提高原鋁質量的實踐探討

孫曉燦

(河南中孚鋁業公司 動力二分廠，河南 鞏義 451200)

原鋁質量是鋁電解生產的中間產品，其質量的高低直接影響著終端產品——鋁錠及鋁合金產品的品位，也直接影響著銷售價格。為了提高鋁電解企業的經濟效益，必須切實提高原鋁質量。本文從源頭上分析了影響原鋁質量的因素，并結合中孚320kA預焙槽的生產實踐，提出了提高原鋁質量的切實可行的措施。

1 鋁錠的質量品級劃分

鋁錠質量通常按原鋁中金屬雜質的含量來評定，原鋁中有20多種金屬雜質，其中最主要的有鐵、硅、銅等，此外還有多種非金屬雜質，如:氫、氧化鋁、碳化鋁等。

2 原鋁中各種雜質的來源

2.1 雜質鐵和硅

2.1.1 雜質鐵和硅主要來源于原材料中，如氧化鋁、碳陽極、冰晶石、氟化鋁、氟化鎂等其中的氧化硅、氧化鐵被鋁液還原進入鋁液中。

2.1.2 雜質鐵和硅還來源于生產中操作用鐵工具融化進入原鋁中。如:大鉤、大耙、漏勺、釬子、出鋁管，以及中間下料打殼錘頭等鐵工具融化進入鋁液中。

2.1.3 雜質鐵還來源于生產過程中因操作管理不當引起陽極化爪、化磷生鐵等。

2.1.4 因電解槽槽周內襯和陰極內襯破損，造成爐底鋼棒融化，其中的硅和鐵進入鋁液。

2.1.5 雜質鐵和硅還來源于電解車間清理槽周落地料和清理地溝料加入槽內。

2.1.6 雜質鐵和硅還來源于清理出鋁抬包電解質而帶一部分鐵、硅雜質。

2.1.7 雜質鐵和硅還來源于氧化鋁濃相輸送時管道磨損所帶來的一部分鐵進入原鋁。

2.2 其它雜質

2.2.1 槽溫高時陰極副反應析出的鈉有一部分進入原鋁。

2.2.2 原料中的銅、鎂、鋅、鈣、被還原進入原鋁。

2.2.3 電解反應生成非金屬雜質如氫、氧、炭等進入原鋁。

3 提高原鋁質量的措施

3.1 提高原鋁質量，首先應把好電解槽制作安裝質量關、內襯材料質量關和內襯砌筑質量關，有效延長電解槽使用壽命，避免內襯早期破損所造成陰極鋼棒熔化和筑爐材料中的鐵、硅離子被鋁還原而使雜質進入原鋁，導致原鋁質量下降。中孚實業320kA電解系列設計了受力合理的“搖籃式”槽殼結構，采用高質量的內襯材料如側部碳氮化硅復合塊、底部半石墨陰極碳塊等，嚴把筑爐質量關，使電解槽平均壽命達到1800天以上。

3.2 應把好原材料質量關，堅持使用符合國家標準的原材料，氧化鋁一級品率達到98%以上。冰晶石、氟化鋁、氟化鎂、氟化鈣、氟化鈉、碳酸鈉全部采用國內優質知名品牌的產品。

3.3 采用科學合理的預熱、啟動方案。中孚實業320kA電解系列采用國內先進的焦粒預熱焙燒濕法啟動方案，保證了電解槽內襯均勻受熱和良好焦化，有利于形成堅實規整的爐膛。

3.4 優化電解生產工藝參數，保持電解槽長期穩定運行。

3.4.1 中孚實業320kA電解系列在啟動后期管理中堅持“五高一低“:高槽溫、高槽電壓、高電解質水平、高分子比、高效應系數、低鋁水平，使電解槽形成高分子比的爐邦，有助于形成規整的爐膛內型。

3.4.2 在電解槽進入正常生產期后堅持“五低一適宜”:低槽溫、低槽電壓、低分子比、低氧化鋁濃度、低效應系數、適宜的電解水平和鋁水平。在保持電解槽熱平衡和物料平衡的前提下，采取較低的電解溫度，可有效延長電解槽使用壽命，有利于保持規整的爐膛內型，提高原鋁質量。中孚實業320kA電解系列電解槽過熱度保持在10℃左右，爐幫厚度保持在7公分左右，電解溫度保持在935℃左右，槽壓管理保持在3.8V左右，分子比在2.4—2.5，效應系數0.02，接近零效應，防止效應多而破壞槽膛內型，使邊部結殼中的雜質進入原鋁;電解質水平在19公分左右，防止電解質水平過高造成浸泡即將更換的陽極鋼爪，引起熔化;鋁水平26公分，有利于保持較好的爐膛。

3.5 提高工藝操作質量

3.5.1 提高碳陽極澆鑄質量，優化磷生鐵配比，保證澆鑄飽滿，無夾渣、氣孔，澆注后清理干凈碳碗周圍的磷生鐵片。

3.5.2 成品碳陽極在運輸過程中要平穩駕駛，避免劇烈震動和磕碰而造成活爪陽極。

3.5.3 成品碳陽極進入電解車間后用糊狀氧化鋁制作鋼爪保護環，避免造成磷生鐵被電解質融化。

3.5.4 提高陽極更換質量，準確設置陽極位置，避免因陽極位置過高、過低出現電流偏流而熔化鋼爪，使熔化的鐵水進入原鋁。

3.5.5 在陽極更換和處理電解槽異常情況時，鐵工具如大鉤、釬子、大鉤、大耙、舀勺、漏勺等不能在液體電解質或鋁液中浸泡太久，發紅變軟后應立即更換或者放涼后再使用，防止鐵工具熔化而污染原鋁。

3.5.6 電解車間應加強巡視，發現打殼錘頭卡堵，陽極脫落應及時組織力量撈出，避免鐵的融化進入原鋁中。

3.5.7 搞好電解廠房衛生，門窗關閉嚴實，防止風沙、灰塵進入電解槽，影響原鋁質量。槽周落地料、清理地溝料、清理抬包料分少量多次向槽內添加，避免硅、鐵的大幅增加從而影響原鋁質量。

3.5.8 凈化車間調整好載氟氧化鋁和新鮮氧化鋁配比工藝，避免鐵含量超標。

3.5.9 抬包清理工在清理抬包內電解質時要用力均勻，防止損傷抬包內襯，避免原鋁中硅含量增加。

3.5.10 鑄造車間入鋁工應把抬包內的原鋁倒干凈，防止清包時多次粘接抬包包底，造成損傷包底內襯，避免原鋁中硅含量增加。

3.5.11 供電車間保證供應平穩的直流電，避免電流波動引起電解槽電流密度變化過大，造成陽極和陰極的破損帶來原鋁中硅、鐵含量的增加。

4 結束語

提高原鋁質量，需要各相關部門高度重視，通力合作，執行到位，加強工藝技術管理，提高各工藝操作質量，進行精細化管理，才能切實提高原鋁質量。