电解槽焙烧启动要点分析.docx

电解槽焙烧启动要点分析前言现在大型预焙槽的焙烧大部分采用焦粒焙烧法，焦粒焙烧相比铝液焙烧可避 免铝液对槽内衬材料的冲击，同时电解质提前进入从而阻挡了铝液从炉底及侧部 缝隙向外渗透根据我们在日常的生产当中焙烧启动过程中容易出现的各种问题 加以分析总结，分析出其原因并采取合适措施避免类似问题发生，通过对焙烧启 动过程中阳极电流分布及电解槽槽电压变化规律研究，从理论上解释其变化原因 及变化规律1 焙烧前准备工作1.1铺焦粒与挂阳极的要求及影响电解槽焙烧前要求铺焦粒，对于焦粒的铺设有严格的要求，铺焦所用的焦粒粒 度为1〜4mm，要求铺焦平整，阳极自然下落后与焦粒充分接触，可用钢板尺检 查焦粒与阳极底掌是否接触完全，对于接触面积小的应重新调整阳极导杆位置， 尽可能使阳极底掌与阴极碳块接触面积较大放下阳极后，可将阳极周围焦粒向 填充不实的部位塞进去，保证阳极与阴极底掌完全接触实际铺焦过程中经常容 易出现这样的问题，作业人员为保证阳极导杆与阳极大母线之间缝隙较小，铺焦 过程中往往将阳极外侧焦粒铺的比内侧稍厚一点，这样阳极碳块放下后阳极导杆 向大母线方向倾斜，容易保证阳极导杆与大母线的间隙较小，但这种铺焦方式会 为以后的焙烧启动工作带来麻烦，具体表现在由于阳极外侧焦粒较厚，阳极外侧 接触好，通电焙烧后外侧电流就比内侧大，外侧发热量多导致冰晶石靠槽帮一侧 先熔化，靠中缝侧由于发热量少中间冰晶石熔化速度慢，由于中见熔化差，不具 备启动条件造成焙烧时间被迫延长情况发生。

然而，由于上述的原因，导致培烧 时间的延长所以，我们根据实际的操作，把以往的这种方式改变为铺焦粒是用 纱网式工具，如图：它的利处就是：当阳极坐放在焦粒层上时，由于阳极底面高低不平一般相差 5〜10mm, —方面利用小而密集的圆锥焦粒体填充找平阳极底面凹凸；另一方面, 阳极局部挤压焦粒层时，由于锥体之间存在较大空间，被挤压的焦粒向周围空间 扩散，使阳极底掌其余部分与其它圆锥焦粒体进一步接触，有效的增加了阳极底 面与焦粒层的接触面积，从而达到阳极与焦粒层充分接触的目的1.2 软连接与分流片的安装要求安装软连接卡具要求固定软连接与阳极大母线的弓形卡具顶头处加绝缘纸 弓形卡具应避免与阳极大母线上部及小盒卡具接触，防止小盒卡具发红现象软 连接与阳极导杆及大母线接触面应尽量好，对于接触面不好的软连接可在接触面 处加1mm厚铝软带检查接触面好坏可采用打印纸塞接触面，如大部分未接触需 重新安装软连接分流片安装质量不好容易造成通电后与母线接触部位发红现 象，使用分流片首先要检查分流器与母线接触面是否平整或生锈，如有以上情况 需将接触面进行除锈并打磨平整，安装分流片要求夹紧分流片的弓形卡具上顶丝 加绝缘板防止电流通过弓形卡具导电，原来焙烧过程中未加绝缘板曾出现过弓形 卡具顶丝处发红现象，原因是由于电流通过弓形卡具顶丝导电，后来通过加绝缘 板避免这一现象的发生。

分流片与立柱母线之间连接主要用夹板将分流片固定在 立柱母线上，安装分流器夹板时应避免螺栓与立柱母线接触，防止接触部位通电 后发红情况发生2 焦粒焙烧启动要点分析2.1 通电焙烧过程中阳极炭块电流变化规律焦粒焙烧通电后阳极电流分布的变化规律，正确分析电流发生变化原因是生 产管理人员所必须掌握的，通过熟练掌握电流变化规律能够做到防患于未然，避 免异常情况发生焙烧期间电流变化情况如下，通电焙烧开始阶段阳极电流分布 比较均匀，原因是由于通电初期，各阳极下焦料的电阻由于厚度一致，并采用同 一样的炭块，其电阻值基本相当，阳极上各炭块通过电流大小主要是阳极炭块与 焦粒电阻大小决定的，所以通电初期电流分布比较均匀，这样有利于电解槽的均 匀升温，通常第一天、第二天很少出现阳极炭碗内磷生铁发红现象，随着焙烧时 间的延长局部冰晶石开始熔化成液体电解质，由于存在液体的电解质该部位的导 电性进一步增强，导电性好、电阻小，同样电压情况下通过电流就大，电流大发 热量就多，冰晶石的熔化速度就加快，该部位电阻进一步降低，从而形成不良循 环，这就是焦粒焙烧随着焙烧时间延长阳极电流分布变得越来越不均匀的原因 从生产实践中经常会发现以下情况，即焙烧初初期电流分布大的阳极随着焙烧时 间的延长电流越来越大，个别阳极电流过大造成阳极炭块炭碗内磷生铁发红现 象，严重时甚至出现钢爪发红现象。

