浅谈降低200kA预焙铝电解槽炉底压降的途径

2013-08-15李洋

科技视界 2013年14期

李洋

（中国铝业兰州分公司电解一厂，甘肃兰州 730060）

自2009年以来，为了进一步节能降耗，兰州分公司积极推行电解生产科技进步。根据生产的需要，200kA系列采用国际上最先进的“四低一高”（高极距、低效应系数、低槽温、低分子比、低氧化铝浓度）的电解生产技术，取得了良好的经济指标。但在生产运行过程中，电解槽炉底时有沉淀结壳的发生，影响电解槽平稳生产。针对炉底结壳，经过大量的技术改造和生产实践，基本上摸索出了一套避免形成、控制与处理炉底沉淀结壳的管理经验和方法，对降低炉底电压降效果明显。

1 电解槽炉底压降大的原因

电解槽的炉底压降阴极材料上产生的压降和生产过程中沉积在阴极表面上的沉淀结壳产生的压降两部分组成的。在电解槽设计时考虑电解槽选用阴极内衬材料及筑炉质量，材料的好坏和筑炉质量直接影响炉底压降。氧化铝加人电解槽时，一部分逐渐被运动的电解质溶解；另一部分下沉到炉底，氧化铝沉到炉底形成了沉淀。沉淀在铝液和电解质的作用下，进人电解质中重溶。如果槽温偏低、炉底发冷，沉淀会析出固体氧化铝从而形成了结壳。在我公司实际生产中由于边部加工、换极与加保温料间隔时间短，下料汽缸老化严重，打壳锤头打不开火眼等多方面原因，造成大量氧化铝进人槽内，不能及时溶解形成大量沉淀，沉淀长时间积累就变成大沉淀，也就增大了电解槽炉底压降。

2 降低电解槽炉底压降的措施

2.1 合理调整分子比

分子比是铝电解生产中需要精心控制的主要参数，经过科学的分析和生产实践证明：保持合理的低分子比是提高电解铝电流效率的有效途径。应用低分子比进行操作有以下优点：1）电解质的初晶温度降低；2）Na＋在阴极上放电的可能性减小；3）电解质密度和粘度有所降低，电解质的流动性较好，有利于铝的析出；4）电解质与碳素材料和铝液镜面的表面张力增大，有助于炭粒从电解质中分离，降低铝液在电解质中的溶解度；5）电解槽槽面上的电解质结壳松软，便于电解生产中更换阳极等操作。

2.2 电解槽控制氧化铝浓度改进对炉低压降

对于预焙槽来说，下料需要起到向电解质中补充AL203的作用，要求每次加人的料量在短时间内完全溶解，不允许有沉于炉底的现象，固然就不会产生沉淀。解决这一问题的最好办法就是选择溶解性好的氧化铝，尽可能缩短加料间隔，使每次投人的数量相对较少，但可以增加次数。

氧化铝在电解槽中的溶解并不是迅速溶解的，而是有一定过程的，先是部分氧化铝溶解，剩余氧化铝不能及时溶解，形成氧化铝和电解质的聚合物，之后继续溶解，受电解质中氧化铝浓度升高对氧化铝溶解速度降低的影响，溶解速度很慢，造成了部分氧化铝沉降到了铝液底层，形成沉淀。利用交叉下料方式加大了下料频率，减少电解槽单次的下料量，从而增加氧化铝溶解速度，起到降低炉底压降的效果。

2.3 提高技术条件和生产操作水平

保持合适的技术条件。电解质水平不能低于18cm，保证电解槽内有足够的电解质来溶解氧化铝；保持合适的铝液水平，以出铝后铝液水平不低于21cm为宜；保持合适的阳极效应系数，延长下料间隔，降低电解质中的氧化铝含量；保持足够的阳极保温料和炉面保温料，减少槽子上部散失的热量，保持炉底有足够高的温度，达到促使电解质初晶温度等温线降到阳极炭块之下，从而达到逐步平整炉底规整炉膛的目的。

随着200kA电解槽生产的不断改进，四点同时下料方式已不适应低温、低电压的生产模式，会形成较多沉淀，使电解槽炉底压降增大。对下料方式和下料机构等进行了改造，将电解槽下料方式由四点同时下料方式改为四点交叉下料方式，每次加料量减少到原打壳、下料量的50%左右，从而达到减少每次加料量的目的，减少槽底沉淀，降低炉底电压降。