第二章——鋁電解槽的焙燒啟動與非正常期管理

1、2、預(yù)焙鋁電解槽的焙燒、啟動及非正常期管理新建或大修后的鋁電解槽在進(jìn)入生產(chǎn)前，要經(jīng)過焙燒與啟動過程。而從啟動結(jié)束到轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，還需要一定的過渡時期。這一時期稱之為非正常期。所謂焙燒（對于預(yù)焙槽而言，又稱為預(yù)熱），就是利用置于鋁電解槽陰、陽兩極間的發(fā)熱物質(zhì)產(chǎn)生熱量，使電解槽陽極、陰極（含內(nèi)襯）的溫度升高，實現(xiàn)下列目的：使陰極炭塊間和槽周邊的扎糊燒結(jié)焦化，與陰極炭塊形成一個牢固的整體；烘干陰極內(nèi)襯，并逐步將槽膛溫度提高到接近電解溫度（900以上），為啟動電解槽做準(zhǔn)備。所謂啟動，就是使電解槽在聯(lián)通了系列電流的狀態(tài)下，形成發(fā)生電解反應(yīng)所需具備的基本技術(shù)條件，包括形成一定高度的電解質(zhì)熔體和鋁液，并使鋁

2、電解槽的主要技術(shù)參數(shù)（極距、槽電壓、槽溫、電解質(zhì)成分、氧化鋁濃度等）進(jìn)入到電解所需的范圍之內(nèi)。啟動后的非正常期是使鋁電解槽逐漸建立正常的生產(chǎn)技術(shù)條件的過渡時期。在這一時期，電解槽由啟動初期的高槽溫、高槽電壓、高電解質(zhì)水平、高分子比逐漸走向正常水平，并在槽膛四周逐漸形成由-Al2O3與冰晶石組成的固態(tài)結(jié)殼，建立起規(guī)整、穩(wěn)定的槽膛內(nèi)形，從而建立起理想的熱平衡（能量平衡）與物料平衡。電解槽的焙燒啟動雖然只有短短的幾天，但對電解槽啟動后的工作狀態(tài)產(chǎn)生重大影響，尤其是對電解槽的壽命產(chǎn)生決定性的影響。非正常期的長短視不同的槽型、運行條件與技術(shù)方案在13個月之間，該時期管理好壞也直接關(guān)系到電解槽能否順利轉(zhuǎn)入

3、正常生產(chǎn)，而且對電解槽壽命產(chǎn)生巨大影響。焙燒啟動與非正常期管理不當(dāng)，很容易造成陰極破損、漏槽事故，或者會使電解槽先天不足，終身病態(tài)。因此，許多學(xué)者的論述均提醒對鋁電解槽的焙燒、啟動與非正常期管理給予足夠重視1-3。2.1 焙燒鋁電解槽焙燒方法可以分為兩大類，一類為電焙燒法；另一類為燃料（燃?xì)?、燃油）焙燒法（又稱外加熱法）。根據(jù)發(fā)熱電阻物料的不同，電焙燒法又分為：鋁液焙燒法，即用鋁液作電阻體的電焙燒法；焦粒（或石墨粉）焙燒法，即用焦炭顆粒或石墨粉作電阻體的電焙燒法。（1）鋁液焙燒法鋁液焙燒法是在電解槽內(nèi)灌入一定量的鋁液，覆蓋在陰極表面上，并且與陽極接觸，構(gòu)成電流回路，電解槽通電后產(chǎn)生熱量，焙燒電

4、解槽。鋁液焙燒法示意圖見圖1。鋁液焙燒的基本程序是，焙燒之前在槽膛四周用固體電解質(zhì)塊砌筑堰墻，以減緩鋁液對人造伸腿的直接沖擊并縮小鋁液的鋪展面積，完成堰墻砌筑后將預(yù)焙陽極安放在離陰極表面約22.5cm遠(yuǎn)處；然后從從出鋁端灌入鋁液（鋁液厚度約4cm），鋁水布滿槽底包住陽極后即可通電；接著往槽內(nèi)裝入冰晶石和純堿，并將冰晶石覆蓋到陽極上以加強(qiáng)保溫并避免陽極氧化；最后通入全電流進(jìn)行焙燒。由于鋁液本身電阻很小，大部分熱量則由陰極和陽極產(chǎn)生，總發(fā)熱量不大，這是鋁液焙燒電解槽一次通入全電流的原因。盡管通入全電流，因產(chǎn)生的熱量較低，一般大型預(yù)焙槽的焙燒時間長達(dá)78晝夜。在焙燒初期剛通電時，沖擊電壓會高達(dá)6伏，

5、隨后電壓逐漸降低（因槽底電阻逐漸減少），在第6晝夜時，電壓降低到1.5伏，因為此時發(fā)熱量低而無法滿足焙燒溫度的要求，因此要稍稍提升陽極，使電壓升高到2伏左右，然后繼續(xù)焙燒。提升陽極之前，鋁液的溫度在很長時間內(nèi)保持在600左右，但在稍稍提升陽極之后，鋁液溫度很快就會升高到900980。整個過程以控制鋁液溫度的上升速度為管理點。經(jīng)過8晝夜的均勻而緩慢地焙燒之后，達(dá)到啟動溫度后，電解槽便可以啟動了圖 1 鋁液焙燒示意圖1 陽極母線； 2 陽極； 3 鋁水； 4 陰極碳塊； 5 電解質(zhì)、冰晶石、保溫料。（2）焦粒（石墨粉）焙燒法（a）焦粒焙燒法焦粒焙燒法是在陰、陽極之間鋪上一層煅后石油焦顆粒作為電阻體

6、，電解槽通電后，焦粒層便在陰、陽極之間產(chǎn)生焦?fàn)枱幔簾娊獠?，同時，陰極和陽極本身的電阻也產(chǎn)生熱量，在其內(nèi)部焙燒。焦粒焙燒法示意圖見圖2。焦粒焙燒法的基本程序是，在焙燒開始之前，在陽極與陰極之間均勻地鋪設(shè)一層粒度約13mm、厚度約1020mm的煅軋后的焦粒，作為“加熱元件”，其中焦粒應(yīng)選用抗氧化性能強(qiáng)、體積密度變化小和粒度適當(dāng)?shù)撵押蠼沽＃员阌欣诮沽优c陽極底掌之間的通電接觸良好和發(fā)熱電阻穩(wěn)定；焦粒鋪設(shè)好后掛上陽極并將陽極壓實在焦粒層上；為了使陽極的重量全部壓在焦粒上，并保證焙燒過程中槽底膨脹變形不影響陽極與焦粉的良好接觸，目前一般都采用軟聯(lián)接器來聯(lián)接陽極導(dǎo)桿與陽極大母線；與鋁液焙燒類似，在

7、電解槽裝料前在槽膛四周用固體電解質(zhì)塊砌筑堰墻以保護(hù)人造伸腿（但目前一些企業(yè)不再這樣做，理由是電解質(zhì)塊在電解槽啟動時及啟動后很容易滑到陽極底下，妨礙陽極升降，甚至頂壞陽極升降機(jī)構(gòu)的絲杠，并且電解質(zhì)塊溶化慢，容易導(dǎo)致邊部形成沉淀，妨礙高質(zhì)量槽膛的形成）；接下來，將冰晶石與純堿添加到槽內(nèi)和陽極上，起保溫和避免陽極氧化作用；并且安裝分流器，使電解槽在通電焙燒的初期階段有一部分電流被分流，不經(jīng)過焙燒槽，避免升溫過快（當(dāng)電解槽需要加大焙燒電流時，分階段拆除分流器）；最后通電焙燒。大型槽一般分45級送電，在每級電流停留35分鐘，在20分鐘內(nèi)送滿全電流。焙燒過程中通過調(diào)整分流器來調(diào)整實際進(jìn)入焙燒槽的電流強(qiáng)度。

