異型陰極預(yù)焙鋁電解槽的焙燒啟動(dòng)

張孝強(qiáng)

（中國(guó)鋁業(yè)貴州分公司，貴州 貴陽(yáng) 550014）

我公司從2009年2月份起，逐漸開(kāi)始投入異型陰極槽的生產(chǎn)，槽況運(yùn)行基本穩(wěn)定。目前已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展和廣泛的推廣應(yīng)用。結(jié)合160kA異型陰極電解槽的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)異型電解槽從掛極、裝爐、焙燒、啟動(dòng)到后期管理的各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，有利于異型陰極電解槽的更好發(fā)展。

1 異型陰極電解槽的混合料焙燒啟動(dòng)

1.1 混合料的鋪設(shè)掛極

用粒度在5mm以下的煅后焦與石墨粉按體積比6：4的比例進(jìn)行充分混合，在陰極凸臺(tái)之間的陰極表面放上鋪設(shè)混合料3cm，在陰極凸臺(tái)上放上鋪設(shè)石墨粉1cm。掛極時(shí)應(yīng)根據(jù)陽(yáng)極開(kāi)槽深度調(diào)整混合料的鋪設(shè)厚度，并觀察陽(yáng)極兩端水平情況，確保陽(yáng)極水平接觸混合料。

1.2 混合料焙燒裝爐

在側(cè)部人造伸腿上均勻撒上0.3噸冰晶石和0.3噸氟化鈣，然后在人造伸腿處堆砌5噸電解質(zhì)塊，邊部加工面和陽(yáng)極上均勻地鋪設(shè)上2噸冰晶石，均勻撒上1噸堿，陽(yáng)極上加保溫料進(jìn)行保溫，均勻覆蓋陽(yáng)極、邊部加工面等。態(tài)，使?fàn)t內(nèi)部分原料（冰晶石等）熔化，具備啟動(dòng)條件。

1.4.1 通電焙燒

在確認(rèn)準(zhǔn)備完成后，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系通電，通電2小時(shí)后，測(cè)量一次陰極電流分布、陰極鋼棒溫度和爐底鋼板溫度，以后每天測(cè)一次陰極電流分布、陰極鋼棒溫度和爐底鋼板溫度。焙燒期間每?jī)尚r(shí)測(cè)量一次焙燒溫度、記錄一次槽電壓和測(cè)量一次軟連接的軟帶溫度；每班測(cè)量一次陽(yáng)極電流分布，特殊情況追加測(cè)量次數(shù)。焙燒期間溫度控制見(jiàn)表1。

1.4.2 異型陰極電解槽的啟動(dòng)

在確認(rèn)焙燒溫度達(dá)到850℃以上后，準(zhǔn)備灌入12t電解質(zhì)。先緊上陽(yáng)極卡具，利用溜槽先灌入一包電解質(zhì)，電壓控制＜4v，然后拆除軟連接。再灌入2包電解質(zhì)，上抬陽(yáng)極到效應(yīng)狀態(tài)，使效應(yīng)電壓保持在15v～20v，陽(yáng)極效應(yīng)期間，用鋁耙將電解槽邊部的冰晶石推入槽內(nèi)，根據(jù)需要補(bǔ)充冰晶石或電解質(zhì)塊和堿，槽內(nèi)四角冰晶石等物料已基本熔化，人工熄滅效應(yīng)，電壓控制在7伏～8伏，在啟動(dòng)后的24小時(shí)內(nèi)，每1小時(shí)降一次電壓（見(jiàn)圖1，每次降電壓約80mv），電壓調(diào)整到24小時(shí)后的5伏～6伏。

表1 焙燒期間焙燒溫度控制表

1.3 安裝分流片和軟連接

分流片安裝采用立柱分流，將分流片的兩端安裝在立柱母線和短路母線上，安裝時(shí)，每組分流片兩端的連接必須緊固；軟連接安裝是將軟連接的兩端分別與鋁導(dǎo)桿和陽(yáng)極水平母線連接。安裝時(shí)注意軟連接與母線、導(dǎo)桿的接觸面必須打磨清理干凈并連接緊固。

