论文部分内容阅读
【摘 要】大型预焙槽启动后期管理的主要任务是使电解槽尽快转入正常生产工艺制度，以达到理想的能量、物料、电压平衡状态，其中心任务是建立规整槽膛，其对以后正常稳定生产具有重要意义。
【关键词】预焙槽；启动后期
电解槽从启动结束到转入正常生产之前，有个过渡时期称之为启动后期，也称为非正常生产期。对于180KA中间下料预焙槽来说，启动后期一般为3个月左右。启动后期管理的主要任务是使电解槽转入正常工艺制度以达到理想的能量、物料、电压平衡状态。这一时期的管理在电解生产中，占有至关重要的地位，也对电解槽以后的稳定生产具有重要意义。
1.电解槽启动后期的特点
1.1保持较高的电解质温度
在此期间，电解槽热平衡尚未建立，即电解槽内衬、槽壳、槽基础及其它所有电解槽结构组成部分和周围介质之间均未达到热量的相对平衡，开动时的热量大，通过传导、辐射、对流大量向外传递。另外，这个时期分子比较高。
1.2保持较高的分子比
电解槽炭素内衬强烈的吸收钠盐，使电解质酸化，而强酸性的电解质溶解氧化铝的能力减小，易在阳极下部生成沉淀和结壳，造成槽底局部过热，加速其破损。另外，在高温、高分子比的情况下，建立的炉帮比较坚固。因此，在非正常期必须保持较高的分子比。生产上经常用曹达进行调整。
1.3保证有足够的电解质量
一方面，电解质表面的硬壳尚未形成，效应也较多，电解质挥发严重，另一方面，形成炉帮需要大量的电解质，同时打捞炭渣又带走一部分电解质，所以必须经常补充冰晶石或电解质块，以保证足够的电解质，也满足电解质具有较大的热容量。
1.4炭渣相对较多
对于焦粒焙烧的电解槽，启动后炭渣较多是普遍现象。过多的炭渣严重影响电解质的性质，所以，要尽快的打捞干净。
1.5金属品位低
启动后期的3个月非正常生产期间内，要不断地降低温度、电压、分子比、阳极效应系数及电解质水平，同时不断地提高铝水平和原铝质量。由此可见，启动后期的电解槽技术条件的保持不同于正常生产期，槽电压、分子比、铝水平、效应系数、温度变化都比较大。
2.电解槽启动后期的管理
2.1加工作业
电解槽采用焦粒焙烧启动后，为了更进一步地提高炉底温度，同时加强对人造伸腿和侧部炭块处的焙烧，采取24小时后灌铝的方法。灌铝后来第一个效应后采用人工定时下料，缺省时间为280～350秒，启动后期加工间隔的确定是由温度、效应系数以及炉底情况等各方面的因素决定的。
2.2槽电压管理
电解槽启动灌铝后，电压一般保持5.0～5.5V，启动后48小时电压保持4.3～4.5V，72小时后保持正常即4.1～4.2V。电压的设定要考虑电解质的温度，如果电解质温度较低，降低电压的速度要慢。
2.3电解质温度管理
由于高温、高分子比情况下建立的炉帮比较坚固，所以在启动后期，应保持较高的电解质温度，启动第一个月内，保持960～980℃，第二个月保持950～970℃，第三个月保持正常935～940℃。
2.4电解质分子比管理
为了保证较高的电解质温度，必须保持较高的分子比。电解槽启动后，第一个月内分子比不得低于2.8，第二个月分子比保持2.75～2.78，启动后第三个月电解质分子比保持正常即2.65～2.75。
2.5两水平管理
启动当月铝水平保持16～18cm，启动第二个月起铝水平保持正常即18～20cm。
启动后第一周内电解质水平保持25～35cm，第二周电解质水平保持25～28cm。第三周至月内电解质水平保持22～25cm，从第二个月起，电解质水平保持正常即20～23cm。
2.6阳极效应系数的控制
新开槽应保持较高的阳极效应系数。这样有利于炉底沉淀的溶解；电解质的清亮；有利于炭渣和电解质的分离，便于及时打捞；有利于阳极底掌的清理，防止阳极钝化。
3.启动后期的中心任务——建立完整的炉膛
开动后期，一项重要工作就是建立完整的炉膛，规整的炉膛有利于延长电解槽槽寿命，有利于提高各项技术经济指标。
3.1调节电解槽温度
铝电解生产要求有良好的稳定与平衡，如电平衡，磁平衡，热平衡，物料平衡等，而任一平衡的波动都会影响热平衡。电解槽自身具有一定的调节热平衡的能力，即当老的破坏被打破以后，它会用炉帮厚度的变化来建立新的平衡，以此来维护电解槽的正常运行。
3.2提高电流效率