8、電解槽通電后焙燒6070小時，槽電壓從最初的4左右 (沖擊電壓約為6)逐步降至約2。陰極表面溫度也從冷態(tài)逐步焙燒至950左右。中縫、陽極縫間的冰晶石已熔化成電解質(zhì)液（高度1020cm）。至此，電解槽完成焙燒，具備啟動條件。圖 2 焦粒焙燒法示意圖1 陽極母線；2 軟連接；3 陰極內(nèi)襯；4 陽極；5 焦粒； 6 電解質(zhì)塊、冰晶石、保溫料（b）石墨粉焙燒法石墨粉焙燒法與焦粒焙燒法類似。它是采用不同粒度配比的石墨作為焙燒發(fā)熱電阻體，用專門的格篩將其均勻鋪滿電解槽槽底，然后將陽極直接坐在鋪好的石墨層上。裝好爐料后即可直接送電焙燒。在電解槽通電焙燒期間，要對槽底的焙燒溫度進(jìn)行跟蹤測量，所有極縫之間都要作

9、為跟蹤測量點，當(dāng)測量槽底的平均焙燒溫度達(dá)到780時，就具備了啟動條件。到達(dá)此溫度一般只需72小時。由于石墨粉導(dǎo)電性好，該法不用分流片，直接采用全電流焙燒，電耗費用低。但與焦粒焙燒法相比，其工藝技術(shù)要求更加嚴(yán)格。在電解槽陰極表面鋪設(shè)石墨層時，要求將石墨鋪平、鋪均、高度一致，否則將導(dǎo)致焙燒時導(dǎo)電不均勻，影響焙燒效果。由于國產(chǎn)石墨粉是生產(chǎn)石墨電極的附屬產(chǎn)品，里面含有雜質(zhì)，因此石墨的成分難以保證；陽極導(dǎo)桿和陽極炭塊的澆鑄必須垂直，表面要光滑平整，以保證陽極與石墨層充分接觸；操作要一次完成。以上要求高且操作難度大，加之石墨粉價格高且熔化電解質(zhì)費用太高，因此與焦粒焙燒比較優(yōu)越性不大，目前少見應(yīng)用。（3）燃

10、料焙燒法圖3 燃料焙燒示意圖該法是在陰、陽極之間用火焰來加熱，因此需要可燃物質(zhì)、燃燒器，同時陽極上面要加保溫罩，才能使高溫氣體停留在槽內(nèi)，并防止冷空氣竄入?；鹧娈a(chǎn)生在陰、陽極之間，依靠傳導(dǎo)、對流和輻射，將熱量傳輸?shù)狡渌课?。圖3是燃料焙燒示意圖。燃料通常為油、天然氣或煤氣。待電解槽焙燒完畢后，通電、啟動同時進(jìn)行。美國4、挪威5等國先后對燃料焙燒進(jìn)行了試驗研究并獲得較好的結(jié)果。我國的中國鋁業(yè)股份廣西分公司與重慶大學(xué)合作在國內(nèi)率先進(jìn)行了燃料焙燒法的工業(yè)試驗研究6。使用燃油焙燒的燃料焙燒系統(tǒng)包括一個燃燒器，一個噴油嘴和供油系統(tǒng)、空氣管和燃油管；一個控制裝置，控制熱電偶和絕熱罩。調(diào)節(jié)預(yù)焙陽極為燃燒提供

11、燃燒空間，把燃燒器放在適當(dāng)?shù)奈恢?，以保證在碳塊表面上有最大的熱氣流循環(huán)和最小的火焰沖擊。焙燒完成時，關(guān)閉燃油（空氣）的供給系統(tǒng)，移開燃燒器和絕熱罩，下降陽極，使陽極恢復(fù)到電解槽啟動的位置。向電解槽內(nèi)灌入熔化冰晶石的同時，通電啟動電解槽。（4）三種焙燒法的優(yōu)缺點比較（a）鋁液焙燒法的優(yōu)缺點鋁液焙燒的優(yōu)點比較突出，即方法簡便，容易操作，不需要增加任何其他臨時設(shè)施；焙燒后，電解槽內(nèi)的溫度分布雖然不均勻，但不會出現(xiàn)嚴(yán)重的陰極局部過熱的現(xiàn)象；由于陰極的表面覆蓋一層鋁液，因此在焙燒過程中，陰極碳塊不會被氧化；可以使用部分高殘電極焙燒，有利于降低生產(chǎn)成本，啟動后電解質(zhì)潔凈無夾雜，省工省料。雖然鋁液焙燒具有上

12、述優(yōu)點，但是其缺點也同樣突出。首先，鋁液焙燒啟動法因鋁液的電阻小升溫慢，焙燒時間長，造成焙燒過程能耗較高，效率較低；其次，鋁液首先與陰極表面接觸，在焙燒過程中陰極表面產(chǎn)生缺陷和細(xì)小裂紋，首先由金屬鋁液充填，由于金屬鋁的熱脹冷縮作用以及電解溫度的變化，滲透陰極細(xì)小裂紋中的金屬鋁凝固和熔化的交替作用，會進(jìn)一步使細(xì)小裂紋擴(kuò)大，加速鋁液滲透作用，造成鋁液進(jìn)入內(nèi)襯中而導(dǎo)致電解槽早期破損；另外，焙燒溫度低也給陰極扎縫糊和邊部扎固糊造成焙燒不徹底，啟動后升溫劇烈，升溫梯度過大，造成較大的內(nèi)應(yīng)力使其產(chǎn)生裂縫，金屬鋁液進(jìn)入裂縫，進(jìn)而破壞電解槽的熱平衡，使金屬鋁的熱脹冷縮作用以及電解溫度的變化的頻率加快，反過來加

13、速鋁液滲透作用，造成電解槽早期破損或壽命較短；對大型電解槽，由于電解槽底的陰極表面積很大，鋁液還未充滿陰極表面便開始凝固，如何確保鋁液在通電之前，以液態(tài)的形式充滿陰極表面又成為一個難題。隨著大型預(yù)焙鋁電解槽的推廣使用，尤其是大型預(yù)焙鋁電解槽長度的增加使灌鋁操作變得復(fù)雜和困難，再加上大型預(yù)焙鋁電解槽單槽造價的大幅上升，追求較長電解槽壽命以降低原鋁成本是現(xiàn)代電解鋁廠的主要目標(biāo)之一，因鋁液焙燒法對電解槽壽命的影響比較大，故現(xiàn)在鋁液焙燒法在大型預(yù)焙槽上被淘汰。（b）焦粒焙燒法的優(yōu)缺點焦粒焙燒啟動方法克服了鋁液焙燒啟動存在的一些缺點（尤其是鋁液焙燒啟動法對大型槽槽壽命的不利影響），具有時間短、效率高、對

14、電解槽壽命產(chǎn)生有利的影響等優(yōu)點。陰極碳塊由常溫逐步升高，且首先與液體電解質(zhì)接觸，這樣焙燒過程中陰極表面產(chǎn)生缺陷和細(xì)小裂紋將由電解質(zhì)填充，加之此時電解質(zhì)分子比較高，一般在2.8以上，因此，將有效的阻止正常電解過程鋁液滲透，對陰極起著保護(hù)作用，也就是說對電解槽壽命產(chǎn)生有利的影響。我國白銀有色金屬公司鋁廠是我國最早在大型預(yù)焙槽上開發(fā)應(yīng)用“焦粒焙燒電解質(zhì)濕法啟動技術(shù)”的工廠7，1989年8月在從日本千葉鋁廠購買的155kA預(yù)焙槽上使用該技術(shù)，十年后（1999年）通過甘肅省科技成果鑒定。其后，隨著我國大型預(yù)焙鋁電解槽的快速推廣應(yīng)用（并已將自焙鋁電解槽淘汰），新型焦粒焙燒啟動法迅速在全國推廣應(yīng)用，已取代了

