400KA铝电解槽焙烧及启动关键控制点浅析

李银升

（陕西有色榆林新材料有限责任公司铝业分公司，陕西 榆林 719099）

随着国内铝电解技术的进步和环保要求的日益严格，我国已进入了400KA及以上铝电解槽占主导地位的时期。焙烧启动质量的好坏不仅影响着电解槽的安全启动，而且也直接影响着正常生产后的各项技术经济指标和槽寿命，稍有疏忽还有可能发生难以想象的焙烧启动事故。本文对400KA电解槽使用焦粒焙烧及启动过程中的一些关键控制点做以论述，以期对其它厂家400KA电解槽系列投产或大修后再次使用焦粒焙烧及启动起到一定的借鉴作用。

1 焦粒焙烧及启动准备

当前国内400KA电解槽焙烧主要采用焦粒焙烧，启动时一般采用无效应湿法（启动前灌入一定量的液体电解质）启动。需要强调的是，采取焦粒焙烧的无效应湿法启动方案制订应力求规范、详细、并严格执行，以保证每个操作人员知道在每个环节应进行的工作和注意事项。同时应制订异常情况的应急处理措施，确保焙烧启动过程平稳。

2 焙烧启动中关键环节控制点

（1）铺焦、挂极。铺焦、挂极质量的好坏直接影响着焙烧启动质量。该环节应做好焦粒粒度、焦粒和石墨的配比、焦粒厚度及均匀程度、阳极组选择、导杆与吊耳的距离控制工作。1台400KA电解槽需要焦粒约1吨，石墨碎约0.3吨。焦粒粒度在2mm～5mm的量应控制在95%以上；焦粒的电阻控制在500mv以内，焦粒与石墨的混合比约为9∶2，混合比例以焦粒和石墨混合后的电阻控制在270mv～290mv之间为准；焦粒和石墨混合物的厚度控制在18mm！25mm。装炉使用的48组阳极炭块，要经过精挑细选，避免使用钢爪过细或磷生铁浇筑不饱满的阳极炭块。

（2）联接方式。目前国内所有400KA电解槽基本上全部铝软带连接器将导杆和大母线联接的软连接方式进行连接。

（3）装炉按照焙烧启动方案，因为一般使用空腔焙烧，在装炉之前要先用编织袋或其它合适材料堵塞阳极外侧极缝，极缝和中缝顶部用硅酸铝耐火纤维毡或钢板牢靠覆盖，防止在焙烧过程中塌陷，阳极四周依次装入氟化钙、电解质块、碳酸钠和高分子比冰晶石，阳极上部使用高分子比冰晶石覆盖，以利于保温。

（4）分流方法与分流时间。焦粒焙烧采用的分流方法主要有两种：用分流器连接阳极大母线到下台槽阳极大母线的分流方式和用钢带连接阳极钢爪到阴极钢棒的分流方式。当前400KA电解槽普遍使用分流器分流法，只有在每个工区的最后一台电解槽使用钢带分流法。分流器拆除时间一般在通电后的8-16个小时内拆除，拆除分流器后电压不要超过3.3v,分流器应分2-3次拆除完毕。

（5）通电及焙烧电压变化。目前国内大型电解铝企业均采用不停电的方式给电解槽通电，即使用赛尔开关进行通电操作。400KA电解槽通电后的冲击电压一般在3.5v左右，然后不断下降，通电72小时后达到2.0v左右。

（6）焙烧过程中的物料添加、测量及应急措施。焙烧过程中随着温度升高，冰晶石逐步熔化，要及时补充冰晶石，一方面起到保温作用，另一方面可防止局部过热；加强对电流分布测量，偏流较大时要及时松开小盒卡具，并用风冷却钢爪及复合板处；加强对阴极钢棒温度测量，温度高出正常范围时要及时冷却。

我公司使用的电流分布测量叉叉头的间距为15cm，通电后中间阳极正常电流分布控制在1.5mv～3.0mv之内，一般不超过3.5mv，角部导电稍弱，控制在0.8mv～2.0mv之内。

（7）焙烧时间及炉膛温度。我公司400KA电解槽焙烧时间为96个小时，经过大量的焙烧实践检验，这个时间是合适的。炉膛温度的质量控制点有温度的均匀分布情况、升温梯度和焙烧终点温度。

炉膛温度分布不均匀容易对阴极造成热冲击，最高点温度和最低点温度差控制在150度之内为宜，升温梯度一般24小时平均温度达到300度左右，比较理想的终点温度为850-900度之间。

（8）培养电解质。一般在电解槽启动前24个小时开始在临近的正常生产电解槽内培养电解质，供电解槽启动使用。

（9）启动。启动前要上紧小盒夹具，拆除软连接，测量电流分布，清理现场，然后从其它培养电解质的电解槽内使用5吨抬包抽取电解质灌入待启动的电解槽内，一般灌入3包共13-15吨电解质。槽内灌入2包电解质，当电解质高度达到浸没阳极底掌10cm以上时就可抬升阳极了，抬电压时边抬电压边继续灌入电解质，使电压达到6V左右，这样可使阳极电流分布在最短时间内达到均匀。 稳定一会，可将电压升到8V左右并保持到第一个效应发生。不要急于将电压抬高以求快速熔化电解质。整个焙烧期内，人造伸腿实际上还没有得到有效焙烧，应放慢速度，使人造伸腿在物料的缓慢熔化中得到进一步的焙烧焦化。

（10）两个效应的控制。第一个阳极效应的发生时间和装入的碳酸钠量有关，大约经过4小时后会发生，此时电压应在15V～25V之间，待熔化完槽内固体物料时，及时清理槽内焦粒，一定要尽可能捞净，然后投入剩余的碳酸钠，效应会自动熄回。此时电压保持在5.5V～6V直到第二个效应的发生。在这个过程中不进行打壳下料。第二个效应发生后要及时熄回，并开始打壳下料。

（11）灌铝。启动槽发生第二个效应后4-8小时，距启动开始约24个小时，即可灌铝，灌铝量可控制在23T～25T之间，灌铝后电压保持4.8V～5.5V，以后根据情况逐步下调。此时整个启动结束。启动第二天应及时收边下保温料，以防阳极氧化。

3 焙烧启动日志

在焙烧启动过程中认真填记录——电解槽焙烧启动日志是一项很重要的工作，焙烧启动记录要作为电解槽档案保存，为电解槽生产期间工艺路线分析、出现异常分析及槽寿命分析提供依据。焙烧启动期间各项记录数据要按时测量，完整、准确的填写，严禁流于形式。

4 结语

总之，400KA电解槽焙烧启动是一个关乎电解槽后期正常期运行和槽寿命长短的系统性工程，较之以往的小型电解槽，需要启动方案更加规范、对细节的把控更加到位、标准执行更加严格。启动前的准备工作是基础，控制好铺焦挂极、装炉、焙烧过程操作及监控，启动时的阳极抬升、过程电压控制、第一个效应等环节，是保证每台电解槽焙烧启动顺利和成功与否的关键，是保证电解系列安全不可忽视的阶段。