随着焙烧时间的延长电流分布不均匀现象有 逐步加剧趋势，这就要求在焙烧后期要注意测量阳极电流分布避免阳极电流过大 造成的磷生铁熔化，避免局部过热造成的阴极炭块裂缝和阳极脱极现象发生2.2 通电焙烧过程中电解槽电压变化规律电解槽通电后，电解槽的工作电压不断变化，通过全电流后冲击电压一般在 4.8〜5.5V之间，不得高于6.0V抬阳极前焙烧过程电压变化规律基本情况如下：焙烧电压变化情况时间（h）24486672槽电压（V）3.43.02.53.5 〜4.0从以上槽电压（槽电压指电压上限）变化情况可看出槽电压随着通电时间的延长有下降趋势，原因是由于随通电时间的延长，阳极炭块、焦粒层、阴极炭块电阻随温度升高有下降趋势，这三部分电阻以串联方式存在，通过电解槽电流不 变，所以槽电压随着槽电阻的减小而下降，从槽电压变化看前期电压下降快，后 期电压下降慢是由于槽电阻初期下降比较明显，到后期阴极碳块与阳极碳块电阻 基本稳定，焦粒层电阻由于冰晶石熔化成液体电解质导电使槽电阻略有降低，电 压的降低电解槽单位时间内输入热量的减少，冰晶石的熔化速度变慢，所以通电 焙烧三天后一般通过上抬阳极提高电压增加热量输入，加速冰晶石熔化。

2.3拆分流器及软连接注意事项当电压低于3.5V并保持平稳后开始拆除分流器，两组分流器同时拆除完毕，拆 除期间电压上升不允许超过1.0V,若电压急剧上升，应停止拆除分流器检查各 阳极电流分布，若有异常应及时调整，等电压相对稳定以后再进行拆除，全部拆 除完毕后槽电压不允许超过4.5V注意在此过程中避免与阳极大母线及导杆接触以防止打弧光烧坏母线拆软连接 前应先将所有小盒卡具紧好后才能进行拆软连接操作2.4 抬阳极过程中注意事项抬阳极操作一般在焙烧72 小时并拆除软连接后开始进行，第一次抬电压前 必须保证大部分阳极下部周围有液体的电解质生成，可通过将铁钎插入阳极周围 冰晶石中检查冰晶石熔化情况第一次抬阳极应采取点动操作，抬阳极过程中原 则是上抬停止以后电压稳定或有下降趋势，才能进行下一次抬电压操作每次点 动一下后观察电压变化情况，如抬阳极停止后槽电压仍不断自动上升，往往说明 阳极电流分布有严重不均匀情况发生，原因是由于上抬阳极后如果部分阳极周围 没有液体电解质或很少，阳极底掌就会与焦粒脱离，从而导致该部分阳极电流分 布降为零或很小，这样电流就集中在电解质熔化较多的极上，原来有少量熔化电 解质的阳极由于通过电流小热量输入不足导致电解质又重新凝固，导致此类阳极 处电阻升高电流减小，最终使电解槽槽电阻逐步自动上升，电流不变的情况下导 致槽电压自动上升。

抬阳极初期往往是电流分布不均匀最严重的时候，这就要求 抬阳极后及时测量阳极电流分布，对阳极电流过大的阳极及时采取措施如实际 操作中有此类问题出现，应组织人员迅速测量阳极电流分布，对阳极电流超出正 常电流三倍以上的阳极炭碗立即进行冲风降温操作，避免阳极钢爪脱落现象发 生随着阳极上抬热量输入增加冰晶石熔化速度加快，抬阳极初期电流分布不均 匀现象会逐步缓解，是由于随着电解质量的增加以及阳极与焦粒层间距的扩大， 液体电解质较多的阳极周围电解质可通过阳极底掌向其它阳极底掌下流动，使原 来电解质熔化较少的阳极也能通过液体的电解质导电，这样原来电流分布不均匀 现象就会减少所以抬阳极后期根据冰晶石熔化情况可适当加快阳极上抬速度， 提高槽电压增加热量输入加速冰晶石熔化速度，为电解槽启动创造条件2.5 灌电解质时上抬阳极电压变化及注意事项灌电解质过程中阳极需逐步上抬，使电解质通过阳极底掌下部及中间从出铝 端流向烟端，阳极上抬过程中电压变化情况是从上抬阳极前电压3.5〜4.0V很快 上升到8〜12V,然后基本稳定在10V左右，灌电解质时抬阳极整个过程虽然只 有几分钟左右，但上抬阳极的速度有一定要求，开始灌电解质时应当边抬阳极边 观察槽电压变化情况，如果上抬阳极速度过慢就会造成灌入的电解质不能及时流 走，引起电解质从出铝口溢出。