15、鋁液焙燒。新型焦粒焙燒啟動法經(jīng)過這幾年大量的應(yīng)用，其自身的缺點也逐步體現(xiàn)出來，其最大的缺點是電解槽焙燒過程中，因鋪墊的炭粒不可能達(dá)到完全均勻一致等原因，難以保證電流均勻分布。雖然采用了軟連接技術(shù)和分流器裝置，增強(qiáng)了對電流分布的調(diào)整，但調(diào)整效果有限。電流分布的不均勻?qū)е玛帢O表面溫度不很均勻，可能產(chǎn)生局部過熱。此外，該法對槽邊部扎固糊（人造伸腿）的焙燒不良；啟動后電解質(zhì)碳渣多，需要清除碳渣，費工費料。（c）燃料焙燒法的優(yōu)缺點燃料焙燒法可通過調(diào)節(jié)燃燒器來控制加熱速度，加熱速度的可控性好，并可通過移動加熱器來控制溫度分布，使陰極表面溫度緩慢均勻上升；在焙燒過程中，由于陰極表面和陰極本體的溫度梯度較小，

16、因而熱應(yīng)力較小，有利于防止陰極表面形成裂縫；由于焙燒時被完全密閉，所以輻射熱和瀝青煙的散發(fā)量減少，消除了電阻焙燒過程中的調(diào)整陽極作業(yè)，焙燒操作的環(huán)境得到顯著改善；對邊部扎糊的焙燒能達(dá)到其它焙燒方法無法達(dá)到的效果；與焦粒焙燒法一樣，啟動時首先灌入的電解質(zhì)能填充陰極內(nèi)襯以及邊部扎固糊因焙燒而出現(xiàn)的裂紋；啟動后電解質(zhì)潔凈，也不需要撈除碳渣。燃料焙燒需要專用的較復(fù)雜的燃料燃燒裝置，方法復(fù)雜，操作難度大，裝置維修量大，焙燒過程燃料消耗（能耗）高，并且人們對電解高溫環(huán)境使用燃油、燃?xì)猓ㄌ貏e是燃?xì)猓┑陌踩珕栴}存在擔(dān)心。從工藝本身而言，該法最大的缺點還是陰極氧化問題。由于高溫?zé)煔獾难鹾靠刂埔约叭紵臻g的密封

17、問題難以解決，陰極表面被煙氣和空氣氧化的問題難以解決好，嚴(yán)重時陰極碳塊和搗糊縫燃燒；雖然能對側(cè)壁生糊進(jìn)行焙燒，但容易產(chǎn)生垂直裂縫和表面剝落現(xiàn)象。上述陰極氧化問題成為導(dǎo)致電解槽早期破損的重要隱患。為了避免陰極氧化，可采用在陰極表層鋪設(shè)耐熱鋼板，但這些裝置的設(shè)置一方面阻止了燃燒的高溫?zé)煔鈱﹃帢O的熱傳輸，使燃料焙燒的優(yōu)勢不能充分發(fā)揮；另一方面需要大量的機(jī)械和相應(yīng)的配套設(shè)備來達(dá)到控制陰極碳塊及扎縫和邊部扎糊的燃燒，使操作進(jìn)一步復(fù)雜。中國鋁業(yè)股份廣西分公司與重慶大學(xué)合作開發(fā)的高溫?zé)煔獗簾夹g(shù)強(qiáng)調(diào)使用燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈦砑訜徜X電解槽（而不是火焰直接加熱），并通過對關(guān)鍵裝置（燃燒器和分配室）的優(yōu)化設(shè)計來

18、降低高溫?zé)煔獾难鹾?，以避免火焰和煙氣本身對陰極的氧化，但依然不能解決因密閉不好漏入空氣導(dǎo)致的氧化問題。目前，該方法在我國尚處于試用階段。（d）三種焙燒法的定性比較 表1是對三種焙燒方法在大型預(yù)焙槽上應(yīng)用效果的定性比較。須指出，由于各方法的成熟程度不同，同一方法在不同企業(yè)或不同條件下的實施效果也存在差異，加之各方法在某些比較項（例如溫度分布均勻性）既有有利的一面，也有不利的一面，因此一些定性比較存在不確定性或存在分歧。表1 三種焙燒方法在大型預(yù)焙槽上應(yīng)用效果的定性比較序號項 目鋁液焙燒焦粒焙燒燃料焙燒1焙燒時間長短較短*2升溫控制難較易易*3溫度分布均勻性較均勻較均勻均勻*4對陰極熱沖擊大較

19、小小*5裂縫填充物鋁電解質(zhì)電解質(zhì)6陰、陽極氧化少少多7對人造伸腿焙燒差差好*8送電難易較易難易*9操作難易程度易較易難10運行輔助設(shè)備無較多多11焙燒費用大小較小12能源利用率低高較高*13對啟動的影響小較大大注：*表示人們所期望的定性2.2 啟動鋁電解槽完成焙燒后，進(jìn)入啟動階段。啟動方法常采用的有兩種，即干法啟動與濕法啟動，前者通常在新電解廠開動時尚無現(xiàn)成的液體電解質(zhì)情況下頭一、二臺槽上采用，在有生產(chǎn)槽的系列中啟動多數(shù)采用濕法啟動。啟動的必要條件是：陰極表面6070%的面積達(dá)到了900以上；對于濕法啟動，還有一個必要條件是槽內(nèi)60%以上的面積有1015cm的熔融電解質(zhì)。（1）干法啟動干法啟動

20、即是利用電解槽陰、陽極之間產(chǎn)生的電孤高溫將固體冰晶石熔化成液體電解質(zhì)，其做法是不斷向焙燒好的電解槽的陰、陽極間添加冰晶石，慢慢提升陽極，陽極脫開陰極的部分便產(chǎn)生強(qiáng)烈電孤而形成高溫，使冰晶石熔化，當(dāng)槽內(nèi)有了適當(dāng)高度的液體電解質(zhì)后，可引發(fā)陽極效應(yīng)，加速電解質(zhì)熔化。待到有足夠高度的液體電解質(zhì)后，便加入氧化鋁熄滅陽極效應(yīng)，電壓保持在68V，保持一段時間后（24小時以上），灌入適量鋁液，電解槽進(jìn)入生產(chǎn)階段，啟動即告結(jié)束。對于新廠頭一、二臺槽啟動無液體鋁水時，可采用慢慢向槽內(nèi)加入鋁錠逐漸熔化而成，此時，槽電壓高些，以補(bǔ)充熔化鋁錠的熱量。干法啟動一開始兩極間產(chǎn)生的強(qiáng)烈電孤，嚴(yán)格損傷陰、陽極表面，尤其陰極表面

21、的損傷將會殃及電解槽的使用壽命，特別是焦粒焙燒清爐后進(jìn)行啟動的電解槽尤為嚴(yán)重。鋁水焙燒的電解槽在啟動之前陰極表面已有一層液態(tài)鋁，電弧產(chǎn)生在陽極和鋁液表面，鋁水起到了保護(hù)陰極的作用。干法啟動時抬陽極必須小心謹(jǐn)慎，尤其一開始切不可抬之過快，以防發(fā)生強(qiáng)烈崩爆，破壞電解槽內(nèi)襯，以及發(fā)生意外事故。通常利用槽電壓的高低來監(jiān)示，一般電壓控制在1015V。開始電壓擺動較大，這是由于陰極、陽極接觸不良所致，待有一定液體電解質(zhì)浸沒陰、陽極后，電壓漸趨穩(wěn)定，方可繼續(xù)慢慢升高電壓，加速冰晶石熔化，直到有足夠液體電解質(zhì)為止。（2）濕法啟動濕法啟動即是向待啟動的電解槽內(nèi)灌入一定量的液體電解質(zhì)，同時上抬陽極，逐漸引發(fā)人工效

