提高原铝质量的实践探讨

孙晓灿

(河南中孚铝业公司 动力二分厂，河南 巩义 451200)

原铝质量是铝电解生产的中间产品，其质量的高低直接影响着终端产品——铝锭及铝合金产品的品位，也直接影响着销售价格。为了提高铝电解企业的经济效益，必须切实提高原铝质量。本文从源头上分析了影响原铝质量的因素，并结合中孚320kA预焙槽的生产实践，提出了提高原铝质量的切实可行的措施。

1 铝锭的质量品级划分

铝锭质量通常按原铝中金属杂质的含量来评定，原铝中有20多种金属杂质，其中最主要的有铁、硅、铜等，此外还有多种非金属杂质，如:氢、氧化铝、碳化铝等。

2 原铝中各种杂质的来源

2.1 杂质铁和硅

2.1.1 杂质铁和硅主要来源于原材料中，如氧化铝、碳阳极、冰晶石、氟化铝、氟化镁等其中的氧化硅、氧化铁被铝液还原进入铝液中。

2.1.2 杂质铁和硅还来源于生产中操作用铁工具融化进入原铝中。如:大钩、大耙、漏勺、钎子、出铝管，以及中间下料打壳锤头等铁工具融化进入铝液中。

2.1.3 杂质铁还来源于生产过程中因操作管理不当引起阳极化爪、化磷生铁等。

2.1.4 因电解槽槽周内衬和阴极内衬破损，造成炉底钢棒融化，其中的硅和铁进入铝液。

2.1.5 杂质铁和硅还来源于电解车间清理槽周落地料和清理地沟料加入槽内。

2.1.6 杂质铁和硅还来源于清理出铝抬包电解质而带一部分铁、硅杂质。

2.1.7 杂质铁和硅还来源于氧化铝浓相输送时管道磨损所带来的一部分铁进入原铝。

2.2 其它杂质

2.2.1 槽温高时阴极副反应析出的钠有一部分进入原铝。

2.2.2 原料中的铜、镁、锌、钙、被还原进入原铝。

2.2.3 电解反应生成非金属杂质如氢、氧、炭等进入原铝。

3 提高原铝质量的措施

3.1 提高原铝质量，首先应把好电解槽制作安装质量关、内衬材料质量关和内衬砌筑质量关，有效延长电解槽使用寿命，避免内衬早期破损所造成阴极钢棒熔化和筑炉材料中的铁、硅离子被铝还原而使杂质进入原铝，导致原铝质量下降。中孚实业320kA电解系列设计了受力合理的“摇篮式”槽壳结构，采用高质量的内衬材料如侧部碳氮化硅复合块、底部半石墨阴极碳块等，严把筑炉质量关，使电解槽平均寿命达到1800天以上。

3.2 应把好原材料质量关，坚持使用符合国家标准的原材料，氧化铝一级品率达到98%以上。冰晶石、氟化铝、氟化镁、氟化钙、氟化钠、碳酸钠全部采用国内优质知名品牌的产品。

3.3 采用科学合理的预热、启动方案。中孚实业320kA电解系列采用国内先进的焦粒预热焙烧湿法启动方案，保证了电解槽内衬均匀受热和良好焦化，有利于形成坚实规整的炉膛。

3.4 优化电解生产工艺参数，保持电解槽长期稳定运行。

3.4.1 中孚实业320kA电解系列在启动后期管理中坚持“五高一低“:高槽温、高槽电压、高电解质水平、高分子比、高效应系数、低铝水平，使电解槽形成高分子比的炉邦，有助于形成规整的炉膛内型。

3.4.2 在电解槽进入正常生产期后坚持“五低一适宜”:低槽温、低槽电压、低分子比、低氧化铝浓度、低效应系数、适宜的电解水平和铝水平。在保持电解槽热平衡和物料平衡的前提下，采取较低的电解温度，可有效延长电解槽使用寿命，有利于保持规整的炉膛内型，提高原铝质量。中孚实业320kA电解系列电解槽过热度保持在10℃左右，炉帮厚度保持在7公分左右，电解温度保持在935℃左右，槽压管理保持在3.8V左右，分子比在2.4—2.5，效应系数0.02，接近零效应，防止效应多而破坏槽膛内型，使边部结壳中的杂质进入原铝;电解质水平在19公分左右，防止电解质水平过高造成浸泡即将更换的阳极钢爪，引起熔化;铝水平26公分，有利于保持较好的炉膛。

3.5 提高工艺操作质量

3.5.1 提高碳阳极浇铸质量，优化磷生铁配比，保证浇铸饱满，无夹渣、气孔，浇注后清理干净碳碗周围的磷生铁片。

3.5.2 成品碳阳极在运输过程中要平稳驾驶，避免剧烈震动和磕碰而造成活爪阳极。

3.5.3 成品碳阳极进入电解车间后用糊状氧化铝制作钢爪保护环，避免造成磷生铁被电解质融化。

3.5.4 提高阳极更换质量，准确设置阳极位置，避免因阳极位置过高、过低出现电流偏流而熔化钢爪，使熔化的铁水进入原铝。

3.5.5 在阳极更换和处理电解槽异常情况时，铁工具如大钩、钎子、大钩、大耙、舀勺、漏勺等不能在液体电解质或铝液中浸泡太久，发红变软后应立即更换或者放凉后再使用，防止铁工具熔化而污染原铝。

3.5.6 电解车间应加强巡视，发现打壳锤头卡堵，阳极脱落应及时组织力量捞出，避免铁的融化进入原铝中。

3.5.7 搞好电解厂房卫生，门窗关闭严实，防止风沙、灰尘进入电解槽，影响原铝质量。槽周落地料、清理地沟料、清理抬包料分少量多次向槽内添加，避免硅、铁的大幅增加从而影响原铝质量。

3.5.8 净化车间调整好载氟氧化铝和新鲜氧化铝配比工艺，避免铁含量超标。

3.5.9 抬包清理工在清理抬包内电解质时要用力均匀，防止损伤抬包内衬，避免原铝中硅含量增加。

3.5.10 铸造车间入铝工应把抬包内的原铝倒干净，防止清包时多次粘接抬包包底，造成损伤包底内衬，避免原铝中硅含量增加。

3.5.11 供电车间保证供应平稳的直流电，避免电流波动引起电解槽电流密度变化过大，造成阳极和阴极的破损带来原铝中硅、铁含量的增加。

4 结束语

提高原铝质量，需要各相关部门高度重视，通力合作，执行到位，加强工艺技术管理，提高各工艺操作质量，进行精细化管理，才能切实提高原铝质量。