300KA大型預(yù)焙電解槽焦粒焙燒與啟動(dòng)方案及操作流程

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鋁電解生產(chǎn)的理想目標(biāo)：電解槽“長壽”、高效、低耗、低污染。

1、

低污染（污染物）：CO2、CO、HF、高溫、強(qiáng)磁、粉塵、高壓、電弧光。（國內(nèi)唯一一家在城市內(nèi)建造的鋁廠是撫順鋁廠，國外發(fā)達(dá)國家不在本國建鋁廠，目的保護(hù)資源避免污染。）

2、

低耗：低電耗，低氟鹽消耗等。

3、高效：高電流效率等。

4、電解槽“長壽“是影響電解生產(chǎn)是否高效、低耗的重要因素之一，國外電解槽平均壽命達(dá)3000天以上，國內(nèi)目前電解槽平均壽命為1500天左右（大修一臺(tái)電解槽費(fèi)用約50萬元）。

二、

影響電解槽“長壽”的因素：

設(shè)計(jì)占20%、材料占10%、施工占20%、焙燒啟動(dòng)占25%、后期管理占25%。其中焙燒啟動(dòng)在影響電解槽壽命的因素中作用舉足輕重，所以選擇什么樣的電解槽焙燒啟動(dòng)方案，怎樣對(duì)方案進(jìn)行嚴(yán)格控制、落實(shí)以及焙燒啟動(dòng)期間出現(xiàn)的異常情況采取什么樣的有效處理手段，將直接影響到焙燒啟動(dòng)效果是否良好以及電解槽是否“長壽”、高效、低耗。恰巧公司安排我和大家討論大型槽的焦粒焙燒與啟動(dòng)，今天我們就以二電解廠300KA大型預(yù)焙槽為實(shí)例進(jìn)行探討、分析。

三、焙燒方法：

鋁液焙燒、焦粒焙燒、燃?xì)獗簾?、金屬電阻體直接加熱電解槽焙燒。

1、焦粒焙燒優(yōu)點(diǎn)：（1）電解槽內(nèi)襯溫度從常溫開始逐漸升高避免內(nèi)襯中產(chǎn)生過大溫度差，均勻內(nèi)襯中產(chǎn)生的熱應(yīng)力避免陰極早期破損；（2）焙燒完成前和啟動(dòng)初期無鋁液產(chǎn)生，電解質(zhì)液直接進(jìn)入電解槽在早期生成的陰極裂縫中凝固，對(duì)陰極表面進(jìn)行修補(bǔ)以減少正常生產(chǎn)期間鋁液的滲漏從而可以延長槽壽命；（3）焦粒層保護(hù)了陰極表面免受氧化；（4）使用分流裝置可以控制預(yù)熱速度；（5）焙燒方法容易控制。

2、焦粒焙燒缺點(diǎn)：（1）陰極表面溫度不均勻，易局部高溫；（2）角部升溫慢槽四周扎糊帶預(yù)熱不良；（3）為控制升溫速度采取多種分流裝置進(jìn)行分流，復(fù)雜了操作過程，增加了操作難度；（4）啟動(dòng)后碳渣多須人工打撈費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

四、電解槽焦粒焙燒要點(diǎn)

（1）選擇粒度較好的焦粒，鋪焦掛極質(zhì)量；（2）分流裝置應(yīng)用及拆除效果；（3）保證升溫過程滿足升溫曲線要求。

五、

焙燒目的：（保證電解槽內(nèi)襯溫度均勻升高絕對(duì)不允許出現(xiàn)忽高忽低現(xiàn)象。）

新電解槽在進(jìn)入生產(chǎn)之前，必須經(jīng)過焙燒這一重要過程。電解槽焙燒的目的在于通過一定時(shí)間的緩慢加熱使電解槽的內(nèi)襯得以烘干，使陰極碳?jí)K和側(cè)部碳快成一個(gè)整體；陰極碳?jí)K和槽周邊的扎糊進(jìn)心行燒結(jié)焦化；排除陰極內(nèi)襯中的水分，因?yàn)樗衷诟邷刂袝?huì)形成氣體在焙燒期間會(huì)使內(nèi)襯產(chǎn)生膨脹使陰極內(nèi)襯產(chǎn)生早期破損；同時(shí)使陰極與陰極燒結(jié)成一個(gè)整體，以減免在后續(xù)的啟動(dòng)中發(fā)生“熱震”造成陰極早期破損；通過焙燒還能均勻升高內(nèi)襯溫度達(dá)到生產(chǎn)所需溫度；預(yù)熱裝爐物料。整個(gè)焙燒過程在電解槽的整個(gè)使用期內(nèi)雖然很短，僅幾天時(shí)間，但對(duì)電解槽的使用壽命以及正常生產(chǎn)起著決定性影響。

