異型陰極預焙鋁電解槽的焙燒啟動

張孝強

（中國鋁業貴州分公司，貴州 貴陽 550014）

我公司從2009年2月份起，逐漸開始投入異型陰極槽的生產，槽況運行基本穩定。目前已經取得了一定的進展和廣泛的推廣應用。結合160kA異型陰極電解槽的生產實踐，對異型電解槽從掛極、裝爐、焙燒、啟動到后期管理的各個環節應注意的問題進行總結，有利于異型陰極電解槽的更好發展。

1 異型陰極電解槽的混合料焙燒啟動

1.1 混合料的鋪設掛極

用粒度在5mm以下的煅后焦與石墨粉按體積比6：4的比例進行充分混合，在陰極凸臺之間的陰極表面放上鋪設混合料3cm，在陰極凸臺上放上鋪設石墨粉1cm。掛極時應根據陽極開槽深度調整混合料的鋪設厚度，并觀察陽極兩端水平情況，確保陽極水平接觸混合料。

1.2 混合料焙燒裝爐

在側部人造伸腿上均勻撒上0.3噸冰晶石和0.3噸氟化鈣，然后在人造伸腿處堆砌5噸電解質塊，邊部加工面和陽極上均勻地鋪設上2噸冰晶石，均勻撒上1噸堿，陽極上加保溫料進行保溫，均勻覆蓋陽極、邊部加工面等。態，使爐內部分原料（冰晶石等）熔化，具備啟動條件。

1.4.1 通電焙燒

在確認準備完成后，現場聯系通電，通電2小時后，測量一次陰極電流分布、陰極鋼棒溫度和爐底鋼板溫度，以后每天測一次陰極電流分布、陰極鋼棒溫度和爐底鋼板溫度。焙燒期間每兩小時測量一次焙燒溫度、記錄一次槽電壓和測量一次軟連接的軟帶溫度；每班測量一次陽極電流分布，特殊情況追加測量次數。焙燒期間溫度控制見表1。

1.4.2 異型陰極電解槽的啟動

在確認焙燒溫度達到850℃以上后，準備灌入12t電解質。先緊上陽極卡具，利用溜槽先灌入一包電解質，電壓控制＜4v，然后拆除軟連接。再灌入2包電解質，上抬陽極到效應狀態，使效應電壓保持在15v～20v，陽極效應期間，用鋁耙將電解槽邊部的冰晶石推入槽內，根據需要補充冰晶石或電解質塊和堿，槽內四角冰晶石等物料已基本熔化，人工熄滅效應，電壓控制在7伏～8伏，在啟動后的24小時內，每1小時降一次電壓（見圖1，每次降電壓約80mv），電壓調整到24小時后的5伏～6伏。

表1 焙燒期間焙燒溫度控制表

1.3 安裝分流片和軟連接

分流片安裝采用立柱分流，將分流片的兩端安裝在立柱母線和短路母線上，安裝時，每組分流片兩端的連接必須緊固；軟連接安裝是將軟連接的兩端分別與鋁導桿和陽極水平母線連接。安裝時注意軟連接與母線、導桿的接觸面必須打磨清理干凈并連接緊固。

1.4 通電焙燒、啟動

國內外大型預焙槽普遍采用焦粒焙燒，濕法啟動工藝，焙燒時間為96h，將爐膛溫度逐步提升到啟動需要的高溫狀

圖1 從啟動開始至RC接通前的電壓控制曲線

24小時后進行灌鋁作業。準備6.0噸～7.0噸液體鋁分兩次灌入，灌鋁時有專人抬陽極，電壓應比灌鋁前高0.3v，鋁灌完成后，每小時手動降電壓1個回轉計讀數，在24個小時內降至4.5伏，接通RC控制和氧化鋁模糊控制。

2 混合料焙燒啟動的優點

混合料焙燒啟動能克服鋁液焙燒啟動對大型電解槽壽命的不利影響，根據混合料焙燒啟動統計圖（見圖2）可以看出：①陰極和陽極炭塊從常溫下逐漸升高預熱，避免了電解槽在冷態下灌入高溫鋁液時的強烈熱沖擊；②混合料保護了陰極表面不被氧化；③啟動時陰極先與電解質接觸，在焙燒過程中產生缺陷和小裂紋被電解質填充，啟動時的電解質又是2.8以上的高分子比，電解質將有效的阻止正常生產過程中鋁液的滲透，對陰極炭塊起到保護作用，對延長電解槽壽命也產生有利影響。④具有焙燒時間短，效率高，可以降低預熱電耗，增加槽晝夜等優點。

圖2 混合料焙燒啟動生產情況統計圖

3 工藝技術參數管理

3.1 非正常管理期技術參數

在鋁電解槽生產中，通常把電解槽啟動后到轉入正常生產這段時間的管理稱為非正常管理期。為了盡快建立規整爐膛，異型陰極電解槽啟動后電壓下放的速度比普通電解槽要快，異型陰極電解槽與普通電解槽啟動后前3個月的技術參數比較見表2。

表2 非正常管理期異型陰極電解槽與普通電解槽技術參數比較

3.2 過渡期和正常管理

通過一段時間的不斷摸索和實踐，異型陰極電解槽與普通電解槽過渡期和正常生產管理期的技術參數比較,由于異型陰極電解槽的工藝技術參數設定電壓和鋁液水平較低，但生產運行基本穩定。

4 結語

（1）采用異形陽極混合料焙燒啟動異型陰極結構電解槽，成功解決了電解槽早期破損問題。

（2）采用異形陽極混合料焙燒啟動的掛極、裝爐、焙燒升溫過程管理是獲得成功的關鍵。

（3）要取得好的生產節能效果，還需繼續改進異型陰極槽的啟動方法與操作方法，如通過調整混合料的比例，縮短焙燒周期等，探索新的控制思路，使異型陰極結構電解槽有更大節能空間。