李銀升

（陜西有色榆林新材料有限責(zé)任公司鋁業(yè)分公司，陜西 榆林 719099）

隨著國(guó)內(nèi)鋁電解技術(shù)的進(jìn)步和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，我國(guó)已進(jìn)入了400KA及以上鋁電解槽占主導(dǎo)地位的時(shí)期。焙燒啟動(dòng)質(zhì)量的好壞不僅影響著電解槽的安全啟動(dòng)，而且也直接影響著正常生產(chǎn)后的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和槽壽命，稍有疏忽還有可能發(fā)生難以想象的焙燒啟動(dòng)事故。本文對(duì)400KA電解槽使用焦粒焙燒及啟動(dòng)過(guò)程中的一些關(guān)鍵控制點(diǎn)做以論述，以期對(duì)其它廠家400KA電解槽系列投產(chǎn)或大修后再次使用焦粒焙燒及啟動(dòng)起到一定的借鑒作用。

1 焦粒焙燒及啟動(dòng)準(zhǔn)備

當(dāng)前國(guó)內(nèi)400KA電解槽焙燒主要采用焦粒焙燒，啟動(dòng)時(shí)一般采用無(wú)效應(yīng)濕法（啟動(dòng)前灌入一定量的液體電解質(zhì)）啟動(dòng)。需要強(qiáng)調(diào)的是，采取焦粒焙燒的無(wú)效應(yīng)濕法啟動(dòng)方案制訂應(yīng)力求規(guī)范、詳細(xì)、并嚴(yán)格執(zhí)行，以保證每個(gè)操作人員知道在每個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)進(jìn)行的工作和注意事項(xiàng)。同時(shí)應(yīng)制訂異常情況的應(yīng)急處理措施，確保焙燒啟動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)。

2 焙燒啟動(dòng)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制點(diǎn)

（1）鋪焦、掛極。鋪焦、掛極質(zhì)量的好壞直接影響著焙燒啟動(dòng)質(zhì)量。該環(huán)節(jié)應(yīng)做好焦粒粒度、焦粒和石墨的配比、焦粒厚度及均勻程度、陽(yáng)極組選擇、導(dǎo)桿與吊耳的距離控制工作。1臺(tái)400KA電解槽需要焦粒約1噸，石墨碎約0.3噸。焦粒粒度在2mm～5mm的量應(yīng)控制在95%以上；焦粒的電阻控制在500mv以內(nèi)，焦粒與石墨的混合比約為9∶2，混合比例以焦粒和石墨混合后的電阻控制在270mv～290mv之間為準(zhǔn)；焦粒和石墨混合物的厚度控制在18mm！25mm。裝爐使用的48組陽(yáng)極炭塊，要經(jīng)過(guò)精挑細(xì)選，避免使用鋼爪過(guò)細(xì)或磷生鐵澆筑不飽滿的陽(yáng)極炭塊。

（2）聯(lián)接方式。目前國(guó)內(nèi)所有400KA電解槽基本上全部鋁軟帶連接器將導(dǎo)桿和大母線聯(lián)接的軟連接方式進(jìn)行連接。

（3）裝爐按照焙燒啟動(dòng)方案，因?yàn)橐话闶褂每涨槐簾?，在裝爐之前要先用編織袋或其它合適材料堵塞陽(yáng)極外側(cè)極縫，極縫和中縫頂部用硅酸鋁耐火纖維氈或鋼板牢靠覆蓋，防止在焙燒過(guò)程中塌陷，陽(yáng)極四周依次裝入氟化鈣、電解質(zhì)塊、碳酸鈉和高分子比冰晶石，陽(yáng)極上部使用高分子比冰晶石覆蓋，以利于保溫。

（4）分流方法與分流時(shí)間。焦粒焙燒采用的分流方法主要有兩種：用分流器連接陽(yáng)極大母線到下臺(tái)槽陽(yáng)極大母線的分流方式和用鋼帶連接陽(yáng)極鋼爪到陰極鋼棒的分流方式。當(dāng)前400KA電解槽普遍使用分流器分流法，只有在每個(gè)工區(qū)的最后一臺(tái)電解槽使用鋼帶分流法。分流器拆除時(shí)間一般在通電后的8-16個(gè)小時(shí)內(nèi)拆除，拆除分流器后電壓不要超過(guò)3.3v,分流器應(yīng)分2-3次拆除完畢。

（5）通電及焙燒電壓變化。目前國(guó)內(nèi)大型電解鋁企業(yè)均采用不停電的方式給電解槽通電，即使用賽爾開(kāi)關(guān)進(jìn)行通電操作。400KA電解槽通電后的沖擊電壓一般在3.5v左右，然后不斷下降，通電72小時(shí)后達(dá)到2.0v左右。

（6）焙燒過(guò)程中的物料添加、測(cè)量及應(yīng)急措施。焙燒過(guò)程中隨著溫度升高，冰晶石逐步熔化，要及時(shí)補(bǔ)充冰晶石，一方面起到保溫作用，另一方面可防止局部過(guò)熱；加強(qiáng)對(duì)電流分布測(cè)量，偏流較大時(shí)要及時(shí)松開(kāi)小盒卡具，并用風(fēng)冷卻鋼爪及復(fù)合板處；加強(qiáng)對(duì)陰極鋼棒溫度測(cè)量，溫度高出正常范圍時(shí)要及時(shí)冷卻。

