探索300KA結(jié)構(gòu)電解槽低電壓生產(chǎn)實踐

毛欣 薛繼群

摘 要：本文簡要介紹了 300KA系列結(jié)構(gòu)電解槽在低電壓生產(chǎn)過程中，如何解決低電解質(zhì)，效應(yīng)系數(shù)偏高，爐底壓降偏高，爐幫發(fā)紅等問題，以及通過技術(shù)條件嚴格控制和細化操作質(zhì)量，不斷提升管理水平等措施，使電解生產(chǎn)平穩(wěn)而有效地運行，取得了技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)情況。

關(guān)鍵詞：300KA電解槽；電流強化；電解質(zhì)；效應(yīng)系數(shù)；爐底壓降；爐幫發(fā)紅；技術(shù)條件；操作質(zhì)量；技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；生產(chǎn)實踐

2010年開始，由于鋁價的持續(xù)下跌，迫使所有鋁電解生產(chǎn)企業(yè)不斷降低生產(chǎn)成本，而降低噸鋁電耗是降低電解鋁成本的主要途徑之一。從理論上分析，降低平均電壓和提高電流效率都能降低噸鋁電耗，由于提高電流效率有限，對電耗的貢獻不如降低平均電壓（提高1%電流效率，噸鋁電耗降150度，降低1mv電壓，降噸鋁電耗降3.3度），因此，許多企業(yè)都把降低平均電壓做為降低電耗的首要選擇，我們公司在低電壓生產(chǎn)過程中摸索出了一套行之有效的焙燒啟動、技術(shù)條件配比及正常生產(chǎn)管理方法，有效地解決了上述問題，低電壓已經(jīng)堅持5年而且取得了很好的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，尤其是直流電單耗實現(xiàn)了12500Kwh/TAL，現(xiàn)將相關(guān)經(jīng)驗交流如下：

1 焙燒啟動及后期管理

電解槽修理后，通過對電解槽進行焙燒，使之達到啟動的條件；通過啟動，使電解槽從非生產(chǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)狀態(tài)。

電解槽焙燒主要啟動用料如下：冰晶石裝爐7T啟動4T，純堿裝爐啟動各1.5T，氧化鋁啟動6T，氧化鋁裝爐0.8t。以專用工具鋪焦粒，將焦粒鋪成“焦粒堆”狀。

用這種改良方法的操作（裝陽極時候，四個角部陽極導(dǎo)桿全部靠住水平大母線，以便于角部陽極導(dǎo)電），整個焙燒期間電流分布比較均勻，爐膛升溫比較均勻，能防止?fàn)t底溫度局部過高，甚至漏爐等異常情況；能減少正常生產(chǎn)期間爐底壓降；裝槽時在槽膛四周緊貼陽極的底掌邊沿添加60-100mm冰晶石，在人造伸腿上均勻鋪上0.8 T氟化鈣，均勻添加純堿1.5噸，在純堿上裝電解質(zhì)塊2T，要求緊靠側(cè)磚，裝到距槽上沿50mm，在電解質(zhì)塊上全部加電解質(zhì)粉未至滿槽，陽極組表面電解質(zhì)粉未厚度不低于150mm，中縫添加100-150mm冰晶石，陽極中縫用大電解質(zhì)塊蓋住，再用破碎的電解質(zhì)塊將縫隙密封嚴。焙燒四天后采用濕法無效應(yīng)啟動焙燒電解槽，此時鋼窗口排管吹風(fēng)，以便盡快形成爐膛，24小時后一次性灌鋁不超過16T，電解槽啟動后期管理主要是槽電壓管理，灌鋁后槽電壓降低至4.8V，接通微機自動控制系統(tǒng)，微機開始按照設(shè)定的程序降電壓，5天后降到4.05V，以后各工區(qū)長依槽子的運行狀態(tài)及電解質(zhì)溫度，每天適當(dāng)調(diào)整電壓，一個月之內(nèi)設(shè)定電壓降至3.70V。

