300kA铝电解槽二次启动的实践探索

固 WoRLD NoNFERRoUS METALS 口技术进步 3 00 kA铝电解槽 二次启动的实践探索 山西关铝股份有限公司 闫太网 摘 要 在市场经济和当前国家宏观调控政策的共同作用下，部份铝电解企业随时都将可能遇到新系列启动 槽二次启动问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。本文结合关铝20万t 300 kA铝电解槽生产实践就二次启动问题从合理地停槽、清槽、补槽和 焙烧启动等进行了全面综合论述，为同行业企业在遇到这方面的同样问题时借鉴和参考。 关键词 二次启动；停槽；补槽；焙烧启动 1 前言 关铝2O万t 300 kA铝电解槽于2002年7月 动工，2003年 11月开始投产，由于受山西电力的 影响．投产仅一个月便停产了。2004年1O月份二 次启动前．我们经多方论证 ，采取全部清除槽内 物料．更换新阳极 ．碳胶泥混和石墨颗粒填充裂 缝，焦粒一石墨混和法焙烧启动电解槽等措施，并 在启动一个月内将电流保持在 280 kA，仅用了不到 一 个月的时间就将前 92台电解槽全部启动完，各 项经济技术指标正常。为同类型槽的二次启动起 到了很好的借鉴作用。 2 停槽 由于当时我公司因电力短缺停电时．电解槽 正处于两种状态，一种是处于焙烧阶段 ．另一种 是启动阶段。下面就两种情况采取的停槽办法进 行如下说明。 2．1 焙烧阶段电解槽 由于是计划停槽 ，我们必须把准备工作和保 温工作作为重点，控制足够慢的降温速度，最大 限度地减少槽寿命损失。而且这类槽因阳极未拉 起，槽内没有铝液，仅有一定量的液体电解质， 情况比较特殊，在全国也很少见。我们采取的大 原则是停槽前后仍然不动阳极．着重加强密封和 一 36 一 保温。措施如下： (1)舀出中缝液体电解质后 ，把中缝和边部 及阳极上部全部用冰晶石封严．同时把电解槽盖 板盖好。 (2)计算机站立即把槽控箱切换到纯手动状 态．并记下母线标尺刻度，松开所有小盒卡具． 确保阳极上下自如。 (3)供料净化，尽快停运全部风机。 (4)关闭所有的门、窗户 ，减少空气对流， 以减缓环境温度的降低速度。 2．2 启动阶段电解槽 这类电解槽和上一种焙烧阶段电解槽情况不 同之处在于槽子已经启动，阳极拉起后已开始工 作产铝，槽内液体铝和电解质都有．和我们电解 铝行业所遇到的情况大致相同。由于我公司停槽 原因不是设备原因，停槽时间不是几小时几天． 而可能是几个月，这种情况在国外铝厂比较普遍． 但国内铝厂仅近两年才开始．这方面经验探索和 积累比较少。如何在停槽之后很长一段时间重新 二次启动300 kA大型预焙槽是我国大型铝厂必须 面对的问题，我们经过内外技术交流，结合本公 司实际情况反复论证，采取大的原则是把槽内电 解质全部抽完后将阳极坐人铝液中．然后将电解 槽逐台短路逐台铝液抽干，最后整个系列停电。 停电后要将阳极全部拉起，保温措施和密封措施 铝业技术论坛 http://www.al-tec.cn 固 匪 WoRLD NoNFERRoUS METALS 300 kA铝电解槽二次启动的实践探索 和上一种焙烧阶段的电解槽停槽一样。 3 清槽 我公司在 2003年 12月停槽后，时隔 10个月 的时间又计划二次启动。当时启动时间是 10月 份，我们考虑到清槽工作的重要性和艰巨性，决 定提前两个月开始进行清槽工作。采取措施如下： (1)打开槽盖板，并对阳极提升装置进行检 查和调试。 (2)清理极上料和极问料及中缝料，工作完 后用多功能机组吊离所有阳极组。 (3)清理底部物料及凝固的电解质块 ，在保 护好阴极碳块的同时一定要将附着在阴极表面的 电解质清理干净，工具可以用风镐和钢钎及砂轮 机，目的是清除绝缘层，确保导电良好。我们曾 对第一类电解槽在清槽前进行通 1000A直流电和 普通焦粒焙烧槽对比试验，发现第一类电解槽等 距离阳极导杆压降比按焦粒法装好槽但未通电的 新槽要高 5～lO倍。 (4)清理四角伸腿及边部伸腿，以确保阳极 能全部和阴极底表面接触为原则，尽量保护好伸 腿。清槽时要确定好需要清理的位置。 4 检查及修补 4．1 检查 4．1．1 槽底裂缝 由于电解槽经过热冲击到 900 oC的高温又冷 却到常温，槽底裂缝的出现是很难避免的。我公 司电解槽清理完后发现裂缝现象大面积出现，大 部分出现在碳块问的扎固缝位置．而且贯通整个 碳块。宽度在 1～10 mm，深度在 5—10 cm，比我们 当初估计要严重得多。