淺談180KA預(yù)焙槽啟動(dòng)后期管理

馬祥林

【摘 要】大型預(yù)焙槽啟動(dòng)后期管理的主要任務(wù)是使電解槽盡快轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)工藝制度，以達(dá)到理想的能量、物料、電壓平衡狀態(tài)，其中心任務(wù)是建立規(guī)整槽膛，其對(duì)以后正常穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】預(yù)焙槽；啟動(dòng)后期

電解槽從啟動(dòng)結(jié)束到轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)之前，有個(gè)過渡時(shí)期稱之為啟動(dòng)后期，也稱為非正常生產(chǎn)期。對(duì)于180KA中間下料預(yù)焙槽來說，啟動(dòng)后期一般為3個(gè)月左右。啟動(dòng)后期管理的主要任務(wù)是使電解槽轉(zhuǎn)入正常工藝制度以達(dá)到理想的能量、物料、電壓平衡狀態(tài)。這一時(shí)期的管理在電解生產(chǎn)中，占有至關(guān)重要的地位，也對(duì)電解槽以后的穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。

1.電解槽啟動(dòng)后期的特點(diǎn)

1.1保持較高的電解質(zhì)溫度

在此期間，電解槽熱平衡尚未建立，即電解槽內(nèi)襯、槽殼、槽基礎(chǔ)及其它所有電解槽結(jié)構(gòu)組成部分和周圍介質(zhì)之間均未達(dá)到熱量的相對(duì)平衡，開動(dòng)時(shí)的熱量大，通過傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流大量向外傳遞。另外，這個(gè)時(shí)期分子比較高。

1.2保持較高的分子比

電解槽炭素內(nèi)襯強(qiáng)烈的吸收鈉鹽，使電解質(zhì)酸化，而強(qiáng)酸性的電解質(zhì)溶解氧化鋁的能力減小，易在陽極下部生成沉淀和結(jié)殼，造成槽底局部過熱，加速其破損。另外，在高溫、高分子比的情況下，建立的爐幫比較堅(jiān)固。因此，在非正常期必須保持較高的分子比。生產(chǎn)上經(jīng)常用曹達(dá)進(jìn)行調(diào)整。

1.3保證有足夠的電解質(zhì)量

一方面，電解質(zhì)表面的硬殼尚未形成，效應(yīng)也較多，電解質(zhì)揮發(fā)嚴(yán)重，另一方面，形成爐幫需要大量的電解質(zhì)，同時(shí)打撈炭渣又帶走一部分電解質(zhì)，所以必須經(jīng)常補(bǔ)充冰晶石或電解質(zhì)塊，以保證足夠的電解質(zhì)，也滿足電解質(zhì)具有較大的熱容量。

1.4炭渣相對(duì)較多

對(duì)于焦粒焙燒的電解槽，啟動(dòng)后炭渣較多是普遍現(xiàn)象。過多的炭渣嚴(yán)重影響電解質(zhì)的性質(zhì)，所以，要盡快的打撈干凈。

1.5金屬品位低

啟動(dòng)后期的3個(gè)月非正常生產(chǎn)期間內(nèi)，要不斷地降低溫度、電壓、分子比、陽極效應(yīng)系數(shù)及電解質(zhì)水平，同時(shí)不斷地提高鋁水平和原鋁質(zhì)量。由此可見，啟動(dòng)后期的電解槽技術(shù)條件的保持不同于正常生產(chǎn)期，槽電壓、分子比、鋁水平、效應(yīng)系數(shù)、溫度變化都比較大。

2.電解槽啟動(dòng)后期的管理

2.1加工作業(yè)

電解槽采用焦粒焙燒啟動(dòng)后，為了更進(jìn)一步地提高爐底溫度，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)人造伸腿和側(cè)部炭塊處的焙燒，采取24小時(shí)后灌鋁的方法。灌鋁后來第一個(gè)效應(yīng)后采用人工定時(shí)下料，缺省時(shí)間為280～350秒，啟動(dòng)后期加工間隔的確定是由溫度、效應(yīng)系數(shù)以及爐底情況等各方面的因素決定的。

2.2槽電壓管理

電解槽啟動(dòng)灌鋁后，電壓一般保持5.0～5.5V，啟動(dòng)后48小時(shí)電壓保持4.3～4.5V，72小時(shí)后保持正常即4.1～4.2V。電壓的設(shè)定要考慮電解質(zhì)的溫度，如果電解質(zhì)溫度較低，降低電壓的速度要慢。

2.3電解質(zhì)溫度管理

由于高溫、高分子比情況下建立的爐幫比較堅(jiān)固，所以在啟動(dòng)后期，應(yīng)保持較高的電解質(zhì)溫度，啟動(dòng)第一個(gè)月內(nèi)，保持960～980℃，第二個(gè)月保持950～970℃，第三個(gè)月保持正常935～940℃。

2.4電解質(zhì)分子比管理

為了保證較高的電解質(zhì)溫度，必須保持較高的分子比。電解槽啟動(dòng)后，第一個(gè)月內(nèi)分子比不得低于2.8，第二個(gè)月分子比保持2.75～2.78，啟動(dòng)后第三個(gè)月電解質(zhì)分子比保持正常即2.65～2.75。

