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一、概述和铝电解槽焙烧启动技术

 
楼主  收藏   举报   帖子创建时间:  2010-03-01 15:40 回复：0 关注量：107
 

　  摘要：简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤，干法启动及湿法启动的工艺技术对比，分析了焙烧预热启动时影响铝电解槽寿命的诸多因素，在焙烧预热启动过程中所采取的预焙铝电解槽早期破损的措施。
关键词：电解槽；铝液焙烧；焦粒焙烧；干法启动；湿法启动
1 概述
现代大型预焙铝电解槽的焙烧启动，国内近几年新建电解铝厂大多采用铝液焙烧启动和焦粒焙烧启动两种方法，尤其是焦粒焙烧启动，目前更是各新建电解铝厂广泛使用的焙烧预热工艺技术，它较铝液焙烧启动预热时间短、温度梯度不大，可弥补槽内衬及材料质量问题的缺陷等优点，但是，也有它的不足之处，那就是较铝液焙烧启动操作复杂，技术条件要求高，阴极电流分布不均匀，电解质含碳量过高，能耗增加。还有两种焙烧启动方法就是石墨粉焙烧启动技术方法和气体焙烧启动技术方法。前者价格太高，造成费用增加，操作复杂(此法国内仅丹江铝厂在114.5kA铝电解槽的启动中使用过)，后者易氧化碳块，用于启动的设备复杂，操作难度大，所以，这两种方法很少被铝电解生产厂家采用。
铝电解槽的预热焙烧启动是影响槽寿命的重要因素之-，而槽寿命又直接影响到铝电解的生产成本的稳定，尤其是对大型预焙铝电解槽的焙烧启动。但是，无论采用那种技术方法，几乎都难以避免使阴极碳块及内衬产生裂纹或孔隙，可是，不让铝液浸入裂纹和孔隙是可以避免的，焦粒焙烧启动方法就具有这种优点，在白银铝厂应用较早，近年来才在国内新建铝厂及自焙槽改造的预焙槽厂家陆续广泛采用。
2 铝电解槽焙烧启动技术
如何延长大型预焙铝电解槽的内衬寿命，是国内铝业界研究的重要课题，国内当前预焙铝电解槽内衬寿命比国外预焙铝电解槽内衬寿命要短2～3年，影响电解槽内衬寿命的因素很多，可分为设计、筑炉、材料、焙烧启动、生产管理五个方面，而其中焙烧方法的选择可以说是影响铝电解槽寿命的关键环节。特别是焙烧预热启动，虽然这一过程仅仅几天，但对铝电解槽的使用寿命起着决定性的影响。
2. 1 几种焙烧启动电解槽技术比较
国内、外大型预焙铝电解槽焙烧启动广泛采用的是槽内衬预热焙烧启动方法，具体方法有铝液焙烧启动、焦粒焙烧启动、石墨焙烧启动、气体焙烧启动四种技术方法。
90年代末，国内预焙槽焙烧启动投产较为普遍采用的是传统的铝液焙烧技术方法，其最大优点是操作简单，后期温度上升均匀，控制方便。近几年，随着国内第三次铝电解的建设高潮，并且向电解槽大型化(200kA至300kA)发展。目前国内各厂家几乎全是采用焦粒焙烧预热启动。据了解贵阳铝镁没计院和贵州铝厂共同研究开发出了一种新的焙烧启动方法，这种方法已在贵铝230kA槽上应用，各项技术指标大大好于上述四种方法，其具体技术方法是使用一种混合料。目前该技术正在申报专利。
2. 2 预焙铝电解槽预热焙烧的三个升温阶段的控制
2. 1. 1 低温预热阶段
槽内衬平均温度控制约在200'C范围以下，这段时间控制温度的主要目的是排除槽内衬材料中的水分，同时缓解焙烧启动初期阴极碳块、扎糊、阴极钢棒、槽壳之间的热膨胀变形速度，减少由于各种材料热膨胀系数的不同，它所造成的内衬热应力的破损作用，尤其是在200℃温度以下，阴极钢棒的可朔性很小，而热膨胀系数大约是阴极碳块的3～4倍，控制好温度的上升速度，将会避免造成阴极碳块的早期裂纹，在这段时间中升温速度一般应控制在每小时5℃左右较好。
2. 2. 2 中温焙烧阶段
在这期间温度控制约在200℃～600℃范围之间，其目的是排出内衬材料中的挥发分和结晶水，此时阴极钢棒已由热膨胀变形转变为蠕动变形(钢的屈服点为200℃)，可朔性增大，这段时间的主要任务是焙烧阴极间缝和槽周边缝的扎固的糊料，从而提高扎固糊料与阴极碳块的粘结性能，在这段时间中升温速度可达到每小时10～20℃。
2. 2．3 高温焦化阶段
温度在600℃左右范围，这段时间为高温焙烧侧部内衬，其温度控制的目的是使阴极碳块与扎固糊料充分粘结和焦化为一个整休，达到正常生产的条件，在这段时间需要注意的是在温度达到500℃以后，扎固糊料由于焦化使其自由膨胀变形而转化为收缩变形，这时阴极碳块仍保持在膨胀变形之中，因此，槽周边扎固糊自身将会产生一定的收缩裂纹，所以，要及时控制好升温速度。

 

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