200ka预焙槽低电压平衡的实践

200ka预焙槽低电压平衡的实践

1电解槽炉底和炉底压降长期以来，兰州分行200系列采用“四低一高”电子生产技术，即高电压、低效率系数、低槽温、低分子比和低氧化锌浓度。电解工艺技术条件与电解槽的实际生产情况适应,电解槽炉底特征是无沉淀或有少许稀沉淀,无结壳或少量局部结壳,炉底压降保持在正常范围。生产平稳、电解生产各项指标比较好。由于受到客观经济环境的限制,要求进行低电压生产。槽电压降低,电解槽的热平衡被破坏。由于电解槽的热平衡被破坏,使电解质液体中的氧化铝浓度不稳定,致电解槽的炉底有大量的整体或局部的氧化铝、电解质壳面,产生了大量沉淀。如果热平衡的失衡(热支出大于热收入)仍得不到改善,则使阴极沉积物逐步转化为炉底结壳。造成炉底电压增大,使电解电耗指标升高。而炉底压降增大,在设定电压保持一定的条件下,使槽工作电压减少,极距相对缩小,二次反应加剧,电流效率降低。炉底压降高,将阻碍电流的通过,使得铝液、电解质中的电流分布不均的现象加重,从而破坏了铝液和电解质在电解槽中的正常循环。炉底压降高,结壳严重时,还将影响阳极的升降、电解出铝和换阳极工作等。由于沉淀导电率是传统电解质的一半,而结壳基本不导电。要保证炉底压降符合生产要求,就必须保证炉底无沉淀或少量沉淀,关键是炉底局部无结壳或少量结壳。要达到这个目标,就必须在低电压生产过程中,通过科学有效方法和措施来保证。2电解槽热平衡的保证据日轻所研究测定:阳极每增加1cm的保温料,相当于少释放出0.06~0.09V电压产生的热量。极上保温料是维持电解槽热平衡的一个主要因素。槽电压降低,则电解槽热收入减少。那么,要减少电解槽的散热量,维持电解槽的热平衡就必须通过增加阳极上的保温料。⑴在实际生产中我们将200kA槽极上保温料从原来的16cm提高到18cm。减少了热损失量。极大的保证电解槽的热平衡。⑵实践证明,在换角部极时,电解槽的热损失比较大。虽然有换极附加电压作为补充,但是仍然出现在换角部极过程中容易出现阳极效应,换极后出现电解质下缩,以及电解质发粘等现象。所以特别提高了四个角部收边质量和保温料。要求收角部极时收起来,同时保温料加到阳极钢爪钢梁下沿。⑶在电解槽出铝端和烟道端的散热孔中放好砖头,减少两端的散热量。加强电解槽散热孔的保温,减少电解槽槽壳的散热。⑷在电解槽四个角部放好保温棉。然后焊接好钢板,加强四个角部的保温。3调整工艺,控制氟化盐的添加量尽管低分子比生产对降低电解质的初晶温度、提高电解槽的电流效率有利,但也存在着不利的方面:主要是减少氧化铝的溶解度,使得进入电解质的氧化铝沉到炉底形成沉淀。因此,在低电压生产过程中,要权衡利弊,合理控制或减少氟化盐的添加量,重视电解质的分子比。充分利用系统和动态人工进行添加和调整,将分子比由2.5~2.6提高到2.7~2.8。实践证明,通过采用缓慢降低氟化铝用量、逐步升高分子比的方法,保证了电解槽的热稳定性,减少了电解槽的波动,避免电解槽炉底出现沉淀和结壳。4电解质水平对氧化铝结晶的影响电解质有电解槽“血液”之称,它在电解生产过程中起着溶解氧化铝、导电和保持热量的重要作用。在200kA降低槽电压的过程中,一直存在电解质水平偏低的现象。如果电解质水平低,则热稳定性较差,溶解氧化铝的能力降低,因此添加到电解槽中的氧化铝一部分无法被电解质溶解而进入电解槽底部形成沉淀,受冷形成结壳。因此,在低电压生产过程中,保证电解质水平,是保证炉底无沉淀或少量沉淀,以及炉底局部无结壳或少量结壳的重要因素之一。