500kA系列铝电解槽二次焙烧启动技术研究-第1篇

500kA系列铝电解槽二次焙烧启动技术研究

Summary：随着全国用能的紧张形势，国家进行宏观调控，导致部分电解铝企业产能受限停槽，其中一些新系列启动槽面临二次启动问题。本文结合某企业500kA系列铝电解槽二次启动生产实践从保护性扣槽、补槽、安全平稳启动等进行全面综合论述，提高二次焙烧启动槽的成功率，延长电解槽寿命，降低大修费用，有效降低生产成本。Keys：500kA;二次启动；焦粒焙烧；大修成本前言某电解铝企业自错峰用电及执行能耗双控政策要求以来，截止10月份共计停槽123台。2022年年初开始复产，通过采取保护性扣槽、优化焙烧启动方式、严格工艺管控等措施，仅用不到一个月时间就将前59台电解槽全部启动完成，各项经济技术指标良好。本文结合该企业500kA系列铝电解槽二次启动生产实践从合理地清槽、补槽和焙烧启动等进行全面综合论述，为同类型槽的二次启动起到很好的借鉴作用。1清槽1.1回收物料（1）待电解槽阴极内衬温度基本降至常温后，开始操作天车开口错位拔极，导杆上标注好剩余周期天数，做好残极“结对子”使用工作。（2）清理槽内疏松的电解质块、面壳块进行分类装袋并做好标注，要求直径大小不超过30cm。1.2保护性扣槽（1）待疏松的物料清理完后，使用风镐、板锄、簸箕等工具对槽内物料进行逐层清理，清炉底至阴极表面，中缝及阴极沟槽内沉淀结壳应清出槽。清理过程中注意不要破坏底部和侧部碳块及人造伸腿。（2）清理槽底铝块时，从角落位置处“起头”抠出底铝，视铝块大小情况进行分割处理。（3）清理完物料后，利用刨磨机打磨阴极炭块表面的碳化物，确保阴极表面干净达90%以上，最大限度提升阴极导电性能，降低电解槽冲击电压及启动后炉底压降。1.3修补（1）用风管吹净，对各部位进行全面检查（有无裂纹、掉块、冲蚀坑等），建立完整的单槽档案，绘制炉底情况示意图，记录好炉底状况，并附图存档，为二次启动提供依据。（2）阴极裂纹采用石墨碎配合液态碳焦泥进行修补，冲蚀坑及表面破损点用镁砂、氟化钙、水玻璃混合物填补，保证修补后阴极表面平整紧实；侧部碳块根据氧化情况，氧化轻微的地方使用石墨碎配合液态碳焦泥填充，再用气动锤夯实，氧化较宽、较深的使用条状碳块拼接修补（提前量好修补点尺寸），间隙位置填入液态碳焦泥和石墨碎，将整个氧化位置填补饱满、充实。2装槽2.1铺炉挂极

（1）挂极前，用风管吹净阴极表面。选用粒度3-6m的焦粒，称重后用刮板均匀刮漏到阳极正投影区域。优化焦粒与石墨的配比，角部4组阳极为8：2，其余中间阳极为9：1，厚度为20cm,提高焙烧效果。（2）挂极时，检查阳极底掌是否平整，外观有无缺陷，有则禁止使用，将阳极底掌清理干净，垂直落到焦粒表面，保证阳极底掌与焦粒接触面确保达到95%以上。2.2软连接与分流器安装（1）安装前，要做好软连接和分流器接触面的清洁、打磨、校正工作。软连接必须成“弧”型，保证软连接的伸缩空间不低于8cm。安装后，检查压接面压接状况，接触面无缝隙，否则重新安装。（2）注意分流器的分流量影响焙烧升温梯度，该企业目前采用14组分流片进行分流，每组由12片2900*20*2mm铁片组成，大大增加了分流量，达到了较好分流效果。3

通电焙烧

电解槽焙烧是电解槽进入启动前的关键管理期。二次槽焙烧时间96h。焙烧期间管理的关键是温度，要求升温梯度均匀，阳极电流分布均匀，为确保电解槽焙烧达到要求，必须做好以下方面的管理：（1）分流器的拆除：通电后14h，确认槽电压低于2.8V，拆除第1组；第1组后每组间隔4h以上，且电压低于2.8V；拆除顺序为1、7、2、6、3、5、4分7次逐步拆除（拆除时可结合实际情况先将发红严重的分流片拆除）。（2）通电后，重点监测阴极钢棒和阳极钢爪温度、阳极电流分布、软连接、分流器，并做好记录。（3）焙烧至48h，处理一遍中缝物料，补热料避免空烧局部过热；启动前在A.B面极上各准备2-3t电解质，以便启动产生电解质，为后续二次启动槽提供液体电解质。4

