淺談降低200kA預焙鋁電解槽爐底壓降的途徑

李 洋

（中國鋁業蘭州分公司 電解一廠，甘肅 蘭州 730060）

自2009年以來，為了進一步節能降耗，蘭州分公司積極推行電解生產科技進步。根據生產的需要，200kA系列采用國際上最先進的“四低一高”（高極距、低效應系數、低槽溫、低分子比、低氧化鋁濃度）的電解生產技術，取得了良好的經濟指標。但在生產運行過程中，電解槽爐底時有沉淀結殼的發生，影響電解槽平穩生產。針對爐底結殼，經過大量的技術改造和生產實踐，基本上摸索出了一套避免形成、控制與處理爐底沉淀結殼的管理經驗和方法，對降低爐底電壓降效果明顯。

1 電解槽爐底壓降大的原因

電解槽的爐底壓降陰極材料上產生的壓降和生產過程中沉積在陰極表面上的沉淀結殼產生的壓降兩部分組成的。在電解槽設計時考慮電解槽選用陰極內襯材料及筑爐質量，材料的好壞和筑爐質量直接影響爐底壓降。氧化鋁加人電解槽時，一部分逐漸被運動的電解質溶解；另一部分下沉到爐底，氧化鋁沉到爐底形成了沉淀。沉淀在鋁液和電解質的作用下，進人電解質中重溶。如果槽溫偏低、爐底發冷，沉淀會析出固體氧化鋁從而形成了結殼。在我公司實際生產中由于邊部加工、換極與加保溫料間隔時間短，下料汽缸老化嚴重，打殼錘頭打不開火眼等多方面原因，造成大量氧化鋁進人槽內，不能及時溶解形成大量沉淀，沉淀長時間積累就變成大沉淀，也就增大了電解槽爐底壓降。

2 降低電解槽爐底壓降的措施

2.1 合理調整分子比

分子比是鋁電解生產中需要精心控制的主要參數，經過科學的分析和生產實踐證明：保持合理的低分子比是提高電解鋁電流效率的有效途徑。應用低分子比進行操作有以下優點：1）電解質的初晶溫度降低；2）Na＋在陰極上放電的可能性減小；3）電解質密度和粘度有所降低，電解質的流動性較好，有利于鋁的析出；4）電解質與碳素材料和鋁液鏡面的表面張力增大，有助于炭粒從電解質中分離，降低鋁液在電解質中的溶解度；5）電解槽槽面上的電解質結殼松軟，便于電解生產中更換陽極等操作。

2.2 電解槽控制氧化鋁濃度改進對爐低壓降

對于預焙槽來說，下料需要起到向電解質中補充AL203的作用，要求每次加人的料量在短時間內完全溶解，不允許有沉于爐底的現象，固然就不會產生沉淀。解決這一問題的最好辦法就是選擇溶解性好的氧化鋁，盡可能縮短加料間隔，使每次投人的數量相對較少，但可以增加次數。

氧化鋁在電解槽中的溶解并不是迅速溶解的，而是有一定過程的，先是部分氧化鋁溶解，剩余氧化鋁不能及時溶解，形成氧化鋁和電解質的聚合物，之后繼續溶解，受電解質中氧化鋁濃度升高對氧化鋁溶解速度降低的影響，溶解速度很慢，造成了部分氧化鋁沉降到了鋁液底層，形成沉淀。利用交叉下料方式加大了下料頻率，減少電解槽單次的下料量，從而增加氧化鋁溶解速度，起到降低爐底壓降的效果。

2.3 提高技術條件和生產操作水平

保持合適的技術條件。電解質水平不能低于18cm，保證電解槽內有足夠的電解質來溶解氧化鋁；保持合適的鋁液水平，以出鋁后鋁液水平不低于21cm為宜；保持合適的陽極效應系數，延長下料間隔，降低電解質中的氧化鋁含量；保持足夠的陽極保溫料和爐面保溫料，減少槽子上部散失的熱量，保持爐底有足夠高的溫度，達到促使電解質初晶溫度等溫線降到陽極炭塊之下，從而達到逐步平整爐底規整爐膛的目的。

隨著200kA電解槽生產的不斷改進，四點同時下料方式已不適應低溫、低電壓的生產模式，會形成較多沉淀，使電解槽爐底壓降增大。對下料方式和下料機構等進行了改造，將電解槽下料方式由四點同時下料方式改為四點交叉下料方式，每次加料量減少到原打殼、下料量的50%左右，從而達到減少每次加料量的目的，減少槽底沉淀，降低爐底電壓降。

3 采取降低電解槽爐底壓降的措施后收到的效果

通過以上措施，在200kA系列降電壓和低電壓生產過程中，爐底壓降有了明顯的降低，以下是2010年1-9月車間爐底壓降的對比圖：

從1-9月份200kA系列平均爐底壓降對比圖可看出，平均爐底壓降都有所下降，8月和9月保證了基本穩定。200kA系列電解槽爐底潔凈程度得到了極大改善，平均爐底壓降比未降電壓前的爐底壓降還要低。這說明了措施行之有效，應在今后的生產中堅持。

［1］殷恩生.160kA中心下料預焙鋁電解槽生產工藝及管理[M].中南工業大學出版社,1997.

［2］何允平,段繼文.鋁電解槽壽命的研究[M].北京：冶金工業出版社，1998.