六、焙燒前的準(zhǔn)備工作：

1、

絕緣測試：對(duì)電解槽各部位絕緣情況進(jìn)行測試，要求達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

300KA預(yù)陪電解槽各部位絕緣標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)

檢查部位

要求電阻

序號(hào)

檢查部位

要求

電阻

1

槽罩與槽殼之間

1MΩ

10

打殼頭與集氣罩之間

2MΩ

2

電解槽排煙管和地面

2MΩ

11

陽極導(dǎo)桿與上部結(jié)構(gòu)之間

2MΩ

3

氣缸對(duì)地面

2MΩ

12

槽罩與上部結(jié)構(gòu)之間

2MΩ

4

網(wǎng)格板與槽殼之間

1MΩ

13

短路口螺桿與母線之間

2MΩ

5

端頭槽外側(cè)網(wǎng)格板與地坪之間

1MΩ

14

單槽對(duì)地

1000Ω

6

陽極提升馬達(dá)與槽上部結(jié)構(gòu)之間

2MΩ

15

地面與母線

1MΩ

7

陽極提升馬達(dá)與傳動(dòng)軸之間

2MΩ

16

槽底支撐鋼梁與支柱之間

1MΩ

8

三角板起重機(jī)與大母線之間

2MΩ

17

打殼頭對(duì)氣缸

1MΩ

9

門式支柱與槽殼之間

2MΩ

18

——

——

2、上部結(jié)構(gòu)負(fù)重試驗(yàn)合格，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，兩根大母線水平，打殼、下料定容器驗(yàn)收合格。

3、槽控機(jī)控制運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

4、短路實(shí)驗(yàn)：短路實(shí)驗(yàn)主要是檢測電解車間母線系統(tǒng)在通電狀態(tài)下，母線各部位壓接點(diǎn)的壓接壓降，檢查施工質(zhì)量，壓降大的要及時(shí)處理。

5、耐壓試驗(yàn)：在系列絕緣測試合格的情況下，對(duì)系列進(jìn)行帶電試驗(yàn)，測試電解系列整體絕緣情況，打通系列母線，系列帶電負(fù)荷24ｈ，檢查各部分的壓降及溫度，做好記錄。

6、分流裝置的制作，物料（必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)品以上，原料必須抽檢化驗(yàn)后方可使用）、測量工具、焙燒記錄本準(zhǔn)備。

7、陽極大母線調(diào)至下限位，調(diào)整大母線使中心線與槽縱向中心線平行，大母線垂直，用木楔固定好，不準(zhǔn)再升降陽極大母線，最后動(dòng)力電暫時(shí)斷電，動(dòng)力箱電源用封條封住，檢查確認(rèn)大母線掛鉤是否上緊。

8、徹底清除槽內(nèi)雜質(zhì)（可用高壓風(fēng)吹）。

七、裝爐：鋪焦粒、掛陽極、裝物料、安裝分流裝置。

1、選擇正確的鋪焦粒掛陽極方法

鋪焦粒掛陽極很重要，因?yàn)樗苯記Q定了焙燒的效果，鋪設(shè)焦粒的厚度和陽極質(zhì)量的好壞直接決定了焙燒時(shí)陽極電流分布的大小及槽內(nèi)各部位溫度是否均勻，焙燒時(shí)陽極是否出現(xiàn)脫極現(xiàn)象。在鋪設(shè)時(shí)首先要清掃陰極，將柵欄框架（尺寸：2300mm×6700mm×20mm）平整的放在陽極正投影區(qū)域，然后將篩分好的煅后石油焦（粒度為2mm-4mm占80%以上，嚴(yán)格控制1mm以下焦粒，缺點(diǎn)：陰陽極接觸不良，細(xì)焦粉電阻較大，啟動(dòng)后不利于清除）混合均勻倒入框內(nèi)，用刮板（討論使用鋸齒型刮板效果）刮平厚度為2.0-2.5cm，確保焦粒無凹陷部位，之后小心地取走柵欄架（討論：陰陽極之間的導(dǎo)電物為混合的焦粒和石墨碎焙燒效果是否更理想？）。然后挑選底掌平整無雜物、導(dǎo)桿垂直、爆炸焊口無開裂，陽極密度大而且電導(dǎo)率好的陽極組，擦凈壓接面灰塵，用多功能天車副鉤掛極，讓陽極自然緩慢下落，憑其自重壓在焦粒表面上，陽極必須壓實(shí)焦粒，不允許有晃動(dòng)最后安裝卡具。注意事項(xiàng)：陽極導(dǎo)桿與掛鉤耳朵不準(zhǔn)接觸，掛陽極時(shí)先掛B面再掛A面（80%的B面陽極壓伸腿A面不壓-水平母線往B側(cè)偏移5-12公分。改進(jìn)方法：（1）打磨陽極。（2）吊槽上部時(shí)在保證槽上部中心線與電解槽煙道中心線一致的情況下槽上部盡量靠A面方向放置以利于B面掛極）。陽極組全部掛完后清除陽極底掌外焦粒，同時(shí)將陽極底掌周圍用焦粒搗實(shí)。最后預(yù)埋熱電偶，在出鋁、煙道端及A、B面各兩處安放六只鋼管（可加緣層）以測溫度，鋼管斜放大面，不可與陽極底掌、間縫接觸，啟動(dòng)時(shí)鋼管須全部拿走以防融化影響原鋁質(zhì)量。