启动（1）确认启动条件，中缝贯通（中缝电解质20-30cm），平均温度达到930℃以上（整个启动过程不高于985℃），执行“三级”确认机制拆除软连接和夹紧小盒卡具，阳极升降机构调试正常，实施启动。（2）根据槽型准备好充足的电解质，一般先干法启动两台，产生大量电解质，然后灌入到后续二次启动槽进行湿法无效应启动。将准备好的10-12t电解质连续快速灌入电解槽，当灌入的电解质流到烟道端时，开始上抬阳极，边灌边抬电压，要保证阳极浸入电解质8～10cm。灌电解质时，注意安排专人检查槽周钢棒窗口有无渗漏现象发生，监测三钢温度。（3）无效应启动，灌完电解质后，电压控制在8V内。把极上电解质（或冰晶石）持续推入中缝熔化，侧部物料应自然熔化，严禁强行推入槽内，随着电解质（或冰晶石）熔化，电压会逐渐走低，调整电压保持在7～8V。待边部四周物料完全熔化，炭渣分离良好，将碳渣打捞干净。（4）捞完炭渣后将极上预热好的热料扒到边部，再从A、B面各添加适量大碱，开通定时下料（NB），组织人员称氧化铝下料，确认下料量，以防漏料造成高温，导致阴极内衬受损。5

灌铝启动24小时后，开始分两次灌铝，总灌入30t，第一次在启动24小时后，第二次在启动48小时后，电压控制在4.8—5v。目的是控制二次启动槽温度在965℃以内，电解质表面易结壳，便于快速收大边，同时降低运行风险。收大边时边部留出散热带，并放上挡板，有利于边部散热形成炉帮。收完后盖好槽罩，逐渐点降电压至4.60V以下，此时开通RC控制、浓度控制、噪声控制。6启动后期管理启动后期的管理是指对电解槽启动后三个月内的管理。电解槽启动后期管理的核心目标是快速建立规整稳定的槽膛内形，形成陡、直、硬、均匀的炉帮（13cm-18cm）。6.1电压管理电解槽启动初后期槽电压具体下调幅度按阶梯调整，如表1所示。表1启动后期电压调整表启动初后期启动后第2天启动后第3天启动后第4天启动后第5天启动后第6天启动后第7-17天启动后第18-28天设定电压（v）4.64.354.254.24.184.0(每天降20mv）3.95（每天降10mv）降电压过程中应在电解槽稳定性允许的条件下快速降电压，设定电压调整表可根据现场情况适当调整。如果槽况异常，噪声值偏大，应减缓降电压速度，待稳定后再降电压。6.2技术参数控制启动后，前60天不添加氟化铝，分子比保持3.0以上，以便更好地形成稳固的高分子比炉帮，启动第60天以后，炉帮均达到10cm以上，开始添加氟化铝。如表2所示。表2启动初后期分子比调整表启动初后期启动时启动后第3天启动后第10天～第30天启动后第30天～第60天启动第60天以后分子比≥3.0≥3.0≥3.0≥3.0按正常控制（2.4～2.6）7实施效果（1）通过采取保护性扣槽、优化焙烧启动方式、严格工艺管控等措施，2月份电解三、六工区59台二次电解槽全部成功启动，启动成功率达到100%，降低了大修费用，有效降低生产成本。（2）启动后，电解槽运行平稳，各项参数均在标准范围内，能较快进入正常生产阶段。启动1个月后主要运行指标统计如表3所示。

表3启动1个月后主要运行指标统计表工区槽温（℃）平均电压（V）分子比铝水平（cm）电解质水平（cm）噪声值(mV)Si含量(%)Fe含量(%)炉底压降（mv）炉帮厚度（cm）三工区9664.0463.1128.121.5160.0340.05727711六工区9674.0483.0827.221.2140.0360.06626910.58

结束语（1）采取保护性扣槽方式，针对侧部炭块存在不同程度的氧化，自主对侧部进行修补，有效解决了侧部槽壳发红的问题；（2）优化石墨碎和焦粒配比，增强阴极导电性，增加分流片数量，加大分流量，有效降低了冲击电压和峰值电压，减少启动初期对阴极的冲击；（3）严格执行好刮筋板标准要求，（A面侧部筋板向内收刮10cm，并内置挡板，B面刮出筋板，留出散热带），加强侧部散热，铝水平严格控制在30cm以内，启动后期持续利用高温高分子比快速建立稳固的炉帮；（4）槽温随着设定电压的下调而逐渐降低，但降温速度不能过快，启动后第一个月不能低于960℃，进入正常期后较正常槽偏低控制。降电压过程中应在电解槽稳定性允许的条件下快速降电压，整体呈阶梯状逐步下降；（5）启动后期分子比不低于3.0控制，降幅过快添加工业纯碱进行提升，启动第60天以后，炉帮均达到10cm以上，开始添加氟化铝，分子比一个月内逐步从3.0降到2.4～2.6；（6）三钢温度中方钢温度比较可控，炉底和槽壳温度单点偏高。风险点通过