质降温 使炭渣自电解质中分离出来 捞出炭渣 恢复槽况 必要时可反复倒换电解质 因炭阳极质量导致的阳极电流分布不均 阳极消耗速率不一致 阳极长包或阳极脱落等 应当尽快提升电压 减少出铝量 及时更换劣质阳极 因系列电流过大 电解槽阳极电流密度过高所引起的系列热槽 应及时调整工艺技术参数 使之与强电流匹配 如不能较好匹配 应当降低电流 4 降温策略 热槽初期处理方法很简单 可适当降低设定电压 减少其热收入 或适当增加在产铝量 增大散热量 由冷槽转化成的热槽 应采用分次出铝的方法 尽可能地保持足够的极距 以降低二次反应 同时 对电解质水平低的要及时补充适量的液体电解质 当槽内铝水平过低时且槽温很高时 可灌入温度较低的液体铝液 提高铝水平 增加散热 降低槽温时不可盲目通过降低极距来降低槽电压实现 可采取清洁电解质 减小电解质电阻 并加强电解槽散热的办法降低槽温 由于电解质电阻大所引起的电解质过热 可以打开大面结壳使阳极和电解质裸露 加强电解槽上部散热 同时向槽内添入氟化铝和冰晶石粉的混合料 由于冰晶石熔化需要消耗大量热量 可使槽温降低 混入的氟化铝 可降低电解质分子比 5 热槽处理中的要点 热槽好转的标志是 阳极工作有力 电解质沸腾均匀 表面结壳完整 碳渣分离良好 槽温降低后 要逐渐降低槽工作电压 并配合添加极上保温料 根据具体情况 缓缓撤出铝水 消除炉底沉淀 使电解槽稳步恢复正常运行 热槽好转后 常常会出现炉底沉淀较多的情况 尤其是严重热槽 沉淀层厚度大 这种沉淀与冷行程的沉淀不同 它因炉底温度高 沉淀疏松不硬 所以易熔化 在恢复阶段 只要注意电压下降程度 控制好出铝量 适当提高效应系数 电解槽很就可转入正常 但若控制不好 也很容易反复 所以 恢复阶段必须十分注意槽状况变化 使之平稳转入正常运行 三 压槽 广义压槽 阳极并未与铝液或炉底接触 只是极距过低 导致二次反应加剧 槽温急剧上升 侠义压槽 阳极已没入铝液中 甚至压在沉淀或炉底结壳上 压槽得不到及时处理 将引起阳极导致电不均 导致阳极或钢爪发红 严重的将引起阳极脱落 另外还可能产生电解质含炭 难灭效应 导致热槽 阳极底掌压在槽底结壳或沉淀上 称之为压槽 1 压槽的外观特征 火苗黄而软弱无力 时冒时回 电压摆动 有时会自动上升 阳极周围的电解质有局部沸腾或不沸腾 电解质的温度高而发粘 碳渣分离不清 向外冒白条状物 阳极气体排出困难 2 压槽产生的原因 铝水平偏低 出铝时压槽 槽电压过低 极距过低 形成广义压槽 炉膛不规整 炉膛过小 出铝时阳极下行较多 造成压槽 炉底沉淀过多 结壳厚 铝液假高 出铝时压槽 伸腿肥大 阳极下行时 坐 在伸腿上 3 压槽的处理 广义的压槽 可抬高阳极 使电解质均匀沸腾 如果槽温过高 可按一般热槽处理方法降温 如果阳极与结壳和沉淀接触造成的压槽 即狭义的压槽 必须先抬升阳极 使之与结壳和沉淀脱离接触 并保证阳极已脱离铝液 清理干净阳极底掌的粘附物 如电解质液低时可向槽内灌入电解质 如铝液滚动时再灌入铝液 待电压稳定时再处理沉淀 规整炉膛后按一般热槽处理方法降温 如果由于槽膛内型不规整 出铝时发生的压槽 应停止出铝 抬起阳极 使之脱离沉淀和结壳 并保证阳极已脱离铝液 如果电压摆动较大 发生效应时伴有滚铝现象 可将铝水倒回一部分并抬高阳极 使电压稳定后再检查处理 四 针振的判定及处理 由于某种原因造成槽内铝液波动而引起的电压波动 