4.1电解质偏低电解槽的溶解在个别电解质水平和电解质温度较高电解槽中加入电解质块,待完全溶解后再用抬包倒入电解质偏低的电解槽中。而不直接在低电解质水平的电解槽中加电解质块,这样有效避免了破坏低电解质水平槽的热平衡,避免了电解质块沉到炉底形成沉淀和结壳。4.2电解槽铝系统优化铝液水平过高,铝量偏大,通过铝液散失的热量就大,会使槽底的沉淀变冷而硬化成结壳。同时,由于电解槽的容量有限,槽子炉面高度有限,铝液过多,会导致电解质的量减小,电解质水平不易控制,容易发生沉淀和结壳。合理调整出铝进度。适当降低铝水平,减少电解槽的热损失。在降低铝液水平的过程中,应以电解槽平稳为前提,一般坚持每次出铝比正常多出100~200kg的原则。4.3电解质收边料过去,200kA系列有的收边料的粒度比较大。实践证明小粒度收边料在电解生产中,容易被电解质溶解而产生电解质。通过200kA系列各方面的努力,降低了收边块的粒度,将粒度为5cm收边料,再进行一次反击破碎,把收边料的粒度降到1cm。4.4电解槽热损失大的加料方式过去采用换极后收边加料的作业方式。这种作业方式有很大的缺陷,就是收边速度慢,电解槽热损失大。通过直接在阳极上加装料半。在换极前在料斗内加好收边料,换极后抽出料斗,收边料自然滑落,就会很快完成收边。通过这种方法,加快了收边的速度,减少了换极的热损失,保证了电解槽的热平衡,提高了电解质水平。4.5碳渣不断打灰⑴出铝时要掌握好电解槽内铝水平,防止吸出电解质,破坏电解槽的技术条件。⑵在换极操作中,捞块要尽量避免带出电解质。⑶减少电解槽槽罩和阳极敞开的时间;以减少电解槽的散热量。⑷此外,在打捞碳渣时,应注意方式方法,防止带出电解质。在实践中,2012年的电解质水平持续得到提高,从年初的15cm上升到18cm以上。达到了生产的要求(图1)。5改变表土导电,提高阴极导电的能力利用换阳极捞块时机,用大钩带动炉底结壳,一方面可结壳疏松,容易熔化;另一方面在结壳熔化的地方拉沟后,铝液顺沟进入炉底,改善结壳区域的导电性,对阴极导电均匀大有好处。对于不熔化的或难熔化的结壳,用大耙、大钩联合取出。当结壳处理完成后,要注重摆好电解槽的技术条件和抓好日常操作,防止炉底重复结壳。6氧化铝电解槽的性质及控箱200kA预焙阳极电解槽上,NB间隔设定后,控制系统根据槽电阻和电阻率的变化,根据设定的NB间隔不断地进行着欠、过量加料。以最具有代表性的电解槽的氧化铝浓度分析如表1。显然电解槽的氧化铝浓度保持在3.0%~4.5%之间,与技术标准要求1.5%~2.5%的Al2O3的浓度明显偏高,加之外界条件有所变化,该NB间隔下的下料量超出了电解槽自身的容量,使电解槽内部产生大量的沉淀,当技术条件进一步恶化时甚至形成结壳。2012年月以来,电解作业区对200kA系列槽控箱进行了升级。采用了“低过热度、按需下料、低氧化铝浓度、饥饿式管理、沉淀溶解”为主要内容的《低窄氧化铝浓度控制》新技术。这不仅保证电解槽内Al2O3的浓度达到标准要求,同时促进炉底沉淀和结壳溶解,大大降低了炉底压降。7年以来炉底压降特征通过炉底压降测试数据进行计算,2012年平均炉底压降比2011年降低6.4mV。同时绘制2012年1-12月份炉底压降和2011年柱状图进行比较(图2)。从图2明显看出,2012年各个月的炉底压降均比2011年的要低,出现波动的原因主要受外界气候温度的影响。2012年200kA系列全年完成平均电压为