22、應(yīng)（也有不讓發(fā)生人工效應(yīng)的）。在人工效應(yīng)期間可將陽極上用于保溫的冰晶石推入槽內(nèi)熔化，若電解質(zhì)量不足，還需要投入冰晶石，直到液體電解質(zhì)達(dá)到規(guī)定高度，便可投入一定數(shù)量的氧化鋁，熄滅效應(yīng)。灌入的電解質(zhì)需要在生產(chǎn)槽上準(zhǔn)備，一般要求電解質(zhì)溫度盡量高些，以保證抽取順利和倒入啟動槽時有足夠的流動性。效應(yīng)時間一般不超過半小時，效應(yīng)電壓保持在2030V，具體根據(jù)電解槽焙燒溫度和槽內(nèi)電解質(zhì)高度而定。效應(yīng)期間根據(jù)需要添加冰晶石，效應(yīng)持續(xù)時間為2530分鐘，當(dāng)電解質(zhì)高度達(dá)到2530cm后，人工熄滅效應(yīng)。效應(yīng)熄滅后應(yīng)保持較高的槽電壓，一般在68V，中、小型槽為810V，保持一段時間后（24小時以上），向槽內(nèi)灌入一定量的

23、鋁液作為槽內(nèi)在產(chǎn)鋁，加好陽極保溫料，啟動便告結(jié)束。用焦粒焙燒的電解槽，啟動之前若未清除焦粒，人工效應(yīng)后必須組織人力撈取碳渣，以保證電解質(zhì)潔凈。濕法啟動與干法啟動比較，有省電、操作方便、勞動強(qiáng)度低、安全可靠等優(yōu)點，尤其不會對陰極內(nèi)襯帶來損傷，所以大多數(shù)電解槽的啟動都采用濕法。但濕法啟動需在生產(chǎn)槽上準(zhǔn)備液體電解質(zhì)，這樣或多或少地影響生產(chǎn)槽的技術(shù)條件，尤其預(yù)焙陽極電解槽，在準(zhǔn)備啟動用液體電解質(zhì)時需提前提高槽電壓，讓電解質(zhì)水平升高，容易出現(xiàn)熔化爐膛和熔化陽極鋼爪等情況，所以應(yīng)特別注意。近年來有些廠家采用所謂“無效應(yīng)濕法”啟動，則是將電解質(zhì)灌入待啟動槽后抬高電壓不超過10V，讓其慢慢熔化固體物料，這樣需

24、經(jīng)過數(shù)小時乃至十幾小時，才能啟動完畢，啟動時間較長。但該法有啟動期間物料揮發(fā)損失小，環(huán)境條件較好等優(yōu)點。采用該法時，應(yīng)適當(dāng)提高電解槽焙燒溫度，以防止灌入的電解質(zhì)凝固，影響啟動質(zhì)量。無論采用何種方法啟動，都必須使投入的固體物料（邊部砌筑塊除外）充分熔化，電解質(zhì)溫度應(yīng)盡量高一些，這是因為啟動期間投入的固體物料若不充分熔化，將以沉淀積于槽底，當(dāng)灌入鋁水后爐底溫度降低，便難以熔化，日久天長便在爐底結(jié)成堅硬的結(jié)殼，既影響電解槽轉(zhuǎn)入正常運行，也影響陰極內(nèi)襯壽命。此外，新啟動槽散熱損失大，內(nèi)襯在啟動后相當(dāng)一段時間內(nèi)還會吸收大量熱量，若啟動時電解質(zhì)溫度低，很容易出現(xiàn)電解質(zhì)水平急速下降，并在爐底產(chǎn)生沉淀，造成爐

25、膛畸形。2.3 啟動初期管理電解槽啟動初期即指人工效應(yīng)熄滅后到第一次出鋁期間，一般為兩晝夜（48小時）。時間雖短，但電解槽的各項技術(shù)條件發(fā)生了明顯變化?，F(xiàn)代大型槽在啟動后至少經(jīng)過24h以后才灌入鋁液，理由有二：首先，電解槽雖在啟動中經(jīng)過半小時左右的人工效應(yīng)，槽溫上升到近1000，但仍有部分固體物料未完全熔化，為了使電解槽灌鋁后不致產(chǎn)生爐底沉淀，人工效應(yīng)后必須保持一定時間的高溫方可灌鋁，使啟動中添加的副原料得以充分熔化；其次，避免過早地讓陰極接觸鋁液，而是讓陰極中的細(xì)小裂縫先被冰晶石填充滿，讓內(nèi)襯中的底糊繼續(xù)焙燒好并且體積膨脹，而不讓鋁液先進(jìn)去。啟動后經(jīng)歷24h以上，向槽內(nèi)灌入鋁水作為在產(chǎn)鋁，使

26、鋁液高度達(dá)到1418cm。灌鋁后電解槽便進(jìn)入了生產(chǎn)階段，其標(biāo)志是槽溫明顯下降，陽極周圍的電解質(zhì)沸騰正常，槽周表面開始形成電解質(zhì)結(jié)殼。啟動初期的重要管理工作有：（1）電解質(zhì)成分管理。由于啟動初期電解槽陰極吸鈉處于最劇烈期，電解質(zhì)分子比會下降很快，為了滿足電解槽在高溫與高分子比狀態(tài)形成穩(wěn)固的槽膛，啟動后要求電解質(zhì)分子比為2.8（質(zhì)量比1.4）以上，氧化鈣含量5%左右，故在這期間還應(yīng)根據(jù)裝爐原料及灌入電解質(zhì)量進(jìn)行估算，投入適量的蘇打和氟化鈣。若電解質(zhì)高度不足30cm者，還需在期間添加冰晶石。（2）下料管理。電解槽在啟動后即可投入自動下料，但采用定時下料的控制方式。由于啟動初期電解槽并未進(jìn)入正常電解過

27、程，因此必須避免供料過量，防止產(chǎn)生沉淀和保持12次的AE系數(shù)，但是也要防止AE重復(fù)多發(fā)。因此，在灌鋁之前，下料間隔比正常加料間隔延長一倍左右；灌鋁之后下料間隔仍須大于正常下料間隔（例如，為正常下料間隔的1.5倍）；AE發(fā)生后再逐漸縮短加料間隔。（3）槽電壓管理。啟動初期，電解槽的電壓均由人工調(diào)節(jié)。在灌鋁前，電壓需從人工效應(yīng)后的68V逐漸下降到56V，一般每隔半小時左右手動調(diào)節(jié)一次。在灌鋁后槽電壓需逐步下降到4.34.5V（具體值須依據(jù)電解槽的熱平衡與工藝條件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)而定），因此灌鋁后仍需35小時一次的手動調(diào)整電壓。（4）槽溫管理。前面已指出，灌鋁前須維持電解槽處于較高的溫度。從灌鋁后到第一次

28、出鋁，槽溫一般從近1000下降到970980。由于新啟動槽熱損失大，電解質(zhì)水平下降快，為了減少熱損失量，灌鋁后必須在陽極上適當(dāng)加氧化鋁保溫。須注意電解槽表面是否已形成封閉的結(jié)殼，除中間下料孔外，其余地方幾乎沒有冒火跑煙之處，若經(jīng)過兩天兩夜電解槽仍結(jié)不上殼，證明啟動溫度過高，必須加快降低電壓。（5）電解質(zhì)高度管理。應(yīng)特別注意其下降速度，到第一次出鋁時電解質(zhì)高度應(yīng)在2630cm，不得低于25cm，若下降太快，必須加強(qiáng)陽極保溫和放慢電壓下降速度，同時添加冰晶石以補(bǔ)充電解質(zhì)。（7）清理碳渣。對于焦粒焙燒的電解槽，啟動后還要作電解質(zhì)清理工作，清除浮游碳渣。在電解槽啟動初期，除了技術(shù)條件發(fā)生明顯變化之外，

