400KA鋁電解槽焙燒及啟動關鍵控制點淺析

李銀升

（陜西有色榆林新材料有限責任公司鋁業分公司，陜西 榆林 719099）

隨著國內鋁電解技術的進步和環保要求的日益嚴格，我國已進入了400KA及以上鋁電解槽占主導地位的時期。焙燒啟動質量的好壞不僅影響著電解槽的安全啟動，而且也直接影響著正常生產后的各項技術經濟指標和槽壽命，稍有疏忽還有可能發生難以想象的焙燒啟動事故。本文對400KA電解槽使用焦粒焙燒及啟動過程中的一些關鍵控制點做以論述，以期對其它廠家400KA電解槽系列投產或大修后再次使用焦粒焙燒及啟動起到一定的借鑒作用。

1 焦粒焙燒及啟動準備

當前國內400KA電解槽焙燒主要采用焦粒焙燒，啟動時一般采用無效應濕法（啟動前灌入一定量的液體電解質）啟動。需要強調的是，采取焦粒焙燒的無效應濕法啟動方案制訂應力求規范、詳細、并嚴格執行，以保證每個操作人員知道在每個環節應進行的工作和注意事項。同時應制訂異常情況的應急處理措施，確保焙燒啟動過程平穩。

2 焙燒啟動中關鍵環節控制點

（1）鋪焦、掛極。鋪焦、掛極質量的好壞直接影響著焙燒啟動質量。該環節應做好焦粒粒度、焦粒和石墨的配比、焦粒厚度及均勻程度、陽極組選擇、導桿與吊耳的距離控制工作。1臺400KA電解槽需要焦粒約1噸，石墨碎約0.3噸。焦粒粒度在2mm～5mm的量應控制在95%以上；焦粒的電阻控制在500mv以內，焦粒與石墨的混合比約為9∶2，混合比例以焦粒和石墨混合后的電阻控制在270mv～290mv之間為準；焦粒和石墨混合物的厚度控制在18mm！25mm。裝爐使用的48組陽極炭塊，要經過精挑細選，避免使用鋼爪過細或磷生鐵澆筑不飽滿的陽極炭塊。

（2）聯接方式。目前國內所有400KA電解槽基本上全部鋁軟帶連接器將導桿和大母線聯接的軟連接方式進行連接。

（3）裝爐按照焙燒啟動方案，因為一般使用空腔焙燒，在裝爐之前要先用編織袋或其它合適材料堵塞陽極外側極縫，極縫和中縫頂部用硅酸鋁耐火纖維氈或鋼板牢靠覆蓋，防止在焙燒過程中塌陷，陽極四周依次裝入氟化鈣、電解質塊、碳酸鈉和高分子比冰晶石，陽極上部使用高分子比冰晶石覆蓋，以利于保溫。

（4）分流方法與分流時間。焦粒焙燒采用的分流方法主要有兩種：用分流器連接陽極大母線到下臺槽陽極大母線的分流方式和用鋼帶連接陽極鋼爪到陰極鋼棒的分流方式。當前400KA電解槽普遍使用分流器分流法，只有在每個工區的最后一臺電解槽使用鋼帶分流法。分流器拆除時間一般在通電后的8-16個小時內拆除，拆除分流器后電壓不要超過3.3v,分流器應分2-3次拆除完畢。

（5）通電及焙燒電壓變化。目前國內大型電解鋁企業均采用不停電的方式給電解槽通電，即使用賽爾開關進行通電操作。400KA電解槽通電后的沖擊電壓一般在3.5v左右，然后不斷下降，通電72小時后達到2.0v左右。

（6）焙燒過程中的物料添加、測量及應急措施。焙燒過程中隨著溫度升高，冰晶石逐步熔化，要及時補充冰晶石，一方面起到保溫作用，另一方面可防止局部過熱；加強對電流分布測量，偏流較大時要及時松開小盒卡具，并用風冷卻鋼爪及復合板處；加強對陰極鋼棒溫度測量，溫度高出正常范圍時要及時冷卻。

我公司使用的電流分布測量叉叉頭的間距為15cm，通電后中間陽極正常電流分布控制在1.5mv～3.0mv之內，一般不超過3.5mv，角部導電稍弱，控制在0.8mv～2.0mv之內。

（7）焙燒時間及爐膛溫度。我公司400KA電解槽焙燒時間為96個小時，經過大量的焙燒實踐檢驗，這個時間是合適的。爐膛溫度的質量控制點有溫度的均勻分布情況、升溫梯度和焙燒終點溫度。

爐膛溫度分布不均勻容易對陰極造成熱沖擊，最高點溫度和最低點溫度差控制在150度之內為宜，升溫梯度一般24小時平均溫度達到300度左右，比較理想的終點溫度為850-900度之間。

（8）培養電解質。一般在電解槽啟動前24個小時開始在臨近的正常生產電解槽內培養電解質，供電解槽啟動使用。

（9）啟動。啟動前要上緊小盒夾具，拆除軟連接，測量電流分布，清理現場，然后從其它培養電解質的電解槽內使用5噸抬包抽取電解質灌入待啟動的電解槽內，一般灌入3包共13-15噸電解質。槽內灌入2包電解質，當電解質高度達到浸沒陽極底掌10cm以上時就可抬升陽極了，抬電壓時邊抬電壓邊繼續灌入電解質，使電壓達到6V左右，這樣可使陽極電流分布在最短時間內達到均勻。 穩定一會，可將電壓升到8V左右并保持到第一個效應發生。不要急于將電壓抬高以求快速熔化電解質。整個焙燒期內，人造伸腿實際上還沒有得到有效焙燒，應放慢速度，使人造伸腿在物料的緩慢熔化中得到進一步的焙燒焦化。

（10）兩個效應的控制。第一個陽極效應的發生時間和裝入的碳酸鈉量有關，大約經過4小時后會發生，此時電壓應在15V～25V之間，待熔化完槽內固體物料時，及時清理槽內焦粒，一定要盡可能撈凈，然后投入剩余的碳酸鈉，效應會自動熄回。此時電壓保持在5.5V～6V直到第二個效應的發生。在這個過程中不進行打殼下料。第二個效應發生后要及時熄回，并開始打殼下料。

（11）灌鋁。啟動槽發生第二個效應后4-8小時，距啟動開始約24個小時，即可灌鋁，灌鋁量可控制在23T～25T之間，灌鋁后電壓保持4.8V～5.5V，以后根據情況逐步下調。此時整個啟動結束。啟動第二天應及時收邊下保溫料，以防陽極氧化。

3 焙燒啟動日志

在焙燒啟動過程中認真填記錄——電解槽焙燒啟動日志是一項很重要的工作，焙燒啟動記錄要作為電解槽檔案保存，為電解槽生產期間工藝路線分析、出現異常分析及槽壽命分析提供依據。焙燒啟動期間各項記錄數據要按時測量，完整、準確的填寫，嚴禁流于形式。

4 結語

總之，400KA電解槽焙燒啟動是一個關乎電解槽后期正常期運行和槽壽命長短的系統性工程，較之以往的小型電解槽，需要啟動方案更加規范、對細節的把控更加到位、標準執行更加嚴格。啟動前的準備工作是基礎，控制好鋪焦掛極、裝爐、焙燒過程操作及監控，啟動時的陽極抬升、過程電壓控制、第一個效應等環節，是保證每臺電解槽焙燒啟動順利和成功與否的關鍵，是保證電解系列安全不可忽視的階段。