電解槽從啟動結束到正常生產,需要一定的過渡時期,即非正常時期。在這期間,電解槽經過焙燒,使槽體達到正常電解作業(yè)溫度,再經歷啟動初時的高槽溫、高槽電壓、高電解質水平,高分子比以及啟動后期的管理,逐漸達到具有足夠高度的電解質液和鋁液水平,并具有一定效率的產鋁槽,整個電解生產才能轉入正常生產。 電解槽非正常期的管理,在某種程度上決定著該槽整個運行狀況的好壞,尤其是新廠開動大量新槽時,管理是否到位,有可能關系到一個工廠相當長時期內的工作成敗,整個系列槽的壽命長短這時期是極為關鍵的。 電解槽非正常期的長短隨電解槽容量,槽型、加料方式不同而異。中、小型自電解情和邊部下料動后1-2個月轉人正常,大容量中間下料預槽采用邊部不加工,爐幫原則自然形成,非正常期時間相對較長,一般需要三個月,才能達到穩(wěn)定生產條件,這一時期的管理又分為兩階段即啟動初期管理和啟動后期管理,兩個階段的管理截然不同。 1、500KA鋁電解槽啟動初期管理 電解槽啟動初期即指人工效應熄滅后到第一次出鋁期間,一般為兩晝夜(48小時)。時間雖短,但電解槽的各項技術條件發(fā)生了明顯變化。現代大型槽在啟動后至少經過24小時以后才灌入鋁液,其理由有二:首先,電解槽雖在啟動中經過半小時左右的人工效應,槽溫上升到近1000℃,但仍有部分固體物料未完全熔化,為了使電解槽灌鋁后不致產生爐底沉淀,人工效應后必須保持一定時間的高溫方可灌鋁,使啟動中添加的副原料得以充分熔化;其次,避免過早地讓陰極接觸鋁液,而是讓陰極中的細小裂縫先被冰晶石填充滿,讓內襯中的底糊繼續(xù)焙燒好并且體積膨脹,而不讓鋁液先進去。 啟動后經歷24小時以上,向槽內灌入鋁水作為在產鋁,使鋁液高度達到18~24cm。灌鋁后電解槽便進入了生產階段,其標志是槽溫明顯下降,陽極周圍的電解質沸騰正常,槽周表面開始形成電解質結殼。 1.1、啟動初期的重要管理工作有: (1)電解質成分管理。由于啟動初期電解槽陰極吸鈉處于最劇烈期,電解質分子比會下降很快,為了滿足電解槽在高溫與高分子比狀態(tài)形成穩(wěn)固的槽膛,啟動后要求電解質分子比為2.8(質量比1.4)以上,氧化鈣含量5%左右,故在這期間還應根據裝爐原料及灌入解質量進行估算,投入適量的蘇打和氟化鈣。若電解質高度不足30cm,還需在期間添加冰晶石。 (2)下料管理。電解槽在啟動后即可投入自動下料,但采用定時下料的控制方式。由于啟動初期電解槽并未進入正常電解過程,因此必須避免供料過量,防止產生沉淀和保持1~2次的陽極效應系數,但是也要防止陽極效應重復多發(fā)。因此,在灌鋁之前,下料間隔比正常加料間隔延長一倍左右;灌鋁之后下料間隔仍須大于正常下料間隔(例如,為正常下料間隔的1.5倍);陽極效應發(fā)生后再逐漸縮短加料間隔。 (3)槽電壓管理。啟動初期,電解槽的電壓均由人工調節(jié)。在灌鋁前,電壓需從人工效應后的6~8V逐漸下降到5~6V,一般每隔半小時左右手動調節(jié)一次。在灌鋁后槽電壓需逐步下降到4.3~4.7V(具體值須依據電解槽的熱平衡與工藝條件的設計標準而定),因此,灌鋁后仍需3~5小時一次的手動調整電壓。 (4)槽溫管理。前面已指出,灌鋁前須維持電解槽處于較高的溫度。從灌鋁后到第一次出鋁,槽溫一般從近1000℃下降到970~980℃。由于新啟動槽熱損失大,電解質水平下降快,為了減少熱損失量,灌鋁后必須在陽極上適當加氧化鋁保溫。