29、陰極內(nèi)襯組織也處于較大變化之中，陰極內(nèi)襯的焙燒仍在繼續(xù)，因此該時期的管理需特別關(guān)注與槽壽命相關(guān)的因素。前已述及，電解槽焙燒期間槽周扎糊帶處于未焦化狀態(tài)。電解槽啟動時，為了保護(hù)邊部，一般要求邊部電解質(zhì)塊砌筑體不可被全部熔化，使之能緩沖邊部免受強(qiáng)烈熱震。電解槽啟動后，雖然槽溫在不斷降低，但仍處于較高溫度，邊部電解質(zhì)塊逐漸熔化，尤其在灌鋁前，邊部熔化較快。隨著邊部電解質(zhì)塊的不斷熔化，扎糊帶溫度逐漸升高而進(jìn)入焙燒狀態(tài)，碳糊逐漸焦化。為了讓邊部扎糊能正常焦化，要求邊部溫度上升不宜太快。灌鋁后由于槽溫下降較多，邊部熔化減慢，同時液體電解質(zhì)也開始在邊部不斷凝固，形成可逆過程，更減緩邊部電解質(zhì)熔化，使邊部升溫

30、較慢，得以使邊部扎糊良好焦化，不致產(chǎn)生裂紋。因此，電解槽啟動初期必須控制好電壓和槽溫，一方面能保持新開槽有足夠的液體電解質(zhì)量，另一方面又能使邊部扎糊良好焦化，延長電解槽壽命。那種啟動后電解質(zhì)水平嚴(yán)重收縮或短時間內(nèi)燒紅槽殼鋼板的情況，既不利于電解槽轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，也將會使槽邊部內(nèi)襯受到嚴(yán)重破壞，縮短電解槽壽命。2.4 啟動后期管理電解槽啟動后經(jīng)過兩天高溫階段，各項技術(shù)條件發(fā)生大幅度變化之后，便開始出現(xiàn)一個相對平緩階段，這期間電解槽緩慢轉(zhuǎn)向正常運行，雖然技術(shù)條件變化不甚激烈，但電解槽的運行卻發(fā)生著質(zhì)的變化。一是各項技術(shù)條件慢慢演變到正常生產(chǎn)的控制范圍，二是電解槽沿四周逐漸形成一層規(guī)整堅固的槽幫結(jié)殼，

31、即所謂槽膛內(nèi)型。當(dāng)這些變化完成之后，電解槽即進(jìn)入了正常運行階段，因此，這期間的管理重點應(yīng)圍繞著這些“變化”來進(jìn)行，時間長達(dá)23個月。（1）電解質(zhì)高度控制新槽啟動時，電解質(zhì)高度要求較高，其目的是通過液體電解質(zhì)儲蓄較多熱量，使電解槽在啟動初期散熱較大和內(nèi)襯大量吸熱的情況下，也具有較好的熱穩(wěn)定性。電解槽從啟動第二天起開始順序每天更換一塊陽極。隨著啟動時間的延長，槽上陽極便出現(xiàn)高低不齊，新舊陽極同在的局面。一塊陽極通過25天的工作，到更換時僅剩下18cm左右，為了使陽極盡可能充分利用并獲得較好的原鋁質(zhì)量，電解質(zhì)水平不得超過最低陽極表面，否則，液體電解質(zhì)浸沒陽極鋼爪而造成鋼爪熔化，降低原鋁質(zhì)量，所以，正

32、常生產(chǎn)期的電解質(zhì)高度一般保持在2022cm，最多不能超過24cm（最低殘極高度加極距）。新啟動槽的電解質(zhì)水平一般在前兩周內(nèi)仍可保持在2530cm，第三周至月內(nèi)降至24cm左右，第二個月起（有部分企業(yè)從第三個月起）保持到正常生產(chǎn)期的要求范圍。電解質(zhì)高度的控制主要是通過控制槽電壓，調(diào)整槽內(nèi)熱收入，并通過控制冰晶石添加量。電解槽啟動后隨著槽電壓的降低，槽內(nèi)熱收入減少，電解溫度下降，電解質(zhì)便沿著四周槽壁結(jié)晶成固體槽幫，從而使電解質(zhì)水平逐漸下降。（2）電解質(zhì)成分控制對于新啟動槽，電解質(zhì)成分主要指分子比，其他添加劑有在啟動后一次投入夠量的，也有在正常期后逐漸添加的。前面已指出，為了有利于形成穩(wěn)固的槽膛內(nèi)形

33、并滿足內(nèi)襯吸收含鈉氟化鹽（NaF），新啟動槽的分子比要求較高，一般在第一個月保持在2.8（質(zhì)量比1.4）以上。隨著運行時間的延長，陰極內(nèi)襯吸收鈉鹽逐漸變緩，爐膛也逐漸形成和完善，電解質(zhì)分子比也應(yīng)逐漸降低。由于分子比對電解槽的整個技術(shù)條件起決定性的作用，因此分子比向正常范圍轉(zhuǎn)變的速度決定了電解槽轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)期的速度，因此從盡快取得理想的電流效率指標(biāo)的角度，又希望分子比能較快地降至正常范圍。在制定啟動后分子比的降低速度時，應(yīng)該考慮電解槽所使用的陰極炭塊的種類。如果采用石墨含量高或石墨化程度高的炭塊或使用硼化鈦涂層陰極，因抗鈉膨脹性能好，分子比下降的速度可以加快，以便縮短電解槽非正常期的時間。目前我

34、國大型預(yù)焙槽普遍使用半石墨質(zhì)炭塊，一般在啟動后的第二個月下降到2.42.6，第三個月降至正常生產(chǎn)期的要求范圍。分子比配制是啟動后按投入的冰晶石和灌入的電解質(zhì)量估算而投入蘇打或氟化鈉，灌鋁前取電解質(zhì)分析，根據(jù)分析值再進(jìn)行調(diào)整。以后每隔四天作一次電解質(zhì)成分分析，根據(jù)分析值并結(jié)合電解槽熱平衡變化情況按要求進(jìn)行調(diào)整。氟化鈣濃度按5%一次配制，分析后不足逐漸添加。如果添加其他氟化鹽（如氟化鎂、氟化鋰），則按企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)添加。（3）鋁水高度控制新槽啟動6小時后需灌入足量的鋁水。以200kA槽為例，灌入10t鋁水，由于新啟動槽爐膛較大，因此鋁水高度仍然不高，一般在1617cm。之后由于槽電壓逐漸降低，槽幫

35、逐漸形成，爐膛容積逐漸變小，鋁水高度會增加。若鋁水高度出現(xiàn)20cm以上情形，則在其后的連續(xù)幾日內(nèi)適當(dāng)增大出鋁量，同時放慢電壓下降速度，消除槽底沉淀物等。若到第一次出鋁時鋁水高度不足15cm，必須推遲吸出時間。啟動當(dāng)月鋁水高度一般保持在17cm左右，啟動后第二個月起（有的企業(yè)從第三個月起），鋁水高度保持正常值即19cm左右。（4）電壓管理大型預(yù)焙槽啟動后，槽（工作）電壓一般在48小時內(nèi)下降到4.34.5V，72小時內(nèi)下降到4.14.2V。這對于目前采用低分子比（2.22.4）生產(chǎn)工藝的電解槽，已經(jīng)與正常生產(chǎn)期的槽電壓相近。但目前啟動后期的電壓管理有如下兩種做法：l 一種做法是，啟動后期的槽電壓保

36、持在4.054.1V（具體值根據(jù)分子比的高低而定）。開始轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)期時，隨著分子比的降低再開始升高槽電壓，例如分子比降低到2.2，工作電壓升高到4.164.2V。這種做法所基于的觀點是，槽電壓的高低應(yīng)該與分子比的高低相對應(yīng)。由于啟動后期需要保持較長時間的高分子比（譬如第一個月2.8，第二個月2.7，第三個月2.6），而高分子比下電解質(zhì)的電導(dǎo)率較高，因此無需高電壓也能保持正常極距。l 另一種做法是，啟動后期的槽電壓降低到與正常生產(chǎn)期的槽電壓接近或稍高，例如某廠的規(guī)程為：第一個月4.204.25V（分子比2.72.8），第二個月4.154.20V（分子比2.42.6），第三個月后降至正常生產(chǎn)期的