2、裝物料

用紙制材料（盡量不用塑料材料）塞住陽極間縫，在陽極四周爐底均勻鋪上5-8cm冰晶石，在人造伸腿上均勻鋪上CaF2，要求CaF2不能進(jìn)入陽極間縫及陽極底掌下。用電解質(zhì)塊砌墻，小塊貼著側(cè)部磚，大塊在里，要求寬度與人造伸腿基本一致，高度略低與側(cè)塊高度2-3公分（角部升溫慢物料融化慢不裝電解質(zhì)塊）。在電解質(zhì)墻上鋪純堿，陽極上和電解質(zhì)墻上加滿冰晶石，整形。要求極上厚度為16-18cm，中縫與極上相平，邊部略低，陽極鋼爪要露出。（討論：在陽極四周爐底均勻鋪上5-8cm十、啟動(dòng)過程管理

1、啟動(dòng)前中縫冰晶石熔化貫通，中縫溫度達(dá)900℃以上，槽四周局部開始熔化，煙道端及出鋁端溫度在800℃以上，陽極無偏流，鋼爪無發(fā)紅等異常情況，采用濕法效應(yīng)啟動(dòng)。再次上緊所有卡具，保證陽極啟動(dòng)過程中不下滑，檢查導(dǎo)桿上是否用粉筆標(biāo)記好。

啟動(dòng)前30分鐘準(zhǔn)備液體電解質(zhì)扒開出鋁口，擺好流槽邊抬陽極邊灌入電解（啟動(dòng)電解槽時(shí)抬電壓至3.5V-4.5V之間時(shí)陽極底掌與陰極之間形成極為復(fù)雜的狀態(tài)，部分新形成的電解質(zhì)與陽極塊的接觸已開始導(dǎo)電，原有的部分導(dǎo)電的焦粒在導(dǎo)電并造成局部過熱的趨勢，固體電解質(zhì)是不導(dǎo)電的而又起到阻止電解質(zhì)的流動(dòng)?？偟内厔菔请娊赓|(zhì)導(dǎo)電代替焦粒導(dǎo)電形成峽谷區(qū)域。因此抬電壓時(shí)須盡快通過這一區(qū)域，防止陽極鋼爪發(fā)紅甚至造成大面積脫極事故）。

注入電解質(zhì)后電壓保持5-6V，穩(wěn)定后將槽電壓逐漸提升到7-8V，熔化物料。啟動(dòng)后槽電壓保持7-8V（電壓偏低電解槽熱收入不夠不利于物料融化電壓過高浪費(fèi)電能）。根據(jù)電解槽物料熔化情況，不斷補(bǔ)充電解質(zhì)塊（冰晶石）、曹達(dá)。

物料熔化完畢后，電壓5.5-6.5V保持等待效應(yīng)。效應(yīng)電壓按20-25V保持，效應(yīng)時(shí)間10-14分鐘（AE處理注意事項(xiàng)：因電解槽剛啟動(dòng)溫度較高AE電壓偏低抬電壓時(shí)防止脫極同時(shí)觀察人造伸腿是否剝離分層，AE后及時(shí)打撈碳渣）。效應(yīng)后電壓保持6.0-6.5V然后按要求降電壓。

2、灌鋁：啟動(dòng)完畢10-24小時(shí)內(nèi)分次向槽內(nèi)注入鋁液（分次灌鋁目的：電解槽剛啟動(dòng)內(nèi)襯溫度較高而鋁液是涼體分次灌鋁保證電解槽內(nèi)襯緩慢降溫延長電解槽內(nèi)襯使用壽命）。在加保溫料之前務(wù)必等待一個(gè)效應(yīng)（目的：加保溫料后來AE極可能燒塌大面使物料掉入槽內(nèi)形成