我公司使用的電流分布測(cè)量叉叉頭的間距為15cm，通電后中間陽(yáng)極正常電流分布控制在1.5mv～3.0mv之內(nèi)，一般不超過(guò)3.5mv，角部導(dǎo)電稍弱，控制在0.8mv～2.0mv之內(nèi)。

（7）焙燒時(shí)間及爐膛溫度。我公司400KA電解槽焙燒時(shí)間為96個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)大量的焙燒實(shí)踐檢驗(yàn)，這個(gè)時(shí)間是合適的。爐膛溫度的質(zhì)量控制點(diǎn)有溫度的均勻分布情況、升溫梯度和焙燒終點(diǎn)溫度。

爐膛溫度分布不均勻容易對(duì)陰極造成熱沖擊，最高點(diǎn)溫度和最低點(diǎn)溫度差控制在150度之內(nèi)為宜，升溫梯度一般24小時(shí)平均溫度達(dá)到300度左右，比較理想的終點(diǎn)溫度為850-900度之間。

（8）培養(yǎng)電解質(zhì)。一般在電解槽啟動(dòng)前24個(gè)小時(shí)開(kāi)始在臨近的正常生產(chǎn)電解槽內(nèi)培養(yǎng)電解質(zhì)，供電解槽啟動(dòng)使用。

（9）啟動(dòng)。啟動(dòng)前要上緊小盒夾具，拆除軟連接，測(cè)量電流分布，清理現(xiàn)場(chǎng)，然后從其它培養(yǎng)電解質(zhì)的電解槽內(nèi)使用5噸抬包抽取電解質(zhì)灌入待啟動(dòng)的電解槽內(nèi)，一般灌入3包共13-15噸電解質(zhì)。槽內(nèi)灌入2包電解質(zhì)，當(dāng)電解質(zhì)高度達(dá)到浸沒(méi)陽(yáng)極底掌10cm以上時(shí)就可抬升陽(yáng)極了，抬電壓時(shí)邊抬電壓邊繼續(xù)灌入電解質(zhì)，使電壓達(dá)到6V左右，這樣可使陽(yáng)極電流分布在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到均勻。 穩(wěn)定一會(huì)，可將電壓升到8V左右并保持到第一個(gè)效應(yīng)發(fā)生。不要急于將電壓抬高以求快速熔化電解質(zhì)。整個(gè)焙燒期內(nèi)，人造伸腿實(shí)際上還沒(méi)有得到有效焙燒，應(yīng)放慢速度，使人造伸腿在物料的緩慢熔化中得到進(jìn)一步的焙燒焦化。

（10）兩個(gè)效應(yīng)的控制。第一個(gè)陽(yáng)極效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間和裝入的碳酸鈉量有關(guān)，大約經(jīng)過(guò)4小時(shí)后會(huì)發(fā)生，此時(shí)電壓應(yīng)在15V～25V之間，待熔化完槽內(nèi)固體物料時(shí)，及時(shí)清理槽內(nèi)焦粒，一定要盡可能撈凈，然后投入剩余的碳酸鈉，效應(yīng)會(huì)自動(dòng)熄回。此時(shí)電壓保持在5.5V～6V直到第二個(gè)效應(yīng)的發(fā)生。在這個(gè)過(guò)程中不進(jìn)行打殼下料。第二個(gè)效應(yīng)發(fā)生后要及時(shí)熄回，并開(kāi)始打殼下料。

（11）灌鋁。啟動(dòng)槽發(fā)生第二個(gè)效應(yīng)后4-8小時(shí)，距啟動(dòng)開(kāi)始約24個(gè)小時(shí)，即可灌鋁，灌鋁量可控制在23T～25T之間，灌鋁后電壓保持4.8V～5.5V，以后根據(jù)情況逐步下調(diào)。此時(shí)整個(gè)啟動(dòng)結(jié)束。啟動(dòng)第二天應(yīng)及時(shí)收邊下保溫料，以防陽(yáng)極氧化。

3 焙燒啟動(dòng)日志

在焙燒啟動(dòng)過(guò)程中認(rèn)真填記錄——電解槽焙燒啟動(dòng)日志是一項(xiàng)很重要的工作，焙燒啟動(dòng)記錄要作為電解槽檔案保存，為電解槽生產(chǎn)期間工藝路線分析、出現(xiàn)異常分析及槽壽命分析提供依據(jù)。焙燒啟動(dòng)期間各項(xiàng)記錄數(shù)據(jù)要按時(shí)測(cè)量，完整、準(zhǔn)確的填寫，嚴(yán)禁流于形式。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，400KA電解槽焙燒啟動(dòng)是一個(gè)關(guān)乎電解槽后期正常期運(yùn)行和槽壽命長(zhǎng)短的系統(tǒng)性工程，較之以往的小型電解槽，需要啟動(dòng)方案更加規(guī)范、對(duì)細(xì)節(jié)的把控更加到位、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行更加嚴(yán)格。啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作是基礎(chǔ)，控制好鋪焦掛極、裝爐、焙燒過(guò)程操作及監(jiān)控，啟動(dòng)時(shí)的陽(yáng)極抬升、過(guò)程電壓控制、第一個(gè)效應(yīng)等環(huán)節(jié)，是保證每臺(tái)電解槽焙燒啟動(dòng)順利和成功與否的關(guān)鍵，是保證電解系列安全不可忽視的階段。