初期上抬速度过快会造成部分阳极炭块与电解质 脱离引起电压过高现象发生，开始上抬阳极时应使槽电压在正常范围内情况下使 阳极上抬速度与灌电解质速度相配匹，整个上抬阳极过程尽量将槽电压控制在 12V 以内另外在灌电解质前应先将除烟道端以外的槽盖板全部打开，烟道端槽 盖板不打开的目的是防止在灌电解质过程中液体电解质遇纯碱生成气体向外飞 溅烧伤操作槽控箱的工作人员，其它部位盖板打开能方便地观察电解质的流动情 况，同时避免喷出的电解质烧坏槽盖板2.6 灌电解质前提及液体电解质流动通道分析灌电解质前一般要求中间大部分部位置电解质有一定的高度，一般要求在 20cm 以上，中间电解质高度越高就越安全但在实际操作过程中会出现由于个 别极通过电流小，冰晶石熔化少只有部分中缝化开针对该种情况是否具备启动 条件，主要看中缝大部分位置是否化开，如基本化开，基本上具备灌电解质条件， 即使中缝局部未完全联通，也可进行灌电解质操作，原因是灌入电解质时主要通 道是从阳极底掌下流通，而中缝只是次要通道这种情况要求灌电解质前先将出 铝口处物料扒至阳极碳块底部，一方面使灌入的电解质有一个缓冲的空间，另一 方面使阳极在上抬过程中电解质能从阳极底掌下从出铝端流向烟道端。

在上抬阳 极过程中由于大部分阳极周围有熔化的电解质，阳极上抬后阳极周围熔化的电解 质流入阳极底掌下保证大部分阳极导电，随着阳极的上抬，阳极底掌与炉底之间 形成一个通道，灌入的电解质顺着阳极底掌从出铝端流入的烟道端，此时灌入的 液体电解质浸没阳极底掌保证阳极导电，从而保证了在整个抬阳极过程大部分阳 极都能够导电2.7捞碳渣方式的改进焦粒焙烧法由于焙烧使用焦粒导电，灌电解质后大量焦粒会漂浮起来，所以焦 粒焙烧启动必须进行打捞炭渣作业，根据生产实践经验槽温控制越高炭渣分离程 度就越好，打捞炭渣一般要求电解质内的冰晶石大部分熔化，最好捞炭渣前发生 一次效应，使炭渣能够完全与电解质分离，原来捞炭渣采用漏铲一点一点往外捞， 工人劳动强度大，工作辛苦，为减轻工人劳动强度，在实际生产当中采用捞炭渣 前降电压操作，电压下降后使液体电解质上溢与槽沿板基本相平，这时在电解槽 角部用平耙直接向电解槽围板上拔，然后用铁锨将炭渣装入炭渣箱内，这样就大 幅提高了劳动效率，减轻了工人的劳动量，另外还减少了炭渣中的电解质含量， 通过这种方式使捞炭渣的作业效率大大提高，原来捞碳渣作业需要几个小时缩短 到一小时以内，捞完炭渣后将工作电压恢复正常。

2.8记录回转计读数的目的焦粒焙烧启动过程中要求记录回转计读数，通过回转计读数计算出阳极上抬高 度，根据阳极上抬高度以及电解质水平可判断出电解槽内熔化的液体电解质量是 否满足灌铝前要求灌完液体电解质后需要继续加入冰晶石熔化生成液体电解 质，如何判断电解槽内液体电解质是否满足灌铝前要求，可通过两种方法得知， 一是根据以前经验计算出加入的电解质总量达到要求后停止加入冰晶石，这种办 法必须知道加入物料量的多少另一种更常用的办法是通过阳极上抬高度以及电 解质水平来进行判断，这种办法简单易行，准确可靠通过以上办法判断液体电 解质量避免灌铝后液体电解质不足造成电解质水平过低情况发生，又能避免灌铝 后液体电解质过多造成电压无法降至5.5V,被迫人为从电解槽内取出部分液体电解质才能将电压降至 5.5V3 总结本文通过对焦粒焙烧启动过程中的关键环节分析，总结出容易出现的问题， 采取措施加以避免，并通过对焙烧启。