2.5兩水平管理

啟動(dòng)當(dāng)月鋁水平保持16～18cm，啟動(dòng)第二個(gè)月起鋁水平保持正常即18～20cm。

啟動(dòng)后第一周內(nèi)電解質(zhì)水平保持25～35cm，第二周電解質(zhì)水平保持25～28cm。第三周至月內(nèi)電解質(zhì)水平保持22～25cm，從第二個(gè)月起，電解質(zhì)水平保持正常即20～23cm。

2.6陽極效應(yīng)系數(shù)的控制

新開槽應(yīng)保持較高的陽極效應(yīng)系數(shù)。這樣有利于爐底沉淀的溶解；電解質(zhì)的清亮；有利于炭渣和電解質(zhì)的分離，便于及時(shí)打撈；有利于陽極底掌的清理，防止陽極鈍化。

3.啟動(dòng)后期的中心任務(wù)——建立完整的爐膛

開動(dòng)后期，一項(xiàng)重要工作就是建立完整的爐膛，規(guī)整的爐膛有利于延長(zhǎng)電解槽槽壽命，有利于提高各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

3.1調(diào)節(jié)電解槽溫度

鋁電解生產(chǎn)要求有良好的穩(wěn)定與平衡，如電平衡，磁平衡，熱平衡，物料平衡等，而任一平衡的波動(dòng)都會(huì)影響熱平衡。電解槽自身具有一定的調(diào)節(jié)熱平衡的能力，即當(dāng)老的破壞被打破以后，它會(huì)用爐幫厚度的變化來建立新的平衡，以此來維護(hù)電解槽的正常運(yùn)行。

3.2提高電流效率

規(guī)整的爐膛是槽況平穩(wěn)和提高電流效率的保證，假設(shè)由于各種原因而導(dǎo)致的鋁的損失速度k（g/cm2·h）在鋁陰極上各處均等，則

電流效率（底）=1-（k/0.3356d陰（底掌））

電流效率（同邊）=1-（k/0.3356d陰（周邊））

因?yàn)閐陰（底掌）>d陰（周邊）

因此，電流效率（底掌）>電流效率（周邊）

這就是說，陽極底掌正投影下面的陰極電流效率要比其周邊陰極電流效率要高。目前在新槽設(shè)計(jì)上努力減小槽大面和小面尺寸，是有效提高電流效率措施之一。

3.3早期爐膛建立的原則

3.3.1爐膛建立要快

電解槽啟動(dòng)后，在沒有建立規(guī)整爐膛前，既對(duì)電流效率產(chǎn)生負(fù)面影響，也使人造伸腿和側(cè)部炭塊失去保護(hù)，側(cè)部人造伸腿的焙燒焦化過程是在電解槽啟動(dòng)和啟動(dòng)后期完成的。大量揮發(fā)分的逸出是需要一定時(shí)間的，為使氣體排出不致過分激烈，要求啟動(dòng)時(shí)將電解質(zhì)塊附于其上，讓電解質(zhì)自然熔化來減緩人造伸腿的熱梯度。

3.3.2分子比要高

電解槽在日后生產(chǎn)中，若要保持一個(gè)好的爐幫，就要保證至少高于電解質(zhì)初晶溫40℃以上（或高于電解溫度30℃以上）而側(cè)部爐幫不化。因此電解槽啟動(dòng)后期建立爐膛時(shí)的分子比不應(yīng)低于2.80。

3.3.3及時(shí)補(bǔ)充電解質(zhì)

由于電解槽啟動(dòng)后，要形成一定厚度爐幫，電解質(zhì)水平下降很快，要及時(shí)補(bǔ)充，否則高的效應(yīng)系數(shù)會(huì)將剛剛形成好的爐幫熔化。

3.3.4要重視電解質(zhì)成分的調(diào)整

電解質(zhì)成分不僅僅是分子比，還有氟化鈣、氟化鎂、氧化鋁等。氟化鈣是一種礦化劑，含量在啟動(dòng)后就達(dá)到3～6%。這樣有利于爐幫的快速形成。

3.3.5選用好的料塊

在換極的邊部加工時(shí)，選擇經(jīng)破碎（粒度50～100mm）的清極塊和電解質(zhì)塊做為大面覆蓋用料，這種物料含有大量的a-Al2O3，又是高分子比成分，對(duì)爐膛的形成有非常顯著的作用。

4.結(jié)束語

電解槽啟動(dòng)后期管理是為了讓其在轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)期之前達(dá)到理想的各種平衡狀態(tài)，在此期間的主要任務(wù)是建立規(guī)整的爐膛，以使電解槽在以后的運(yùn)行中有好的電流效率和槽壽命。

【參考文獻(xiàn)】

[1]任永杰，劉繼平.預(yù)焙槽煉鋁的焦粒焙燒和啟動(dòng)工藝[M].甘肅文化出版社，2000.

[2]劉鋼.鋁電解槽早期爐膛的建立[J].輕金屬，2001，（11）：36-38.