探索300KA結構電解槽低電壓生產實踐

毛欣 薛繼群

摘 要：本文簡要介紹了 300KA系列結構電解槽在低電壓生產過程中，如何解決低電解質，效應系數偏高，爐底壓降偏高，爐幫發紅等問題，以及通過技術條件嚴格控制和細化操作質量，不斷提升管理水平等措施，使電解生產平穩而有效地運行，取得了技術經濟指標情況。

關鍵詞：300KA電解槽；電流強化；電解質；效應系數；爐底壓降；爐幫發紅；技術條件；操作質量；技術經濟指標；生產實踐

2010年開始，由于鋁價的持續下跌，迫使所有鋁電解生產企業不斷降低生產成本，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過程中摸索出了一套行之有效的焙燒啟動、技術條件配比及正常生產管理方法，有效地解決了上述問題，低電壓已經堅持5年而且取得了很好的經濟技術指標，尤其是直流電單耗實現了12500Kwh/TAL，現將相關經驗交流如下：

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，使電解槽從非生產狀態轉入生產狀態。

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，四個角部陽極導桿全部靠住水平大母線，以便于角部陽極導電），整個焙燒期間電流分布比較均勻，爐膛升溫比較均勻，能防止爐底溫度局部過高，甚至漏爐等異常情況；能減少正常生產期間爐底壓降；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，在純堿上裝電解質塊2T，要求緊靠側磚，裝到距槽上沿50mm，在電解質塊上全部加電解質粉未至滿槽，陽極組表面電解質粉未厚度不低于150mm，中縫添加100-150mm冰晶石，陽極中縫用大電解質塊蓋住，再用破碎的電解質塊將縫隙密封嚴。焙燒四天后采用濕法無效應啟動焙燒電解槽，此時鋼窗口排管吹風，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，微機開始按照設定的程序降電壓，5天后降到4.05V，以后各工區長依槽子的運行狀態及電解質溫度，每天適當調整電壓，一個月之內設定電壓降至3.70V。

當電壓降至4.05V時，邊部已形成2-4cm的爐幫，將鋼窗口吹風排管去掉；當電壓降至3.95V時，電解槽角部開始發育，將角部和小面進行外保溫；當電壓降至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，一個月之內降至3.70以下以后，以后根據電解槽運行、爐膛發育、電解質體系、技術條件保持情況和電解槽操作質量維護情況，電壓向3.60—3.65V調整。啟動后期管理的重點是盡快形式高分子比的規整爐膛，它嚴重制約著電流效率和槽壽命，保證早期爐膛質量的關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系數尤其是長效應，確保早期形式的爐幫不被化掉。

2 正常生產期間電解槽管理

2.1 技術條件管控

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

3 突出問題的解決

3.1 爐幫發紅

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

3.2 效應系數偏高

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

4 結論

通過以上各項技術對策的實施和良好的操作質量，我們的低電壓做到了長期的穩定運行，解決了低電壓運行過程中低電解質，效應系數偏高，爐底壓降偏高，爐幫發紅等一系列而且取得了很好的經濟技術指標，實現直流電耗12500kwh/TAL成為國內同行業學習的榜樣。

參考文獻

[1]劉業翔.《現代鋁電解》冶金工業出版社，2008

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