另外，还有两台槽碳块出 现断裂．但宽度在 1 mm以下。 4．1．2 伸腿裂缝 清理完槽后，我们对侧部伸腿进行了检查， 发现伸腿裂缝不仅和槽底裂缝相通．而且敲打时 发空。且伸腿和侧部碳块普遍出现裂缝。 4．2 修补 考虑到阴极表面的复杂情况．我公司专门组 织了各方面的专家进行了讨论．当时提出了三种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。一是更换断裂的阴极碳块 ，清除所有的扎 固缝糊．重新进行扎固。二是在整个阴极底面涂 一 层硼化钛 ．从而覆盖所有的裂缝并形成一层保 护层。三是采取一种特殊材料直接对裂缝进行填 塞。由于前两种方法虽然比较彻底，但成本太高， 时间太长，因此我们把重点放在最后一种方法 。 决定采用石墨碎粒混和碳胶泥进行补槽。具体做 法如下： (1)首先用粒度在 1 mm的石墨碎粒填塞槽内 所有裂缝．并用薄钢片检查是否填实。 (2)接着用喷灯对裂缝处加热到 70～80℃时 用碳胶泥进行填塞和涂抹。碳胶泥是新一代胶接 阴极的重要材料 ．主要用来封闭碳侧壁之间的接 缝，侧壁碳与钢之间的接缝，以及底部碳块与阴 极导电棒之间的接缝。其成份主要是呋喃基树脂， 相当于粘结剂。在电解槽通电后随着温度由常温 逐步升高到 900 oC，碳胶泥渗入到下边的石墨碎 粒共同烧结成导电良好、强度较大的特殊材料， 不仅起到了修补槽作用．而且避免了导电不良的 负作用 原理和我们铝行业 目前所说的自焙式阳 极钢爪保护环相似。 5 二次启动槽的焙烧启动 5．1 焙烧 电解槽的焙烧是电解槽启动最关键的工序． 前面的停槽和清槽及补槽等工作都是为焙烧工作 创造好的条件．二次启动槽由于是阴极已经焙烧 好的槽，因此和正常槽的焙烧槽应有所区别。在 确定焙烧启动方案时我们必须考虑到槽底裂缝及 放置时间长等因素。具体 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 如下： (1)首先是选好 20组新阳极。 (2)其次是确定好用焦粒和石墨的配比。既 要考虑到阴极已焙烧好的情况．也要考虑到裂缝 必须用液体电解质来提前填充一下的因素。 (3)在侧部方面除了铺设正常槽所需的物料 外．还需铺设一定量的电解质块，以便对侧部伸 腿裂缝起到一定的保护作用。 (4)按正常槽焦粒焙烧启动法 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，铺好 2～ 3 cm按一定比例混和好的焦粒一石墨碎粒，装好 新阳极组及软连接和分离器。 一 37 — 铝业技术论坛 http://www.al-tec.cn 固 WoRLD NoNFERRoUS METALS 口技术进步 (5)考虑到二次启动槽的特殊性 ，采取空心 法装槽 。也就是中缝不装任何物料，便于电流分 布均匀。 (6)在通电顺序上。以正常槽为第一批，且 正常槽装槽时必须是实心法 ，也就是槽 中缝必 须装满冰晶石。以便首先启动产生液体电解干 法启动．为二次启动槽湿法启动提供液体电解 质。 (7)在电流梯度上，我们采取 10小时送到电 流 280 kA为止，主要考虑到阴阳极放置时间较 长，抗热冲击能力差一些，因此不送300 kA的全 电流会对底部裂缝的保护更好一些 。等整个系列 启动结束以后 。即度过危险期后再将电流送到全 电流300 kA，焙烧时间为 72 h。 (8)在实际生产过程中，我们采取以上措施 后，二次启动槽在焙烧过程中运行平稳，槽冲击 电压一直在 3．5以下。阴极钢棒和阳极钢爪无一 发红，电解槽侧部和底部也无发红现象，槽内电 流和温度分布均匀，侧部钢板温度在 150 oC左 右 。炉底钢板温度在 100 oC左右 。均属正常范 围。 5．2 启动 电解槽焙烧结束后 。启动工作便是关键了 我们采取先干法启动两台正常槽产生大量液体电 解质．然后再灌人到二次启动槽进行湿法无效应 启动。先灌人的熔融液体电解质可填充阴极内衬 的缝隙和裂缝，堵住渗漏通道。实践证明这种做 法是完全正确的，具体步骤如下： (1)在出铝端用电解质块砌好灌电解质的人 口，以保护侧部伸腿。 (2)确认电解槽已拆除软连接和分流器，小 盒卡具已夹紧。阳极升降机构已调试正常。并清 除掉中缝上的保温板。 (3)从正常槽抽取 5 t以上电解质灌人二次 启动槽中缝 。确认 已充满中缝后再提升阳极到 槽电压 6 V，并检查电解质是否流到四角。