37、范圍2.122.18V（2.22.4）。這種做法所基于的觀點是，電解槽啟動后的一段時間內(nèi)（尤其是頭一個月內(nèi)），槽膛還未完全形成，尤其啟動后的前半月，邊部槽幫很小，散熱量很大，另外這期間陰極內(nèi)襯仍處于吸熱階段，也需大量熱量，因此電壓還需保持較高。 以上兩種做法似乎有重大區(qū)別，但如果采用第一種做法需要保持較高的效應(yīng)系數(shù)，而第二種做法采用較低的效應(yīng)系數(shù)，那么兩種做法下的槽平均電壓也許并無太大區(qū)別，也就是說兩種做法下輸入電解槽的平均能量接近，只是第二種做法比第一種做法的能量輸入要均勻些。（5）效應(yīng)系數(shù)管理由于新啟動槽前期四周無電解質(zhì)結(jié)殼所構(gòu)成的爐膛保溫，散熱量很大，而且前期內(nèi)襯吸熱，電解槽熱支出較大，

38、再加上電解質(zhì)分子比高，其初晶溫度也高，雖然前期有較高電壓維持熱收入，但爐底仍然容易出現(xiàn)過冷現(xiàn)象，致使電解質(zhì)在爐底析出，久而久之形成爐底結(jié)殼。槽電壓的保持采用上述第一種做法時，更應(yīng)防止此種情形。而這種情形一旦出現(xiàn)，很容易導(dǎo)致形成畸形爐膛，嚴(yán)重影響電解槽轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)期，此外，對陰極內(nèi)襯會帶來裂紋、爆坡、起坑等危害，導(dǎo)致電解槽早期破損。因此，新啟動槽前期必須保持足夠的爐底溫度，其作法是采用適當(dāng)增大效應(yīng)系數(shù)，通過效應(yīng)產(chǎn)生的高熱量使?fàn)t底沉淀及時被熔化掉，保持爐底干凈。我國大型預(yù)焙槽目前在正常生產(chǎn)期控制的效應(yīng)系數(shù)為0.3次/日，而新槽第一個月一般保持在0.81.5次/日（若槽電壓保持較高，則效應(yīng)系數(shù)便應(yīng)該

39、低一些）。隨著運行時間延長，爐膛逐漸形成，已建立起了穩(wěn)定的爐底熱平衡，若再過多輸入熱量，將無益于爐膛的建立，因此，從第二個月開始，效應(yīng)系數(shù)下降為0.51次/日，第三個月下降到正常生產(chǎn)期的范圍。（6）槽膛內(nèi)型的建立電解槽進(jìn)入正常生產(chǎn)階段的重要標(biāo)志，一是各項技術(shù)條件達(dá)到正常生產(chǎn)的范圍，二是沿槽四周內(nèi)壁建立起了規(guī)整穩(wěn)定的槽膛內(nèi)型。因此，新啟動槽非正常期生產(chǎn)管理的重要任務(wù)是讓電解槽建立穩(wěn)定規(guī)整的槽膛內(nèi)型。 圖4繪示出了三種不同槽膛內(nèi)型，（a）為過冷槽，邊部伸腿長得肥大而長，延伸到陽極之下，爐底冷而易起沉淀，電解質(zhì)溫度太低而發(fā)粘，氧化鋁溶解性能差，時間長了爐底便長成結(jié)殼，使電解槽難以管理，為了維持生產(chǎn)，

40、不得不升高槽工作電壓。（b）為熱槽，它的邊部伸腿瘦薄而短，甚至無邊部伸腿，鋁液、電解質(zhì)液攤得很開，直接與邊部內(nèi)襯接觸。這種槽一是鋁損失量大；二是易出現(xiàn)邊部漏電，大幅度降低電流效率；三是易燒穿邊部，引起側(cè)部漏槽。（c）是正常槽。正常槽的邊部伸腿均勻分布在陽極正投影的邊緣，鋁液被擠在槽中央部位，電流從陽極到陰極成垂直直線通過。具有這種槽膛內(nèi)型的電解槽技術(shù)條件穩(wěn)定，電解槽容易管理，電流效率很高。因此，在新槽爐膛建立過程中，必須避免形成過冷或熱槽爐膛。目前我國預(yù)焙槽均為中心自動下料預(yù)焙槽，邊部除了換陽極時扎一小部分外，其余時間原則上不動，電解槽四周大面被槽蓋板嚴(yán)密封閉，爐膛全靠通過控制槽溫和邊部自然散

41、熱而使電解質(zhì)自身結(jié)晶形成，這一過程屬于自然形成爐膛。自然形成爐膛的速度較慢，而且形成過程中各項技術(shù)條件要求嚴(yán)格，但這樣形成的爐膛具有較高的熱穩(wěn)定性，這正適應(yīng)了中心下料槽不作邊部加工，仍可保持有穩(wěn)定的槽膛內(nèi)型的要求。我國一些預(yù)焙槽的生產(chǎn)實踐表明，電解槽啟動后，隨著各項技術(shù)條件的演變，進(jìn)入第三月爐膛才能建立完善。為了使建立起的爐膛熱穩(wěn)定性好：l 首先啟動的第一個月必須采用高分子比的電解質(zhì)成分。因為低分子比成分的電解質(zhì)初晶溫底低，形成的爐膛熱穩(wěn)定性差，很易熔化而使?fàn)t膛遭致破壞。隨著爐膛的逐漸完善，分子比也應(yīng)逐漸降低，向正常生產(chǎn)期的范圍靠攏。l 其二是必須控制好電解溫度的下降速度，溫度下降過快，雖然可

42、以加速電解質(zhì)結(jié)晶，促進(jìn)爐膛快速形成，但這樣形成的槽膛結(jié)晶不完善，穩(wěn)定性差，同時結(jié)晶速度過快，容易出現(xiàn)伸腿生長不一，形成局部突出或跑偏（一邊大，一邊大）的畸型爐膛，但電解溫度下降過慢，不利于邊部伸腿的結(jié)晶生長，長時期建不起爐膛，使邊部內(nèi)襯長期浸沒在液體電解質(zhì)中，嚴(yán)重侵蝕邊部內(nèi)襯，影響電解槽壽命。一般在啟動后的前3天，要求槽溫下降快些，使其盡快在槽四周內(nèi)壁結(jié)晶一層較薄的電解質(zhì)槽幫，先將邊部內(nèi)襯保護(hù)起來，之后槽溫下降適當(dāng)放慢，目的是利用較長時間的平緩下降溫度讓結(jié)晶晶格完善，建立的爐膛堅實、穩(wěn)固。電解溫度的控制，主要是通過電壓來控制的，因此，電壓管理曲線也應(yīng)與爐膛形成過程相適應(yīng)。l 此外，為了不出現(xiàn)畸

43、型爐膛，在爐膛形成關(guān)鍵的第一月采用增加效應(yīng)系數(shù)之方法，規(guī)范爐膛的形成，因為陽極效應(yīng)能在短時間內(nèi)于陰、陽極間產(chǎn)生高熱量，可有效地熔化爐底沉淀和邊部伸腿局部突出部分，保證爐膛均勻規(guī)整。l 在爐膛形成過程中，除了嚴(yán)格控制好各項技術(shù)條件外，還應(yīng)利用各種機(jī)會檢查爐膛形成情況，如利用換陽極時觸摸邊部伸腿狀況，發(fā)現(xiàn)異常苗頭，及時調(diào)整技術(shù)條件使之糾正，否則，畸型爐膛一旦形成，再糾正十分困難，甚至?xí)斐呻娊獠坶L期不能進(jìn)入正常運行狀態(tài)。近年來有借鑒邊部加料槽爐膛建立的方法于中心下料槽上，即新槽啟動后采取人工邊部投入電解質(zhì)塊，用天車扎邊部而快速形成爐膛，此法雖能使?fàn)t膛形成較快，而且容易規(guī)整，但這樣形成的爐膛熱穩(wěn)定性

