摘要：因我公司发展需求，对400KA电解槽进行了二次启动。本文对400KA二次启动电解槽的生产工艺的应用进行了分析研究。
关键词：电解槽；二次启动；技术条件
1 引言
2016年10月，因我公司发展需求，需对400KA电解槽进行二次启动。二次启动就是停槽不进行大修理，经过对停槽进行局部修理后重新焙烧启动，为确保二次启动槽的稳定生产及延长槽寿命，二次启动后期的技术条件控制及安全管理十分重要。为保证二次启动电解槽的正产生产最重要的是要做好启动后期的生产工艺控制。
2 启动后的技术条件控制
电解槽二次启动后的前2-3个月的技术条件控制是十分关键的，直接影响着电解槽后期的生产及槽寿命的长短。
启动后期的特点是：电解槽逐步建立起稳定的热平衡；电解质由于补充挥发损失和保持要求的分子比，需要定期添加 AlF3；电解槽的各项工艺技术条件均逐步达到要求。在此期间，各项技术条件管控如下：
2.1电解质高度控制
二次启动槽启动时，电解质高度要求较高，其目的是通过液体电解质储蓄较多热量，使电解槽在启动初期散热较大和内衬大量吸热的情况下，也具有较好的热稳定性。电解槽从启动第二天起开始顺序更换阳极。随着启动时间的延长，槽上阳极便出现高低不齐，新旧阳极同在的局面。一块阳极通过 30 天的消耗，仅剩下 16cm 左右，为了使阳极尽可能充分利用并获得较好的原铝质量，电解质水平不得超过最低阳极表面，否则，液体电解质浸没阳极钢爪而造成钢爪熔化，降低原铝质量。所以，电解质高度从35cm逐步降至25cm，电解质水平第二个月18-26cm,第三个月16-20cm。
电解质高度的控制主要是通过控制槽电压，调整槽内热收入，并通过控制冰晶石添加量。电解槽启动后随着槽电压的降低，槽内热收入减少，电解温度下降，电解质便沿着四周槽壁结晶成固体槽帮，从而使电解质水平逐渐下降。
2.2 分子比控制
对于二次启动槽，为了有利于形成稳固的槽膛内形并满足内衬吸收含钠氟化盐（NaF），二次启动槽的分子比要求较高，在第一个月保持在 2.8-3.0。随着运行时间的延长，炉膛也逐渐形成和完善，电解质分子比逐渐降低。分子比第二个月2.50-2.80,第三个月2.40-2.75。
分子比配制是启动后按投入的冰晶石和灌入的电解质量估算而投入苏打或氟化钠，灌铝前取电解质分析，根据分析值再进行调整。以后每周作一次电解质成分分析，根据分析值并结合电解槽热平衡变化情况按要求进行调整。
2.3铝水高度控制
二次启动槽启动后需灌入足量的铝水。启动16小时之后向电解槽内灌入18-25t液体铝。由于此时炉膛较大，因此铝水高度仍然不高，在 18-20cm。之后由槽帮逐渐形成，炉膛容积逐渐变小，铝水高度会增加。铝水高度第一个月18-23cm，便于消除槽底沉淀物等。第二个月23-27cm,第三个月26-32cm。
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2.4 电压管理
二次启动槽启动后，槽（工作）电压在6.0－8.0v，回完铝后不得高于5.5V，24小时内下降到 4.5-4.8V，高于正常槽生产电压，后期根据槽稳定情况逐步降低。主要因为电解槽启动后的一段时间内（尤其是头一个月内），槽膛还未完全形成，尤其启动后的前半月，边部槽帮很未形成，散热量很大，另外这期间阴极内衬仍处于吸热阶段，也需大量热量，因此电压还需保持较高。
2.5 效应系数管理
二次启动槽前期四周无电解质结壳所构成的炉膛保温，散热量很大，而且前期内衬吸热，电解槽热支出较大，再加上电解质分子比高，其初晶温度也高，二次启动槽在清理炉底时，阴极都有不大不小的裂纹、坑洞等危害，控制不好会导致电解槽早期破损。因此，二次启动槽在保持足够的热量平衡的前提下，其作法是采取较低效应系数生产，但是可以通过效应对电解质进行清洁。因而二次启动槽第一个月保持在 0.05 次-0.1/日（若槽电压保持较高，则效应系数可以低一些）。随着运行时间延长，炉膛逐渐形成，已建立起了稳定的炉底热平衡，若再过多输入热量，将无益于炉膛的建立。因此，从第二个月开始，效应系数下降为 0.01-0.05 次/日，按正常生产期的范围保持。
3 二次启动电解槽槽膛内型的建立
二次启动电解槽进入正常生产阶段的重要标志：一是各项技术条件达到正常生产的范围；二是沿槽四周内壁建立起了规整稳定的槽膛内型。因此，二次启动槽非正常期生产管理的重要任务是让电解槽建立稳定规整的槽膛内型。
电解槽启动后，随着各项技术条件的演变，炉膛才能逐步建立完善。为了使建立起的炉膛热稳定性好，必须注意以下几点：
（1）启动的第一个月必须采用高分子比的电解质成分。铝冶炼要求的主题就是要铝电解槽在最佳运行状态下保持平稳生产。通过生产实践我们总结出：Al2O3的溶解度在分子比偏高的电解质中要大一些。如果电解质中Al2O3保持较高的浓度，其粘度也会随之相应增大，这样就会抑制碳渣与电解质的分离效果，导致电流效率降低的情况产生；相反，Al2O3的溶解度在分子比稍小的电解质中要小的多，这样容易产生炉底沉淀增加的情况产生，随着时间的延长，炉底就会有大量的结壳生成，进而造成热槽的不利状况发生，使电解槽的正常稳定运行发生紊乱。随着炉膛的逐渐完善，分子比也应逐渐降低，向正常生产期的范围靠拢。
（2）必须控制好电解温度的下降速度，温度下降过快，虽然可以加速电解质结晶，促进炉膛快速形成，但这样形成的槽膛结晶不完善，稳定性差，同时结晶速度过快，容易出现伸腿生长不一，形成局部突出或跑偏（一边大，一边小）的畸型炉膛，但电解温度下降过慢，不利于边部伸腿的结晶生长，长时期建不起炉膛，使边部内衬长期浸没在液体电解质中，严重侵蚀边部内衬，影响电解槽寿命。在启动后的前3天，要求槽温下降快些，使其尽快在槽四周内壁结晶一层较薄的电解质槽帮，先将边部内衬保护起来，之后槽温下降适当放慢，目的是利用较长时间的平缓下降温度让结晶晶格完善，建立的炉膛坚实、稳固。电解温度的控制，主要是通过电压来控制的，因此，电压管理曲线也应与炉膛形成过程相适应。
4 结语
二次启动后期的生产工艺控制是十分关键的，直接影响着电解槽后期的生产及槽寿命的长短。
二次启动电解槽炉膛形成过程中，除了严格控制好各项技术条件外，还应利用各种机会检查炉膛形成情况，如利用换阳极时触摸边部伸腿状况，发现异常苗头，及时调整技术条件予以纠正。否则，畸型炉膛一旦形成，再纠正十分困难，甚至会造成电解槽长期不能进入正常运行状态。
参考文献：
[1]邱竹贤.预焙槽炼铝（第三版）.北京：冶金工业出版社，2005。
[2]梁学民，张松江.现代铝电解生产技术与管理.长沙：中南大学出版社，2011.11。
论文作者:戚新杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签：电解槽论文; 电解质论文; 炉膛论文; 阳极论文; 内衬论文; 电压论文; 个月论文; 《基层建设》2018年第19期论文;