称之为针振 电压摆 它是判断槽子是否稳定的重要依据 针振 电压摆 产生的原因 阳极设置过低 或部分卡具未上紧 阳极下滑 阳极长包等造成电流分布不均 炉膛不规整 炉底沉淀过多 结壳严重 铝水平过低 系列电流不稳 1 针振 电压摆 发生时的现象 槽电压波动幅度在0 3 2 0V 部分阳极钢爪发红 阳极脱落 局部炉帮涮空 部分残极涮爪 原铝含铁量上升 槽温偏高 电流效率降低 2 针振 电压摆 的处理 轻微电压摆可以人工效应处理 炉帮过空 及时进行扎边部作业 规整炉帮 测量阳极电流分布 判断阳极是否设置不良 测量前必须上抬电压0 3V以上 并及时调整电流偏流的阳极 每班调整阳极不得超过两块 沉淀多槽温低 上次效应到现在有30小时以上 可以人工等一个效应 电压摆超过0 5V可缓慢上抬适量电压 但不得超过4 8V 五 异常电压 生产中槽电压偏离设定电压0 3V以上的称为异常电压 发现异常电压时应采取以下措施进行处理 加强巡视槽电压 槽况和两水平 及时调整低异常电压 长时间出现高异常电压 要及时调整到设定电压的位置 由于系列电流变化而出现的异常电压 待系列稳定后再做调整 六 阳极长包 阳极底掌由于某种原因消耗不良 在底掌形成包状或锥形凸起物 称之阳极长包 阳极长包产生的原因很复杂 当阳极底掌突出的包状进入铝液 形成短路 造成电流空耗 极大降低了电流效率 电解槽出现冷槽或热槽时 物料平衡遭到破坏 都会引起阳极长包 只是行程不同 阳极长包的部位有所不同 长包后电解槽的状况有所差异 发生冷槽时 伸腿长 阳极端头易接触边部伸腿 包都长在阳极靠大面端头 而且长包后电解糟不显得太热 发生热槽时 由于阳极底掌上贴附碳渣块而阻碍消耗 包大部分都长在阳极底掌中部 长包后槽温很高 常常长包阳极处都冒白烟 物料平衡遭破坏后引起的阳极长包与热槽相似 阳极长包的共同点是电解槽不来效应 即使来也是效应电压很低 而且电压不稳定 长包开始时电解槽会有明显的电压摆动 一旦包进入铝液 槽电压反而变得稳定 炉底沉淀迅速增加 电解槽逐渐返热 阳极工作无力 阳极长包的处理方法 如果阳极包和铝液接触时 先将阳极提出来离开铝液 用大耙把突出部分的外皮层刮掉 使其表面导电 再放回槽内继续通电使用 使其将包自动消耗 包太大时 用铁钻子或钢钎打下来 实在打不下来的使用厚残极进行更换 处理完后要及时测定阳极电流分布 调整好阳极设置高度 使电流分布均匀 并用冰晶石 氟化铝混合料覆盖阳极周围 要防止处理不彻底出现循环长包 而转化成其它形式的病槽 七 阳极脱落 在预焙槽上 由于阳极质量或操作质量问题 出现个别阳极脱落 掉块 部分脱落 严重时一个槽在短时间内 几小时之内 出现多组脱落 三组以上 对电解槽的运行产生极大的破坏 甚至被迫停槽 引起阳极多组脱落的原因主要是阳极电流分布不均而引发的严重偏流 当强大的电流集中在某一部分阳极上 短时间内使碳块与钢爪连接处浇注的磷生铁或铝 钢爆炸焊熔化 阳极与钢爪或铝导杆脱落 掉入槽内 随后电流又流向别的阳极 造成更多的阳极脱落 1 造成阳极偏流的主要原因 电解质水平太低 15cm以下 浸没阳极太浅 阳极底掌稍有不平 便造成阳极电流分布不均匀 形成偏流 炉底沉淀较多 厚薄不一 阴极电流分布不均 引起阳极电流分布不均 形成偏流 抬母线时阳极卡具紧固得不一致 或有阳极下滑情况 未及时调整 也会引起阳极电流偏流 最终造成阳极多组脱落 电压摆幅较大 