探索300KA结构电解槽低电压生产实践

毛欣 薛继群

摘 要：本文简要介绍了 300KA系列结构电解槽在低电压生产过程中，如何解决低电解质，效应系数偏高，炉底压降偏高，炉帮发红等问题，以及通过技术条件严格控制和细化操作质量，不断提升管理水平等措施，使电解生产平稳而有效地运行，取得了技术经济指标情况。

关键词：300KA电解槽；电流强化；电解质；效应系数；炉底压降；炉帮发红；技术条件；操作质量；技术经济指标；生产实践

2010年开始，由于铝价的持续下跌，迫使所有铝电解生产企业不断降低生产成本，而降低吨铝电耗是降低电解铝成本的主要途径之一。从理论上分析，降低平均电压和提高电流效率都能降低吨铝电耗，由于提高电流效率有限，对电耗的贡献不如降低平均电压（提高1%电流效率，吨铝电耗降150度，降低1mv电压，降吨铝电耗降3.3度），因此，许多企业都把降低平均电压做为降低电耗的首要选择，我们公司在低电压生产过程中摸索出了一套行之有效的焙烧启动、技术条件配比及正常生产管理方法，有效地解决了上述问题，低电压已经坚持5年而且取得了很好的经济技术指标，尤其是直流电单耗实现了12500Kwh/TAL，现将相关經验交流如下：

1 焙烧启动及后期管理

电解槽修理后，通过对电解槽进行焙烧，使之达到启动的条件；通过启动，使电解槽从非生产状态转入生产状态。

电解槽焙烧主要启动用料如下：冰晶石装炉7T启动4T，纯碱装炉启动各1.5T，氧化铝启动6T，氧化铝装炉0.8t。以专用工具铺焦粒，将焦粒铺成“焦粒堆”状。

用这种改良方法的操作（装阳极时候，四个角部阳极导杆全部靠住水平大母线，以便于角部阳极导电），整个焙烧期间电流分布比较均匀，炉膛升温比较均匀，能防止炉底温度局部过高，甚至漏炉等异常情况；能减少正常生产期间炉底压降；装槽时在槽膛四周紧贴阳极的底掌边沿添加60-100mm冰晶石，在人造伸腿上均匀铺上0.8 T氟化钙，均匀添加纯碱1.5吨，在纯碱上装电解质块2T，要求紧靠侧砖，装到距槽上沿50mm，在电解质块上全部加电解质粉未至满槽，阳极组表面电解质粉未厚度不低于150mm，中缝添加100-150mm冰晶石，阳极中缝用大电解质块盖住，再用破碎的电解质块将缝隙密封严。焙烧四天后采用湿法无效应启动焙烧电解槽，此时钢窗口排管吹风，以便尽快形成炉膛，24小时后一次性灌铝不超过16T，电解槽启动后期管理主要是槽电压管理，灌铝后槽电压降低至4.8V，接通微机自动控制系统，微机开始按照设定的程序降电压，5天后降到4.05V，以后各工区长依槽子的运行状态及电解质温度，每天适当调整电压，一个月之内设定电压降至3.70V。

当电压降至4.05V时，边部已形成2-4cm的炉帮，将钢窗口吹风排管去掉；当电压降至3.95V时，电解槽角部开始发育，将角部和小面进行外保温；当电压降至3.70V时，用保温布将电解槽进行外保温，启动后期槽电压管理：根据电解槽运行曲线和槽况实施快速降电压（先快后慢）的原则，一个月之内降至3.70以下以后，以后根据电解槽运行、炉膛发育、电解质体系、技术条件保持情况和电解槽操作质量维护情况，电压向3.60—3.65V调整。启动后期管理的重点是尽快形式高分子比的规整炉膛，它严重制约着电流效率和槽寿命，保证早期炉膛质量的关键是启动后期直到炉膛建立完成这段时间要保证足够高的分子比；日常维护炉膛的重点是努力控制效应系数尤其是长效应，确保早期形式的炉帮不被化掉。

2 正常生产期间电解槽管理

2.1 技术条件管控

低电压运行过程中，我们始终把技术条件管理放在第一位，喻为电解槽的生命线；提出了技术条件的3个“90%”，即分子比合格率，电解质水平合格率，铝水平合格率达到90%以上的目标要求而且落到实处。调整现有的技术条件，探索出一条以“低电压”为核心全新的技术条件组合，“低电压、低槽温、低效应分摊电压、低氧化铝浓度、低铝水、低炉压、低分子比、高质水平”的“七低一高”技术条件组合能很好地解决了低电压运行过程中的各种问题，确保了低电压生产系列的持续运行。

3 突出问题的解决

3.1 炉帮发红

当初电流300KA强化到315KA，效应多发，炉帮发红不断，我们经过分析确认炉帮发红不应该由于电流强化而造成的，而是由于效应频发尤其长效应对形成高分子炉膛的破坏而出现的异常；继续电流强度到317KA，电解槽热平衡稳定了，效应系数可控了，炉帮发红明显减少甚至消失了；另外，对经常发红的部位，已经有铝液渗透的部位进行修补，消除炉帮发红隐患，确保系列运行的安全。

3.2 效应系数偏高

效应管理是一种综合水平的体现，更重要是效应对现场正常工作是一种干扰，对电解生产是一种破坏；面对效应系数居高不下的情况，我们从控制策略，工艺技术条件，设备改造等方面综合分析，确认分子比偏高是造成效应多的主要原因，调整分子比到2.2-2.5范围，效应得到有效控制，工人劳动强度大幅度减少。

4 结论

通过以上各项技术对策的实施和良好的操作质量，我们的低电压做到了长期的稳定运行，解决了低电压运行过程中低电解质，效应系数偏高，炉底压降偏高，炉帮发红等一系列而且取得了很好的经济技术指标，实现直流电耗12500kwh/TAL成为国内同行业学习的榜样。

参考文献

[1]刘业翔.《现代铝电解》冶金工业出版社，2008

[2]陈万坤.有色金属进展轻金属卷[M].长沙：中南工业大学出版社，1995.