然后 再灌人第二包电解质 ，同时将阳极提升到槽电 压 10 V。 (4)从出铝端和烟道端处理炭渣，然后等第 一 个效应来时烧 20分钟后进行熄灭。并再次清理 一 次炭渣后用冰晶石和纯碱及氧化铝的混和物将 中缝和边缝封好 (5)开启下料和效应控制开关，并设定好参 数，16小时后再灌人铝液15 t，将电压调整到5 V。 转人启动后期管理 (6)具体启动过程参数控制见表1 表 1 二次启动过程参数控制表 甓 曼 曩 电 鐾警 结束语 术条件在合理控制范围内 。 侧部和底部钢板均无异 一 一 常现象，炉底压降均在300 mV以下。原铝质量均在 目前由于电解铝行业受国家宏观调控及氧化 99．70 A以上。启动—个月后经济技术指标见表2。 (下转第68页) 一 38 — 铝业技术论坛 http://www.al-tec.cn 固 匪 WoRLD NoNFERRoUS METALS 正在兴起的巴西采矿业 个南美市场作准备。 中小企业在成长 因为巴西现在是一个完全的自由市场经济国 家，市场已经有很大的扩展，巴西许多中小企业 已经在国内的采矿行业中接受大公司的挑战。从 CVRD公司在 Carajas—Para地区潮湿丛林中勘探大 铜矿资源的投资，到 Votorantim Metais公司在米纳 斯吉拉斯州合资开发镍 、锌项 目，中小企业都正 在提高他们参与投标、竞标的能力。这个变化使 中小企业者看到了他们 自己在与跨国公司竞争中 的巨大进步。 Jaragua公司，原本是一家专门提供石油开采 和石油化工设备的地方公司，可是，近几年来 ， 它作了一个战略决策：对采矿设备制造增加投资。 该公司的主要负责人说，在Garcia集团公司的支 持下，Jaragua公司现在完全有能力向顾客提供采 矿与选矿方面所需的全套设备，有能力与最有名 气的采矿设备制造公司竞争。该公司现在正在巴 西寻求建立一个很强的采矿设备制造基地，准备 下一步着手进入国际市场。 Furlan公司是另一家有雄心的地方中小企业． 该公司建立了铸造厂和设备制造分厂，现在正在向 (上接 38页) 表2 二次启动槽启动一个月后主要经济技术指标 序号 指标名称 单位 数值 备注 1 系列电流强度 kA 300 焙烧期间 280 2 电解槽平均电压 v 4．2 3 效应系数 次／台·日 0．3 4 电流效率 ％ 93．5 5 直流电耗 kWh／t—A1 13330 6 阴极炉底压降 mV 300 含裂缝槽 7 氧化铝单耗 kg／t—A1 1930 8 氟化盐单耗 kg／t—A1 30 9 阳极块单耗 kg／t—A1 550 10 原铝质量 99．70A以上 ％ 100 当地的民用建筑、商业采石场、水泥厂及一般采矿 场销售它生产的轧制／锻造、钢铸零部件和中型设 备。同时也向南美共同市场国家出口，它的成功是 富有幻想的管理和有成效的投资的综合结果。 Furlan公司的经理说，地方中小企业为了继续 发展壮大自己，必须克服的一个主要障碍，是如 何应付在当地筹集资本的高成本问题。由于筹集 资金的利率太高，中小企业只能是经常将它们所 获得的利润，重新投入公司作为扩大企业的业务 之资，除此之外没有别的选择。这是一项冒险的 事业，必须要仔细计划好。但是，在巴西，日益 增长的利益和大量的现存投资项目是对地方公司 提供与外国公司合作组成强大的联盟的机会。国 内市场的魅力和巴西的出口潜力对地方中小企业 来说，已经是公司的幸运。这些中小企业都已经 得到了经验，增加了信心。 Furlan公司的经理说，他们经常担心技术转 移，而且它们还必须对愿意进入巴西的有潜力的 合作伙伴更多的好处 ，只有这样它们才能更新、 改进它们的生产线，增大它们的顾客基础。由于 中小企业对地方市场有清楚的了解 ，所以，他们 把基础牢固地建立在国内市场上，现在在准备把 自己销往国外 铝和能源等因素限制 ，运行正常的整个系列电解 槽会遇到停槽数月或更长的时间后再二次启动的 问题，本文就二次启动问题从停槽、清槽及补槽 和焙烧启动问题结合关铝300 kA电解槽生产实践 进行了全面综合论述，可为同行业在遇到这方面 的同样问题时提供交流和参考。 参考文献 [1] M．索列 H．A．尔耶著 [挪威]．铝电解槽阴极．邱 竹贤，王家庆．等译．[轻金属]编辑部出版 [2] 任必军．我国大型预焙槽寿命达到 2500天以上的研究 [J]．轻金属，2002(8)：32—35． 一 61— 铝业技术论坛 http://www.al-tec.cn