规整的炉膛是槽况平稳和提高电流效率的保证，假设由于各种原因而导致的铝的损失速度k（g/cm2·h）在铝阴极上各处均等，则
电流效率（底）=1-（k/0.3356d阴（底掌））
电流效率（同边）=1-（k/0.3356d阴（周边））
因为d阴（底掌）>d阴（周边）
因此，电流效率（底掌）>电流效率（周边）
这就是说，阳极底掌正投影下面的阴极电流效率要比其周边阴极电流效率要高。目前在新槽设计上努力减小槽大面和小面尺寸，是有效提高电流效率措施之一。
3.3早期炉膛建立的原则
3.3.1炉膛建立要快
电解槽启动后，在没有建立规整炉膛前，既对电流效率产生负面影响，也使人造伸腿和侧部炭块失去保护，侧部人造伸腿的焙烧焦化过程是在电解槽启动和启动后期完成的。大量挥发分的逸出是需要一定时间的，为使气体排出不致过分激烈，要求启动时将电解质块附于其上，让电解质自然熔化来减缓人造伸腿的热梯度。
3.3.2分子比要高
电解槽在日后生产中，若要保持一个好的炉帮，就要保证至少高于电解质初晶温40℃以上（或高于电解温度30℃以上）而侧部炉帮不化。因此电解槽启动后期建立炉膛时的分子比不应低于2.80。
3.3.3及时补充电解质
由于电解槽启动后，要形成一定厚度炉帮，电解质水平下降很快，要及时补充，否则高的效应系数会将刚刚形成好的炉帮熔化。
3.3.4要重视电解质成分的调整
电解质成分不仅仅是分子比，还有氟化钙、氟化镁、氧化铝等。氟化钙是一种矿化剂，含量在启动后就达到3～6%。这样有利于炉帮的快速形成。
3.3.5选用好的料块
在换极的边部加工时，选择经破碎（粒度50～100mm）的清极块和电解质块做为大面覆盖用料，这种物料含有大量的a-Al2O3，又是高分子比成分，对炉膛的形成有非常显著的作用。
4.结束语
电解槽启动后期管理是为了让其在转入正常生产期之前达到理想的各种平衡状态，在此期间的主要任务是建立规整的炉膛，以使电解槽在以后的运行中有好的电流效率和槽寿命。
【参考文献】
[1]任永杰，刘继平.预焙槽炼铝的焦粒焙烧和启动工艺[M].甘肃文化出版社，2000.
[2]刘钢.铝电解槽早期炉膛的建立[J].轻金属，2001，（11）：36-38.
【关键词】预焙槽；启动后期
电解槽从启动结束到转入正常生产之前，有个过渡时期称之为启动后期，也称为非正常生产期。对于180KA中间下料预焙槽来说，启动后期一般为3个月左右。启动后期管理的主要任务是使电解槽转入正常工艺制度以达到理想的能量、物料、电压平衡状态。这一时期的管理在电解生产中，占有至关重要的地位，也对电解槽以后的稳定生产具有重要意义。
1.电解槽启动后期的特点
1.1保持较高的电解质温度
在此期间，电解槽热平衡尚未建立，即电解槽内衬、槽壳、槽基础及其它所有电解槽结构组成部分和周围介质之间均未达到热量的相对平衡，开动时的热量大，通过传导、辐射、对流大量向外传递。另外，这个时期分子比较高。
1.2保持较高的分子比
电解槽炭素内衬强烈的吸收钠盐，使电解质酸化，而强酸性的电解质溶解氧化铝的能力减小，易在阳极下部生成沉淀和结壳，造成槽底局部过热，加速其破损。另外，在高温、高分子比的情况下，建立的炉帮比较坚固。因此，在非正常期必须保持较高的分子比。生产上经常用曹达进行调整。
1.3保证有足够的电解质量
一方面，电解质表面的硬壳尚未形成，效应也较多，电解质挥发严重，另一方面，形成炉帮需要大量的电解质，同时打捞炭渣又带走一部分电解质，所以必须经常补充冰晶石或电解质块，以保证足够的电解质，也满足电解质具有较大的热容量。
1.4炭渣相对较多
对于焦粒焙烧的电解槽，启动后炭渣较多是普遍现象。过多的炭渣严重影响电解质的性质，所以，要尽快的打捞干净。
1.5金属品位低
启动后期的3个月非正常生产期间内，要不断地降低温度、电压、分子比、阳极效应系数及电解质水平，同时不断地提高铝水平和原铝质量。由此可见，启动后期的电解槽技术条件的保持不同于正常生产期，槽电压、分子比、铝水平、效应系数、温度变化都比较大。
2.电解槽启动后期的管理
2.1加工作业