44、極差，很易熔化，這可能是導(dǎo)致有些槽長期建不起爐膛而必須經(jīng)常用天車扎大面的原因之一，所以應(yīng)慎重采用。2.5 大型預(yù)焙槽焦粒焙燒濕法啟動過程簡介（1）焙燒前的準(zhǔn)備工作按設(shè)計圖紙和技術(shù)要求全面檢測試車驗收：對母線回路的檢查（包括陽極母線與鋁導(dǎo)桿接觸面是否平整光滑，短路片安裝位置是否沒有破傷，陰極鋼棒是否全部焊接好，母線裝置上的異物是否全部清理，陽極大母線位置是否調(diào)整好且陽極夾具是否準(zhǔn)備齊全等）；陽極升降機(jī)構(gòu)檢查（包括傳動部件的潤滑，提升電機(jī)電流測試，升降操作方向及相關(guān)指示燈檢查，裝極負(fù)荷試車等）；陽極回轉(zhuǎn)計調(diào)試（不轉(zhuǎn)時檢查軟軸）及陽極上下限位測試；打殼下料裝置的檢測（包括槽上料箱檢查，打殼與下料動作

45、程序及相應(yīng)指示燈檢查，下料量標(biāo)定等）；槽控機(jī)檢查（包括各種手動操作與顯示信號的正確性與可靠性檢查，槽電壓表標(biāo)定等）；筑爐外觀質(zhì)量測試并做好記錄歸檔；槽子各部分絕緣情況檢查（電阻大于0.5M）；多功能機(jī)組、天車及空氣壓縮系統(tǒng)測試，確保滿足生產(chǎn)要求。測試儀器儀表和工器具準(zhǔn)備：風(fēng)包1個（帶風(fēng)管5根）；分流片足量（用于制作分流器）；鋁框或條框1套或者1218mm豎直鋼筋2根（用于鋪焦粒，直徑根據(jù)焦粒層厚度確定）；鋁合金直尺或托板2把（用于鋪焦粒）；熱電偶保護(hù)套管2根；陰、陽極電流分布的測量工具1套；短路口絕緣板4對；扳手2把；小盒卡具N套（N=陽極組數(shù)）；鐵鍬6把；掃帚2把；效應(yīng)棒足量；其他（如記錄本

46、等）。物料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備足量的陽極、焦粒、冰晶石、純堿及氟化鈣等氟化鹽。其中陽極塊要求組裝符合規(guī)范，炭塊無裂紋缺角，鋁導(dǎo)桿、鋼爪與炭塊底掌要垂直中正，磷生鐵澆注良好；焦粒要求粒度在13mm，不得有1mm以下粉狀焦；冰晶石要采用高分子比型；電解質(zhì)塊也要求高分子比、低氧化鋁含量。由于目前各廠在裝爐期間氟化鹽用量及方式上存在分歧（例如，有的企業(yè)使用電解質(zhì)塊，而有的企業(yè)不用；有的企業(yè)裝爐時使用氟化鈣、氟化鎂，而有的企業(yè)均不用），因此即使是同樣的槽型與容量，用料量也存在較大差異。表1是某廠200kA預(yù)焙槽單槽焦粒焙燒啟動物料用量。表1 某廠200kA預(yù)焙槽單槽焙燒啟動用料原材料冰晶石（t）氟化鈣（t）氟化鎂

47、（t）純堿（t）陽極（組）焦粒（t）電解質(zhì)(t)裝爐用料80.80.63掛滿0.51.52.0（固）焙燒用料12啟動用料5（液）合計200.80.630.58分流器制作：根據(jù)選用的分流方式（詳見后面所述的分流器安裝），制作分流器。軟聯(lián)接器制作：根據(jù)陽極組數(shù)準(zhǔn)備足量的軟聯(lián)接器（詳見后面所述的軟聯(lián)接器安裝）。 （2）裝爐操作鋪焦粒、掛陽極：調(diào)整好陽極母線高度 (將陽極大母線停放在最低限位或其上5060mm處 )，將槽上部和槽底灰塵吹干凈，然后鋪焦粒。鋪焦粒及掛極從電解槽的一端開始至另一端結(jié)束。在每塊陽極投影的正下方放上條框或鋼筋柵格，然后往柵格上倒焦粉料，用直尺或托板抹平，輕輕拿走柵格，將陽極輕輕

48、放置在焦粉層上，檢查陽極導(dǎo)桿與大母線是否緊貼（間隙不得大于6mm），檢查陽極是否傾斜（是否有2/3的陽極底掌壓實在焦墊上），如果不符合要求，上提陽極后調(diào)整陽極位置直至符合要求。清掃出陽極周圍多余的焦粒。重復(fù)以上步驟，直到電解槽全部陽極鋪焦粒與掛極作業(yè)完成。電解槽通電后焙燒6070小時，槽電壓從最初的4左右 (沖擊電壓約為6)逐步降至約2。陰極表面溫度也從冷態(tài)逐步焙燒至950左右。中縫、陽極縫間的冰晶石已熔化成電解質(zhì)液。至此，電解槽完成焙燒，具備啟動條件。軟聯(lián)接器安裝：有的工廠為圖簡便不使用軟聯(lián)接器。若不使用軟聯(lián)接器，則在陽極安放好后用手?jǐn)Q小盒卡具，通過調(diào)整卡具松緊度來保證既能利用陽極自重壓實焦

49、粒，又能使導(dǎo)桿與陽極大母線有較好的接觸（接觸處的縫隙小于1mm，陽極導(dǎo)桿應(yīng)處在掛鉤中間，不與掛鉤接觸）。但使用軟聯(lián)接器，對焙燒過程會更有利些，因為可使陽極重量全部壓在焦粒上，保證陽極與焦粉良好接觸；另外，焙燒過程中，陰極內(nèi)襯會發(fā)生熱膨脹，采用軟連接可以使陰、陽極對焦粒的壓力保持一致，避免焦粒層局部電阻變化而導(dǎo)致的溫度分布不均 （焦粒層的電阻隨著其所受的壓力增大而減?。?。對于使用軟聯(lián)接器的情況，在陽極安放好后，放下卡具（不緊），裝軟連接器。軟聯(lián)接器的數(shù)量為每組陽極配備1個，安裝示意見圖5。軟聯(lián)接器與導(dǎo)桿和母線的壓接面一般先用甲醛溶液（或其它同類性質(zhì)的物質(zhì)）或電動鋼刷清洗干凈，連接螺栓必須擰緊。軟

50、聯(lián)接器一般使用厚度1mm、寬度115125mm的鋁帶或退火銅帶，兩頭焊接在鋁質(zhì)（使用鋁帶時）或銅質(zhì)（使用銅帶時）壓板上。陽極中縫與立縫隔離：在陽極上安裝蓋版，將蓋板從出鋁端依次放好在陽極中縫，蓋板防止物料進(jìn)入陽極中縫，以免灌電解質(zhì)時電解質(zhì)不流通。另一種做法是直接用石棉等材料把大面陽極立縫和陽極中縫塞好，焙燒期間不去掉，一方面阻止物料進(jìn)入，另一方面加強(qiáng)保溫。堆砌電解質(zhì)塊（隔墻）：除少數(shù)企業(yè)外，目前多數(shù)企業(yè)的操作規(guī)程還堆砌電解質(zhì)隔墻，基本做法是，在人造伸腿斜坡上均勻撒上氟化鈣（有的企業(yè)撒上氟化鈣、氟化鎂、冰晶石混合物，但有的企業(yè)不在裝料階段使用氟化鈣，也不使用氟化鎂，認(rèn)為這些礦化劑過早入槽容易導(dǎo)致

