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        異型陰極預焙鋁電解槽的焙燒啟動

        2018-12-12 07:50:58張孝強
        世界有色金屬 2018年19期

        張孝強

        (中國鋁業(yè)貴州分公司,貴州 貴陽 550014)

        我公司從2009年2月份起,逐漸開始投入異型陰極槽的生產(chǎn),槽況運行基本穩(wěn)定。目前已經(jīng)取得了一定的進展和廣泛的推廣應用。結(jié)合160kA異型陰極電解槽的生產(chǎn)實踐,對異型電解槽從掛極、裝爐、焙燒、啟動到后期管理的各個環(huán)節(jié)應注意的問題進行總結(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

        1.1 混合料的鋪設掛極

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

        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,邊部加工面和陽極上均勻地鋪設上2噸冰晶石,均勻撒上1噸堿,陽極上加保溫料進行保溫,均勻覆蓋陽極、邊部加工面等。態(tài),使爐內(nèi)部分原料(冰晶石等)熔化,具備啟動條件。

        1.4.1 通電焙燒

        在確認準備完成后,現(xiàn)場聯(lián)系通電,通電2小時后,測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。焙燒期間每兩小時測量一次焙燒溫度、記錄一次槽電壓和測量一次軟連接的軟帶溫度;每班測量一次陽極電流分布,特殊情況追加測量次數(shù)。焙燒期間溫度控制見表1。

        1.4.2 異型陰極電解槽的啟動

        在確認焙燒溫度達到850℃以上后,準備灌入12t電解質(zhì)。先緊上陽極卡具,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),上抬陽極到效應狀態(tài),使效應電壓保持在15v~20v,陽極效應期間,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,電壓控制在7伏~8伏,在啟動后的24小時內(nèi),每1小時降一次電壓(見圖1,每次降電壓約80mv),電壓調(diào)整到24小時后的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,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桿和陽極水平母線連接。安裝時注意軟連接與母線、導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

        國內(nèi)外大型預焙槽普遍采用焦粒焙燒,濕法啟動工藝,焙燒時間為96h,將爐膛溫度逐步提升到啟動需要的高溫狀

        圖1 從啟動開始至RC接通前的電壓控制曲線

        24小時后進行灌鋁作業(yè)。準備6.0噸~7.0噸液體鋁分兩次灌入,灌鋁時有專人抬陽極,電壓應比灌鋁前高0.3v,鋁灌完成后,每小時手動降電壓1個回轉(zhuǎn)計讀數(shù),在24個小時內(nèi)降至4.5伏,接通RC控制和氧化鋁模糊控制。

        2 混合料焙燒啟動的優(yōu)點

        混合料焙燒啟動能克服鋁液焙燒啟動對大型電解槽壽命的不利影響,根據(jù)混合料焙燒啟動統(tǒng)計圖(見圖2)可以看出:①陰極和陽極炭塊從常溫下逐漸升高預熱,避免了電解槽在冷態(tài)下灌入高溫鋁液時的強烈熱沖擊;②混合料保護了陰極表面不被氧化;③啟動時陰極先與電解質(zhì)接觸,在焙燒過程中產(chǎn)生缺陷和小裂紋被電解質(zhì)填充,啟動時的電解質(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)過程中鋁液的滲透,對陰極炭塊起到保護作用,對延長電解槽壽命也產(chǎn)生有利影響。④具有焙燒時間短,效率高,可以降低預熱電耗,增加槽晝夜等優(yōu)點。

        圖2 混合料焙燒啟動生產(chǎn)情況統(tǒng)計圖

        3 工藝技術參數(shù)管理

        3.1 非正常管理期技術參數(shù)

        在鋁電解槽生產(chǎn)中,通常把電解槽啟動后到轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)這段時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后前3個月的技術參數(shù)比較見表2。

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

        3.2 過渡期和正常管理

        通過一段時間的不斷摸索和實踐,異型陰極電解槽與普通電解槽過渡期和正常生產(chǎn)管理期的技術參數(shù)比較,由于異型陰極電解槽的工藝技術參數(shù)設定電壓和鋁液水平較低,但生產(chǎn)運行基本穩(wěn)定。

        4 結(jié)語

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

        (2)采用異形陽極混合料焙燒啟動的掛極、裝爐、焙燒升溫過程管理是獲得成功的關鍵。

        (3)要取得好的生產(chǎn)節(jié)能效果,還需繼續(xù)改進異型陰極槽的啟動方法與操作方法,如通過調(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。

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