當(dāng)電壓降至4.05V時，邊部已形成2-4cm的爐幫，將鋼窗口吹風(fēng)排管去掉；當(dāng)電壓降至3.95V時，電解槽角部開始發(fā)育，將角部和小面進行外保溫；當(dāng)電壓降至3.70V時，用保溫布將電解槽進行外保溫，啟動后期槽電壓管理：根據(jù)電解槽運行曲線和槽況實施快速降電壓（先快后慢）的原則，一個月之內(nèi)降至3.70以下以后，以后根據(jù)電解槽運行、爐膛發(fā)育、電解質(zhì)體系、技術(shù)條件保持情況和電解槽操作質(zhì)量維護情況，電壓向3.60—3.65V調(diào)整。啟動后期管理的重點是盡快形式高分子比的規(guī)整爐膛，它嚴重制約著電流效率和槽壽命，保證早期爐膛質(zhì)量的關(guān)鍵是啟動后期直到爐膛建立完成這段時間要保證足夠高的分子比；日常維護爐膛的重點是努力控制效應(yīng)系數(shù)尤其是長效應(yīng)，確保早期形式的爐幫不被化掉。

2 正常生產(chǎn)期間電解槽管理

2.1 技術(shù)條件管控

低電壓運行過程中，我們始終把技術(shù)條件管理放在第一位，喻為電解槽的生命線；提出了技術(shù)條件的3個“90%”，即分子比合格率，電解質(zhì)水平合格率，鋁水平合格率達到90%以上的目標(biāo)要求而且落到實處。調(diào)整現(xiàn)有的技術(shù)條件，探索出一條以“低電壓”為核心全新的技術(shù)條件組合，“低電壓、低槽溫、低效應(yīng)分攤電壓、低氧化鋁濃度、低鋁水、低爐壓、低分子比、高質(zhì)水平”的“七低一高”技術(shù)條件組合能很好地解決了低電壓運行過程中的各種問題，確保了低電壓生產(chǎn)系列的持續(xù)運行。

3 突出問題的解決

3.1 爐幫發(fā)紅

當(dāng)初電流300KA強化到315KA，效應(yīng)多發(fā)，爐幫發(fā)紅不斷，我們經(jīng)過分析確認爐幫發(fā)紅不應(yīng)該由于電流強化而造成的，而是由于效應(yīng)頻發(fā)尤其長效應(yīng)對形成高分子爐膛的破壞而出現(xiàn)的異常；繼續(xù)電流強度到317KA，電解槽熱平衡穩(wěn)定了，效應(yīng)系數(shù)可控了，爐幫發(fā)紅明顯減少甚至消失了；另外，對經(jīng)常發(fā)紅的部位，已經(jīng)有鋁液滲透的部位進行修補，消除爐幫發(fā)紅隱患，確保系列運行的安全。

3.2 效應(yīng)系數(shù)偏高

效應(yīng)管理是一種綜合水平的體現(xiàn)，更重要是效應(yīng)對現(xiàn)場正常工作是一種干擾，對電解生產(chǎn)是一種破壞；面對效應(yīng)系數(shù)居高不下的情況，我們從控制策略，工藝技術(shù)條件，設(shè)備改造等方面綜合分析，確認分子比偏高是造成效應(yīng)多的主要原因，調(diào)整分子比到2.2-2.5范圍，效應(yīng)得到有效控制，工人勞動強度大幅度減少。

4 結(jié)論

通過以上各項技術(shù)對策的實施和良好的操作質(zhì)量，我們的低電壓做到了長期的穩(wěn)定運行，解決了低電壓運行過程中低電解質(zhì)，效應(yīng)系數(shù)偏高，爐底壓降偏高，爐幫發(fā)紅等一系列而且取得了很好的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，實現(xiàn)直流電耗12500kwh/TAL成為國內(nèi)同行業(yè)學(xué)習(xí)的榜樣。

參考文獻

[1]劉業(yè)翔.《現(xiàn)代鋁電解》冶金工業(yè)出版社，2008

[2]陳萬坤.有色金屬進展輕金屬卷[M].長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1995.