500kA系列铝电解槽二次焙烧启动技术研究

颗粒冷却塔

摘要：随着全国用能的紧张形势，国家进行宏观调控，导致部分电解铝企业产能受限停槽，其中一些新系列启动槽面临二次启动问题。本文结合某企业500kA系列铝电解槽二次启动生产实践从保护性扣槽、补槽、安全平稳启动等进行全面综合论述，提高二次焙烧启动槽的成功率，延长电解槽寿命，降低大修费用，有效降低生产成本。

关键词：500kA;二次启动；焦粒焙烧；大修成本

前言

某电解铝企业自错峰用电及执行能耗双控政策要求以来，截止10月份共计停槽123台。2022年年初开始复产，通过采取保护性扣槽、优化焙烧启动方式、严格工艺管控等措施，仅用不到一个月时间就将前59台电解槽全部启动完成，各项经济技术指标良好。本文结合该企业500kA系列铝电解槽二次启动生产实践从合理地清槽、补槽和焙烧启动等进行全面综合论述，为同类型槽的二次启动起到很好的借鉴作用。

1清槽

1.1 回收物料

（1）待电解槽阴极内衬温度基本降至常温后，开始操作天车开口错位拔极，导杆上标注好剩余周期天数，做好残极“结对子”使用工作。pgm_430mei

（2）清理槽内疏松的电解质块、面壳块进行分类装袋并做好标注，要求直径大小不超过30cm。

1.2 保护性扣槽

（1）待疏松的物料清理完后，使用风镐、板锄、簸箕等工具对槽内物料进行逐层清理，清炉底至阴极表面，中缝及阴极沟槽内沉淀结壳应清出槽。清理过程中注意不要破坏底部和侧部碳块及人造伸腿。

（2）清理槽底铝块时，从角落位置处“起头”抠出底铝，视铝块大小情况进行分割处理。

（3）清理完物料后，利用刨磨机打磨阴极炭块表面的碳化物，确保阴极表面干净达90%以上，最大限度提升阴极导电性能，降低电解槽冲击电压及启动后炉底压降。

汽车杯

1.3 修补

（1）用风管吹净，对各部位进行全面检查（有无裂纹、掉块、冲蚀坑等），建立完整的单槽档案，绘制炉底情况示意图，记录好炉底状况，并附图存档，为二次启动提供依据。

（2）阴极裂纹采用石墨碎配合液态碳焦泥进行修补，冲蚀坑及表面破损点用镁砂、氟化钙、水玻璃混合物填补，保证修补后阴极表面平整紧实；侧部碳块根据氧化情况，氧化轻微的地方使用石墨碎配合液态碳焦泥填充，再用气动锤夯实，氧化较宽、较深的使用条状碳块拼接修补（提前量好修补点尺寸），间隙位置填入液态碳焦泥和石墨碎，将整个氧化位置填补饱满、充实。

2装槽

2.1 铺炉挂极

（1）挂极前，用风管吹净阴极表面。选用粒度3-6m的焦粒，称重后用刮板均匀刮漏到阳极正投影区域。优化焦粒与石墨的配比，角部4组阳极为8：2，其余中间阳极为9：1，厚度为20cm,提高焙烧效果。

（2）挂极时，检查阳极底掌是否平整，外观有无缺陷，有则禁止使用，将阳极底掌清理干净，垂直落到焦粒表面，保证阳极底掌与焦粒接触面确保达到 95%以上。

2.2 软连接与分流器安装

（1）安装前，要做好软连接和分流器接触面的清洁、打磨、校正工作。软连接必须成“弧”型，保证软连接的伸缩空间不低于8cm。安装后，检查压接面压接状况，接触面无缝隙，否则重新安装。

（2）注意分流器的分流量影响焙烧升温梯度，该企业目前采用14组分流片进行分流，每组由12片2900*20*2mm铁片组成，大大增加了分流量，达到了较好分流效果。

3 通电焙烧

电解槽焙烧是电解槽进入启动前的关键管理期。二次槽焙烧时间96h。焙烧期间管理的关键是温度，要求升温梯度均匀，阳极电流分布均匀，为确保电解槽焙烧达到要求，必须做好以下方面的管理：

（1）分流器的拆除：通电后14h，确认槽电压低于2.8V，拆除第1组；第1组后每组间隔4h以上，且电压低于2.8V；拆除顺序为1、7、2、6、3、5、4分7次逐步拆除（拆除时可结合实际情况先将发红严重的分流片拆除）。

（2）通电后，重点监测阴极钢棒和阳极钢爪温度、阳极电流分布、软连接、分流器，并做好记录。

（3）焙烧至48h，处理一遍中缝物料，补热料避免空烧局部过热；启动前在A.B面极上各准备2-3t电解质，以便启动产生电解质，为后续二次启动槽提供液体电解质。

4 启动

氧气止回阀（1）确认启动条件，中缝贯通（中缝电解质20-30cm），平均温度达到930℃以上（整个启动过程不高于985℃），执行“三级” 确认机制拆除软连接和夹紧小盒卡具，阳极升降机构调试正常，实施启动。

（2）根据槽型准备好充足的电解质，一般先干法启动两台，产生大量电解质，然后灌入到后续二次启动槽进行湿法无效应启动。将准备好的10-12t电解质连续快速灌入电解槽，当

灌入的电解质流到烟道端时，开始上抬阳极，边灌边抬电压，要保证阳极浸入电解质8～10cm。灌电解质时，注意安排专人检查槽周钢棒窗口有无渗漏现象发生，监测三钢温度。

（3）无效应启动，灌完电解质后，电压控制在8V内。把极上电解质（或冰晶石）持续推入中缝熔化，侧部物料应自然熔化，严禁强行推入槽内，随着电解质（或冰晶石）熔化，电压会逐渐走低，调整电压保持在7～8V。待边部四周物料完全熔化，炭渣分离良好，将碳渣打捞干净。

（4）捞完炭渣后将极上预热好的热料扒到边部，再从A、B面各添加适量大碱，开通定时下料（NB），组织人员称氧化铝下料，确认下料量，以防漏料造成高温，导致阴极内衬受损。

5 灌铝

启动24小时后，开始分两次灌铝，总灌入30t，第一次在启动24小时后，第二次在启动48小时后，电压控制在4.8—5v。目的是控制二次启动槽温度在965℃以内，电解质表面易结壳，便于快速收大边，同时降低运行风险。收大边时边部留出散热带，并放上挡板，有利

于边部散热形成炉帮。收完后盖好槽罩，逐渐点降电压至4.60V以下，此时开通RC控制、浓度控制、噪声控制。

6启动后期管理

启动后期的管理是指对电解槽启动后三个月内的管理。电解槽启动后期管理的核心目标是快速建立规整稳定的槽膛内形，形成陡、直、硬、均匀的炉帮（13cm-18cm ）。

数显时间继电器6.1 电压管理

电解槽启动初后期槽电压具体下调幅度按阶梯调整，如表1所示。

表1 启动后期电压调整表

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启动初后期	启动后第2天	启动后第3天	启动后第4天	启动后第5天	启动后第6天	启动后第7-17天	启动后第18-28天
设定电压（v）	4.6	4.35	4.25	4.2	4.18	4.0(每天降20mv）	3.95（每天降10mv）