須注意電解槽表面是否已形成封閉的結殼,除中間下料孔外,其余地方幾乎沒有冒火跑煙之處,若經過兩天兩夜電解槽仍結不上殼,證明啟動溫度過高,必須加快降低電壓。 (5)電解質高度管理。應特別注意其下降速度,到第一次出鋁時電解質高度應在26~30cm,不得低于25cm,若下降太快,必須加強陽極保溫和放慢電壓下降速度,同時添加冰晶石以補充電解質。 (6)清理碳渣。對于焦粒焙燒的電解槽,啟動后還要作電解質清理工作,清除浮游碳渣。在電解槽啟動初期,除了技術條件發(fā)生明顯變化之外,陰極內襯組織也處于較大變化之中,陰極內襯的焙燒仍在繼續(xù),因此該時期的管理需特別關注與槽壽命相關的因素。前已述及,電解槽焙燒期間槽周扎糊帶處于未焦化狀態(tài)。電解槽啟動時,為了保護邊部,一般要求邊部電解質塊砌筑體不可被全部熔化,使之能緩沖邊部免受強烈熱震。電解槽啟動后,雖然槽溫在不斷降低,但仍處于較高溫度,邊部電解質塊逐漸熔化,尤其在灌鋁前,邊部熔化較快。隨著邊部電解質塊的不斷熔化,扎糊帶溫度逐漸升高而進入焙燒狀態(tài),碳糊逐漸焦化。為了讓邊部扎糊能正常焦化,要求邊部溫度上升不宜太快。灌鋁后由于槽溫下降較多,邊部熔化減慢,同時液體電解質也開始在邊部不斷凝固,形成可逆過程,更減緩邊部電解質熔化,使邊部升溫較慢,得以使邊部扎糊良好焦化,不致產生裂紋。因此,電解槽啟動初期必須控制好電壓和槽溫,一方面能保持新開槽有足夠的液體電解質量,另一方面又能使邊部扎糊良好焦化,延長電解槽壽命。那種啟動后電解質水平嚴重收縮或短時間內燒紅槽殼鋼板的情況,既不利于電解槽轉入正常生產,也將會使槽邊部內襯受到嚴重破壞,縮短電解槽壽命。 2、500KA鋁電解槽啟動后期管理 電解槽啟動后經過兩天高溫階段,即進入啟動后期,時間長達2~3個月。這期間電解槽緩慢轉向正常運行,雖然技術條件變化不甚激烈,但電解槽的運行卻發(fā)生著質的變化。 一是電解槽的溫度逐漸達到要求; 二是各項技術條件慢慢演變到正常生產的控制范圍; 三是電解槽沿四周逐漸形成一層規(guī)整堅固的槽幫結殼,即所謂槽膛內型。當這些變化完成之后,電解槽建立了穩(wěn)定的熱平衡,即進入了正常運行階段。因此,這期間的管理重點應圍繞著這些“變化”來進行。 為便于管理,有時也把電解槽從啟動到轉入正常生產,分為初期、中期和后期三個時期,主要以槽溫、電解質組成變化和工藝參數的調整到位來判斷。 啟動初期的特點是:電解槽處于自身加熱時期,溫度由高到低從槽膛區(qū)向各方向延伸,各部位的溫度逐漸升高;電解質逐漸變?yōu)樗嵝,這是因為此期間有鈉的析出和碳素內襯材料大量吸收NaF所致,此時期要經常添加NaF,以保持規(guī)程要求的電解質分子比。 啟動中期的特點是:電解槽各部分的溫度基本達到,但尚未建立穩(wěn)定的熱平衡;電解質處于內襯吸收NaF和揮發(fā)損失AlF3大致平衡時期,此期間調整電解質僅添加符合規(guī)程要求的冰晶石即可。 啟動后期的特點是:電解槽已建立起穩(wěn)定的熱平衡;電解質由于補充揮發(fā)損失和保持規(guī)程要求的分子比,需要定期添加AlF3;電解槽的各項工藝技術條件均已達到要求。 |
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