大型铝电解槽焙烧启动的注意事项和延长槽寿命的探讨.doc

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1、大型铝电解槽焙烧启动的注意事项和延长槽寿命的探讨关键词：电解槽槽寿命；电解槽；铝液焙烧；焦粒焙烧；干法启动；湿法启动。我国200KA以上大型铝电解槽的平均槽寿命较低，一般为1500天左右。国外先进国家同类型的电解槽的平均寿命可以达到2500天左右。因此，我国的铝电解槽总体水平与国外相比，有较大的差距。其中铝电解槽寿命是…个主要方面。铝电解槽寿命问题直接影响电解铝的生产成本和生产效率，因此延长大型铝电解槽寿命研究对发展我国铝电解工业具有重要的意义，是电解铝企业的一贯追求。本文正是在此基础上，系统地研究了各种焙烧启动因素对电解槽寿命的影响，提出

2、并肯定了延长电解槽寿命的一些措施，对今后电解生产有一定指导意义。1、现代大型预焙铝电解槽的焙烧启动国内近儿年新建电解铝厂大多采用铝液焙烧启动和焦粒焙烧启动两种方法，尤其是焦粒焙烧启动，目前更是各新建电解铝厂广泛使用的焙烧预热工艺技术，它较铝液焙烧启动预热时间短、温度梯度不大，可弥补槽内衬及材料质量问题的缺陷等优点，但是，也有它的不足之处，那就是较铝液焙烧启动操作复杂，技术条件要求高，阴极电流分布不均匀，电解质含碳量过高，能耗增加。还有两种焙烧启动方法就是石墨粉焙烧启动技术方法和气体焙烧启动技术方法。前者价格太高，造成费用增加，操作复杂，后者

3、易氧化碳块，用于启动的设备复杂，操作难度大，所以，这两种方法很少被铝电解生产厂家采用。电解槽底部破损：电解槽焙烧时，如果电流分布不均匀，使阴极炭块产生局部过热或过冷，就会在交界处形成裂缝。当电解槽启动后,阴极上析出的钠不断渗透到炭缝里与炭发生反应，生成嵌入式层状化合物，破坏了炭的晶格，使炭块的缝隙逐步扩大，槽内铝液在磁场作用下产生局部漩涡，并夹带具有冲刷作用的悬浮氧化铝冲刷裂缝，使铝液很容易往下渗透。一旦裂缝与阴极钢棒相通，阴极钢棒便被铝液熔化，使槽内铝液的铁含量突增。大量的电解质、铝液从钢棒窗口处漏出，如紧急补救措施不力，就会被迫停槽，严

4、重缩短电解槽的寿命。另外还有两种影响电解槽寿命的原因，…是焙烧启动时温度控制不均匀，造成阴极炭块产生裂纹，在启动后的生产过程中形成铝液通道。二是电解槽磁场设计不均匀，导致电解槽A、B两侧通过的电流不平衡，引起生产中B面炉帮形成不好。铝电解槽的预热焙烧启动是影响槽寿命的重要因素之-，而槽寿命又直接影响到铝电解的生产成本的稳定，尤其是对大型预焙铝电解槽的焙烧启动。但是，无论釆用那种技术方法，几乎都难以避免使阴极碳块及内衬产生裂纹或孔隙，可是，不让铝液浸入裂纹和孔隙是可以避免的，焦粒焙烧启动方法就具有这种优点，近年来才在国内新建铝厂及自焙槽改造的

5、预焙槽厂家陆续广泛采用。2、铝电解槽焙烧启动技术如何延长大型预焙铝电解槽的内衬寿命，是国内铝业界研究的重耍课题，国内当前预焙铝电解槽内衬寿命比国外预焙铝电解槽内衬寿命要短2~3年，影响电解槽内衬寿命的因素很多，而其中焙烧方法的选择可以说是影响铝电解槽寿命的关键环节。特别是焙烧预热启动，虽然这一过程仅仅几天，但对铝电解槽的使用寿命起着决定性的影响。2.1几种焙烧启动电解槽技术比较国内、外大型预焙铝电解槽焙烧启动广泛采用的是槽内衬预热焙烧启动方法，具体方法有铝液焙烧启动、焦粒焙烧启动、石墨焙烧启动、气体焙烧启动四种技术方法。90年代末，国内预焙

6、槽焙烧启动投产较为普遍釆用的是传统的铝液焙烧技术方法，其最大优点是操作简单，后期温度上升均匀，控制方便。近几年，随着国内第三次铝电解的建设高潮，并且向电解槽大型化(200RA至300RA)发展。目前国内各厂家几乎全是采用焦粒焙烧预热启动。2.2预焙铝电解槽预热焙烧的三个升温阶段的控制2.1.1低温预热阶段槽内衬平均温度控制约在200°C范围以下，这段时间控制温度的主要目的是排除槽内衬材料中的水分，同时缓解焙烧启动初期阴极碳块、扎糊、阴极钢棒、槽壳之间的热膨胀变形速度，减少由于各种材料热膨胀系数的不同，它所造成的内衬热应力的破损作用，尤其是在

7、200°C温度以下，阴极钢棒的可朔性很小，而热膨胀系数大约是阴极碳块的3〜4倍，控制好温度的上升速度，将会避免造成阴极碳块的早期裂纹，在这段时间中升温速度一般应控制在每小时5°C左右较好。2.2.2中温焙烧阶段在这期间温度控制约在200°C~600°C范围之间，其目的是排出内衬材料中的挥发分和结晶水，此时阴极钢棒已由热膨胀变形转变为蠕动变形（钢的屈服点为200°C）,可朔性增大，这段时间的主要任务是焙烧阴极间缝和槽周边缝的扎固的糊料，从而提高扎固糊料与阴极碳块的粘结性能，在这段时间中升温速度可达到每小时10〜20°C。2.2.3高温焦化阶段

8、温度在600°C左右范围，这段时间为高温焙烧侧部内衬，其温度控制的目的是使阴极碳块与扎固糊料充分粘结和焦化为一个整体，达到正常生产的条件，在这段时间需耍注意的是在温度达到500°