电解槽采用焦粒焙烧启动后，为了更进一步地提高炉底温度，同时加强对人造伸腿和侧部炭块处的焙烧，采取24小时后灌铝的方法。灌铝后来第一个效应后采用人工定时下料，缺省时间为280～350秒，启动后期加工间隔的确定是由温度、效应系数以及炉底情况等各方面的因素决定的。
2.2槽电压管理
电解槽启动灌铝后，电压一般保持5.0～5.5V，启动后48小时电压保持4.3～4.5V，72小时后保持正常即4.1～4.2V。电压的设定要考虑电解质的温度，如果电解质温度较低，降低电压的速度要慢。
2.3电解质温度管理
由于高温、高分子比情况下建立的炉帮比较坚固，所以在启动后期，应保持较高的电解质温度，启动第一个月内，保持960～980℃，第二个月保持950～970℃，第三个月保持正常935～940℃。
2.4电解质分子比管理
为了保证较高的电解质温度，必须保持较高的分子比。电解槽启动后，第一个月内分子比不得低于2.8，第二个月分子比保持2.75～2.78，启动后第三个月电解质分子比保持正常即2.65～2.75。
2.5两水平管理
启动当月铝水平保持16～18cm，启动第二个月起铝水平保持正常即18～20cm。
启动后第一周内电解质水平保持25～35cm，第二周电解质水平保持25～28cm。第三周至月内电解质水平保持22～25cm，从第二个月起，电解质水平保持正常即20～23cm。
2.6阳极效应系数的控制
新开槽应保持较高的阳极效应系数。这样有利于炉底沉淀的溶解；电解质的清亮；有利于炭渣和电解质的分离，便于及时打捞；有利于阳极底掌的清理，防止阳极钝化。
3.启动后期的中心任务——建立完整的炉膛
开动后期，一项重要工作就是建立完整的炉膛，规整的炉膛有利于延长电解槽槽寿命，有利于提高各项技术经济指标。
3.1调节电解槽温度
铝电解生产要求有良好的稳定与平衡，如电平衡，磁平衡，热平衡，物料平衡等，而任一平衡的波动都会影响热平衡。电解槽自身具有一定的调节热平衡的能力，即当老的破坏被打破以后，它会用炉帮厚度的变化来建立新的平衡，以此来维护电解槽的正常运行。
3.2提高电流效率
规整的炉膛是槽况平稳和提高电流效率的保证，假设由于各种原因而导致的铝的损失速度k（g/cm2·h）在铝阴极上各处均等，则
电流效率（底）=1-（k/0.3356d阴（底掌））
电流效率（同边）=1-（k/0.3356d阴（周边））
因为d阴（底掌）>d阴（周边）
因此，电流效率（底掌）>电流效率（周边）
这就是说，阳极底掌正投影下面的阴极电流效率要比其周边阴极电流效率要高。目前在新槽设计上努力减小槽大面和小面尺寸，是有效提高电流效率措施之一。
3.3早期炉膛建立的原则
3.3.1炉膛建立要快
电解槽启动后，在没有建立规整炉膛前，既对电流效率产生负面影响，也使人造伸腿和侧部炭块失去保护，侧部人造伸腿的焙烧焦化过程是在电解槽启动和启动后期完成的。大量挥发分的逸出是需要一定时间的，为使气体排出不致过分激烈，要求启动时将电解质块附于其上，让电解质自然熔化来减缓人造伸腿的热梯度。
3.3.2分子比要高
电解槽在日后生产中，若要保持一个好的炉帮，就要保证至少高于电解质初晶温40℃以上（或高于电解温度30℃以上）而侧部炉帮不化。因此电解槽启动后期建立炉膛时的分子比不应低于2.80。
3.3.3及时补充电解质
由于电解槽启动后，要形成一定厚度炉帮，电解质水平下降很快，要及时补充，否则高的效应系数会将刚刚形成好的炉帮熔化。
3.3.4要重视电解质成分的调整
电解质成分不仅仅是分子比，还有氟化钙、氟化镁、氧化铝等。氟化钙是一种矿化剂，含量在启动后就达到3～6%。这样有利于炉帮的快速形成。
3.3.5选用好的料块
在换极的边部加工时，选择经破碎（粒度50～100mm）的清极块和电解质块做为大面覆盖用料，这种物料含有大量的a-Al2O3，又是高分子比成分，对炉膛的形成有非常显著的作用。
4.结束语
电解槽启动后期管理是为了让其在转入正常生产期之前达到理想的各种平衡状态，在此期间的主要任务是建立规整的炉膛，以使电解槽在以后的运行中有好的电流效率和槽寿命。
【参考文献】
[1]任永杰，刘继平.预焙槽炼铝的焦粒焙烧和启动工艺[M].甘肃文化出版社，2000.
[2]刘钢.铝电解槽早期炉膛的建立[J].轻金属，2001，（11）：36-38.