1.4 通電焙燒、啟動(dòng)

國(guó)內(nèi)外大型預(yù)焙槽普遍采用焦粒焙燒，濕法啟動(dòng)工藝，焙燒時(shí)間為96h，將爐膛溫度逐步提升到啟動(dòng)需要的高溫狀

圖1 從啟動(dòng)開(kāi)始至RC接通前的電壓控制曲線

24小時(shí)后進(jìn)行灌鋁作業(yè)。準(zhǔn)備6.0噸～7.0噸液體鋁分兩次灌入，灌鋁時(shí)有專人抬陽(yáng)極，電壓應(yīng)比灌鋁前高0.3v，鋁灌完成后，每小時(shí)手動(dòng)降電壓1個(gè)回轉(zhuǎn)計(jì)讀數(shù)，在24個(gè)小時(shí)內(nèi)降至4.5伏，接通RC控制和氧化鋁模糊控制。

2 混合料焙燒啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

混合料焙燒啟動(dòng)能克服鋁液焙燒啟動(dòng)對(duì)大型電解槽壽命的不利影響，根據(jù)混合料焙燒啟動(dòng)統(tǒng)計(jì)圖（見(jiàn)圖2）可以看出：①陰極和陽(yáng)極炭塊從常溫下逐漸升高預(yù)熱，避免了電解槽在冷態(tài)下灌入高溫鋁液時(shí)的強(qiáng)烈熱沖擊；②混合料保護(hù)了陰極表面不被氧化；③啟動(dòng)時(shí)陰極先與電解質(zhì)接觸，在焙燒過(guò)程中產(chǎn)生缺陷和小裂紋被電解質(zhì)填充，啟動(dòng)時(shí)的電解質(zhì)又是2.8以上的高分子比，電解質(zhì)將有效的阻止正常生產(chǎn)過(guò)程中鋁液的滲透，對(duì)陰極炭塊起到保護(hù)作用，對(duì)延長(zhǎng)電解槽壽命也產(chǎn)生有利影響。④具有焙燒時(shí)間短，效率高，可以降低預(yù)熱電耗，增加槽晝夜等優(yōu)點(diǎn)。

圖2 混合料焙燒啟動(dòng)生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)圖

3 工藝技術(shù)參數(shù)管理

3.1 非正常管理期技術(shù)參數(shù)

在鋁電解槽生產(chǎn)中，通常把電解槽啟動(dòng)后到轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)這段時(shí)間的管理稱為非正常管理期。為了盡快建立規(guī)整爐膛，異型陰極電解槽啟動(dòng)后電壓下放的速度比普通電解槽要快，異型陰極電解槽與普通電解槽啟動(dòng)后前3個(gè)月的技術(shù)參數(shù)比較見(jiàn)表2。

表2 非正常管理期異型陰極電解槽與普通電解槽技術(shù)參數(shù)比較

3.2 過(guò)渡期和正常管理

通過(guò)一段時(shí)間的不斷摸索和實(shí)踐，異型陰極電解槽與普通電解槽過(guò)渡期和正常生產(chǎn)管理期的技術(shù)參數(shù)比較,由于異型陰極電解槽的工藝技術(shù)參數(shù)設(shè)定電壓和鋁液水平較低，但生產(chǎn)運(yùn)行基本穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）采用異形陽(yáng)極混合料焙燒啟動(dòng)異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽，成功解決了電解槽早期破損問(wèn)題。

（2）采用異形陽(yáng)極混合料焙燒啟動(dòng)的掛極、裝爐、焙燒升溫過(guò)程管理是獲得成功的關(guān)鍵。

（3）要取得好的生產(chǎn)節(jié)能效果，還需繼續(xù)改進(jìn)異型陰極槽的啟動(dòng)方法與操作方法，如通過(guò)調(diào)整混合料的比例，縮短焙燒周期等，探索新的控制思路，使異型陰極結(jié)構(gòu)電解槽有更大節(jié)能空間。