时间较长 致使电流紊乱 造成个别电流偏大极首先发红 脱落 后蔓延到其它阳极 2 阳极多组脱落的处理原则 先测阳极电流分布 调整未脱落阳极 使之导电尽量均匀 控制住继续脱落现象发生 尽快捞出脱落块 装上残极重新导电 切不可装新阳极 处理过程中出现电解质严重收缩 铝水上飘 电压自动下降时 要一边及时处理脱落块 一边从其它槽内抽取温度较高的电解质灌入 随时测量阳极电流分布 调整好各组极距 使电流分布均匀 阳极处于工作状态 八 滚铝 电解槽发生滚铝时 铝液从槽底泛上来 然后沿四周或一定方向沉下去 形成巨大的旋涡 严重时铝液上下翻腾 产生强烈冲击 甚至铝液连同电解质一起被掀到槽外 热槽和冷槽都可能引起滚铝 但滚铝发生的根本原因是由于由于电解槽电流分布状态遭到破坏形成不平衡的磁场 继而产生不平衡的磁场力 该磁场力作用于导电铝液上 推动铝液旋转 翻滚 从而发生滚铝现象 电解槽发生滚铝时 一般都会发生较大幅度的电压摆动 因此 要及时处理 以免发生脱极现象 1 发生滚铝的主要因素 电解槽出现电压摆 火苗时冒时回 铝水会泛上槽壁 电解槽的炉膛不规整 炉底沉淀多 而且厚薄不均时 就会造成阴 阳极电流紊乱 破坏磁场的平衡 形成强烈偏流 从而发生滚铝 槽内铝液浅 特别在出铝后易产生滚铝 铝液中水平电流密度大 阳极 阴极电流分布不均匀 尤其是阳极电流分布变化无常 阳极停止工作 技术条件不合理 2 处理滚铝的方法 要消除电解槽滚铝 必须减少铝液层中的水平电流 使其阴阳极电流分布均匀 磁场分布平衡 以减少作用于导电铝液上的不平衡磁场力 由于铝水浅而产生的滚铝 可适当灌入铝水 增加槽在产铝量 从而增加了运动铝水的质量 降低其运动速度 使铝水平静下来 由于冷槽造成的畸形炉膛 炉底沉淀多引起的滚铝 可采用测全电流分布 调整阳极电流分布 使其阴阳极电流分布均匀 或适当提高槽电压 利用电解质较大的电阻来迫使电流分布均匀 或采取扒炉底沉淀的方法 以改善阴极导电 滚铝时要避免添加粉状氧化铝或冰晶石 防止被铝液卷入槽底形成沉淀 滚铝消失后 不要急于降电压 可适当延长加工间隔 以继续熔化沉淀 九 电解质含炭 在正常生产过程中 从阳极脱落下的炭粒是漂浮在电解质表面上的 由于某些原因使电解质的湿润性改变 炭粒被包裹在电解质里而不飘起 这就形成了电解质含炭 电解质含炭是热槽发生时的并发症 1 电解质含炭的特征 电解质温度很高 发黏 流动性极差 表面无炭渣漂浮 火苗黄而无力 火眼无炭渣喷出 在时 冒烟 在电解质含炭处不沸腾或发生微弱的滚动 提高电压时 有往外喷出白条状物现象 槽电压自动上升 发生效应时 灯泡暗淡不易熄灭 从槽中取出的电解质试料断面可看到均匀分布的炭粒 2 电解质含炭的原因 压槽 最易引起电解质含炭 极距过低 电解质循环减弱 不能将电解质中的炭渣带出 电解质脏 温度过高 单纯的热槽不易引起电解质含炭 3 电解质含炭的处理方法 将阳极抬起 不要怕电压过高 直至含炭处的电解质能够较好地沸腾为止 电解质水平过低时要先灌入液体电解质 为加速消除电解质含炭 可将槽内含炭电解质倒换为新鲜电解质 为降低槽温 可向槽内添加固体铝 也可以将其它槽内的液体铝抽出 冷却到700 左右再倒入含炭槽内降温 当炭渣从电解质中分离出来时 必须及时将其捞出 以免其重新进入电解质中 4 注意事项 不要向槽内添加氧化铝 因为添加氧化铝会使炭渣与氧化铝颗粒粘结后沉入槽底 尽量不让电解质发