淺談降低200kA預(yù)焙鋁電解槽爐底壓降的途徑

李 洋

（中國鋁業(yè)蘭州分公司 電解一廠，甘肅 蘭州 730060）

自2009年以來，為了進(jìn)一步節(jié)能降耗，蘭州分公司積極推行電解生產(chǎn)科技進(jìn)步。根據(jù)生產(chǎn)的需要，200kA系列采用國際上最先進(jìn)的“四低一高”（高極距、低效應(yīng)系數(shù)、低槽溫、低分子比、低氧化鋁濃度）的電解生產(chǎn)技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，電解槽爐底時有沉淀結(jié)殼的發(fā)生，影響電解槽平穩(wěn)生產(chǎn)。針對爐底結(jié)殼，經(jīng)過大量的技術(shù)改造和生產(chǎn)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(jié)殼的管理經(jīng)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(chǎn)生的壓降和生產(chǎn)過程中沉積在陰極表面上的沉淀結(jié)殼產(chǎn)生的壓降兩部分組成的。在電解槽設(shè)計時考慮電解槽選用陰極內(nèi)襯材料及筑爐質(zhì)量，材料的好壞和筑爐質(zhì)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(yùn)動的電解質(zhì)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(zhì)的作用下，進(jìn)人電解質(zhì)中重溶。如果槽溫偏低、爐底發(fā)冷，沉淀會析出固體氧化鋁從而形成了結(jié)殼。在我公司實際生產(chǎn)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(yán)重，打殼錘頭打不開火眼等多方面原因，造成大量氧化鋁進(jìn)人槽內(nèi)，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(diào)整分子比

分子比是鋁電解生產(chǎn)中需要精心控制的主要參數(shù)，經(jīng)過科學(xué)的分析和生產(chǎn)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(yīng)用低分子比進(jìn)行操作有以下優(yōu)點(diǎn)：1）電解質(zhì)的初晶溫度降低；2）Na＋在陰極上放電的可能性減??；3）電解質(zhì)密度和粘度有所降低，電解質(zhì)的流動性較好，有利于鋁的析出；4）電解質(zhì)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(zhì)中分離，降低鋁液在電解質(zhì)中的溶解度；5）電解槽槽面上的電解質(zhì)結(jié)殼松軟，便于電解生產(chǎn)中更換陽極等操作。

2.2 電解槽控制氧化鋁濃度改進(jìn)對爐低壓降

對于預(yù)焙槽來說，下料需要起到向電解質(zhì)中補(bǔ)充AL203的作用，要求每次加人的料量在短時間內(nèi)完全溶解，不允許有沉于爐底的現(xiàn)象，固然就不會產(chǎn)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(shù)量相對較少，但可以增加次數(shù)。

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(zhì)的聚合物，之后繼續(xù)溶解，受電解質(zhì)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(shù)條件和生產(chǎn)操作水平

保持合適的技術(shù)條件。電解質(zhì)水平不能低于18cm，保證電解槽內(nèi)有足夠的電解質(zhì)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(yīng)系數(shù)，延長下料間隔，降低電解質(zhì)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(dá)到促使電解質(zhì)初晶溫度等溫線降到陽極炭塊之下，從而達(dá)到逐步平整爐底規(guī)整爐膛的目的。

隨著200kA電解槽生產(chǎn)的不斷改進(jìn)，四點(diǎn)同時下料方式已不適應(yīng)低溫、低電壓的生產(chǎn)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(jī)構(gòu)等進(jìn)行了改造，將電解槽下料方式由四點(diǎn)同時下料方式改為四點(diǎn)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(dá)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(chǎn)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(wěn)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(yīng)在今后的生產(chǎn)中堅持。

［1］殷恩生.160kA中心下料預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)工藝及管理[M].中南工業(yè)大學(xué)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(yè)出版社，1998.