51、難溶沉淀生成，因此改在電解槽啟動兩三天后添加）；然后在靠側(cè)部炭塊處堆砌由高分子比電解質(zhì)塊構(gòu)成的隔墻（如圖6所示），其中大塊靠陽極,小塊靠側(cè)部炭塊。隔墻與陽極炭塊間預(yù)留一定的空隙（如1020mm）。圖6 堆砌電解質(zhì)塊（隔墻）示意圖安放熱電偶：分別在出鋁端、煙道端，和、面中間的陽極間隙處放置好熱電偶供焙燒測溫用。以某廠大型槽為例，熱電偶安裝位置如圖7所示。圖7 熱電偶安裝位置示意圖裝料：將冰晶石與純堿添加到槽內(nèi)和陽極上，起保溫和避免陽極氧化作用。目前，有兩種裝料方式，一種是將冰晶石與純堿均勻混合后添加；另一種是用這兩種物料分層添加，例如某些企業(yè)的操作規(guī)程是，先加10cm左右的冰晶石，后加5cm的純

52、堿，然后再裝冰晶石，直到把陽極輕微覆蓋（有的規(guī)程要求覆蓋陽極鋼爪三分之二）。裝料過程要保證物料整形，盡量使其分布均勻，裝完畢后清掃槽沿及槽四周衛(wèi)生，蓋好槽蓋板。（3）安裝分流器安裝分流器的目的是使電解槽通電焙燒時初期階段，有一部分電流被分流，不經(jīng)過焙燒槽，避免升溫過快。當(dāng)電解槽需要加大焙燒電流時，分階段拆除分流器。目前有三種類型的分流器，因而也對應(yīng)不同的安裝方式： （a）“陽極鋼爪陰極鋼棒”連接分流型，即將分流器一端焊接在陽極鋼爪梁，另一端焊接在陰極棒上。采用此種分流方式時，每組陽極配備一個分流器，每個分流器一般由25片薄鋼板構(gòu)成，長度按照鋼爪上緣至陰極棒距離選取，具體的安裝程序是，將B面的風(fēng)

53、格板全部揭開；在每個陽極鋼爪梁對應(yīng)的陰極鋼棒上焊接規(guī)定片數(shù)的分流片；將分流片穿過槽殼與風(fēng)格板之間的間隙到達(dá)與其對應(yīng)的陽極鋼爪梁；調(diào)整分流片的位置使其不與槽殼、風(fēng)格板接觸，并且各分流片也不互相接觸；將分流片焊接在陽極鋼爪梁上；將B面的風(fēng)格板按原來位置安裝好；檢查確認(rèn)分流片不與槽殼、風(fēng)格板接觸，并且兩片分流片也不互相接觸。由于要保證分流片彼此不接觸，因此同一個分流器中各分流片的長度是有區(qū)別的，例如某大型槽上使用的4片分分流器的長度依次是：2400m，2550mm，2700mm，2850mm。（b）“陽極大母線立母線”或“陽極大母線（本槽）陽極大母線（下臺槽）”連接分流型，即一端用螺桿與壓板固定在焙

54、燒槽陽極大母線上，另一端用壓板或U型夾固定在下一臺槽立母線上（稱為型，如圖8所示），或者固定在下一臺槽的陽極大母線上（稱為型，如圖9所示）。安裝前先使用甲醛或類似性質(zhì)溶液或使用電動鋼刷將接觸面清洗干凈。須指出，由于末端槽沒有下一槽或與下一槽的距離較遠(yuǎn)，無法采用壓接分流的方法來分流，只有采用焊接分流法來分流。圖8 “陽極大母線立母線”連接分流型（型）分流器安裝示意圖圖9 “陽極大母線（本槽）立母線（下臺槽）”連接分流型（型）分流器安裝示意圖（c）短路口連接分流型，即通過在電解槽的四個短路口并聯(lián)接入一定數(shù)量的分流片起到分流作用。例如，200kA預(yù)焙槽的四個短路口各有12個螺栓孔，利用這些螺栓孔壓接

55、一定數(shù)量的分流片可實現(xiàn)分流，并通過調(diào)整分流片的數(shù)量可調(diào)整分流量。（4）通電焙燒作業(yè)準(zhǔn)備：檢查裝爐等各項工作準(zhǔn)確無誤，并檢查使用的工具；與計算機(jī)站聯(lián)系，把通電槽的有關(guān)控制軟件，程序接通，保證信息通道暢通、置于“預(yù)熱”狀態(tài)；把槽控機(jī)中手動與自動陽極升降功能均置于“斷開”狀態(tài)，防止意外的亂抬陽極；在槽控機(jī)面板上貼上警告注意事項。確認(rèn)停電：現(xiàn)場電話（或手機(jī)、對講機(jī)）聯(lián)系整流所開始停電；確認(rèn)系列全部停電。短路口操作：用風(fēng)動扳手或大板手松開短路口的全部緊固螺桿；把舊的絕緣保護(hù)套取出，用風(fēng)吹盡短路口處粉塵，重新?lián)Q上新的絕緣保護(hù)套；重新放回緊固螺桿，呈松開狀態(tài)；用木棍或長鐵條撬開短路片，插入絕緣板，注意放到位

56、；用風(fēng)動扳手緊固螺桿，注意擰緊過程，鐵墊片要放正位，使絕緣板被緊夾住，不易松動而滑出；對每一根緊固螺桿的絕緣情況用兆歐表進(jìn)行測定，不符合要求的，必須找出原因并處理；對短路片軟帶與立柱母線之間的距離進(jìn)行檢查，保證兩者存在1cm以上的縫隙，有鐵屑雜物，必須及時取出。整個短路口操作一般要求在5分鐘內(nèi)完成。通電指令發(fā)布：確認(rèn)短路口操作完畢，絕緣情況正常；用現(xiàn)場電話（手機(jī)、對講機(jī)）通知整流所可以開始送電。送電過程：大型槽一般分45級送電（例如，某廠200kA槽分80kA、120kA、160kA、200kA四級；某廠320kA槽分80kA、160kA、240kA、280kA、320kA五級），電流從一級提

57、升到上一級的過程可以快速進(jìn)行，然后在每級電流停留35分鐘，一般在20分鐘內(nèi)送滿全電流。但若在某級電流時電壓超過6伏，則暫停繼續(xù)升電流直至電壓下降至5.5伏再繼續(xù)升電流。送電過程中要對每級的槽電壓、電流、分流片溫度和等距離壓降等作測量和記錄。分流片的管理與拆除：通電后檢查分流器的導(dǎo)電情況及陽極電流分布情況，陽極電流分布相差過大時，松緊軟連接螺栓進(jìn)行分流。分流片的拆除一般分若干次進(jìn)行。第一次的條件是通電6小時以后，且電壓降至一定幅度（如3.5伏）以下。每拆一次分流器均等到電壓降低到一定幅度下，再進(jìn)行下一次的拆除。拆分流片的時候記錄拆前、拆后的電壓。拆除期間電壓上升一般不允許超過0.5V，若電壓急劇上升應(yīng)停止拆除工作，并檢查陽極電流分布，若有異常及時調(diào)整，電壓穩(wěn)定后再繼續(xù)拆除。拆除過程中防止打火，全部拆除后槽電壓不允許超過4.5V。焙燒過程數(shù)據(jù)采集：記錄電壓 (1次 /2)；利用預(yù)埋的熱電偶進(jìn)行溫度測定 (1次/ 4)；陽極電流分布測定 (1次 / 8)；根據(jù)實際情況測量電解槽槽殼各部溫度。焙燒異常的處置：通電后如果發(fā)現(xiàn)分流片有