440KA电解槽电解质下沉处理

440KA电解槽电解质下沉处理

王晓雷

惠民汇宏新材料有限公司  山东省滨州市 256600

摘要：本文主要对2329#槽在生产中出现电解质下沉作了全面的分析处理，并就在处理中的要点提出自己的看法以供参考。

关键词：病槽  电解质下沉  氧化铝浓度  返热  措施

1、前言

研究影响铝电解槽槽寿命的因素，寻求提高槽寿命的措施，是铝电解人永远探讨的课题。我厂2329#槽在启动后因不当操作导致电解质下沉教训深刻，同时也为后续类似异常情况的处理积累了宝贵的经验。

2、2329#槽电解质下沉概述及特征现象

该槽于2020年7月19日启动，启动当日发生高电压长效应，23-24日效应多发，缩短NB间隔，并于24日进行抬母线作业后电压下滑，手动抬电压运行后又下滑，此时母线提升机伸缩杆已到极限，只能下降不能上升，低电压运行造成电解质下沉铝液上浮，铝液电解质混合，与阳极接触附近有少许约有3cm高度的电解质，此时采用热包出铝降母线限位（下降阳极母线），后从临槽抽取电解质灌入上抬电压拉极距，停料控料曲线稳定正常（如图一）。25日中班效应后A4爆炸焊开焊脱极，26日夜班正常更换A4阳极时，A5阳极爆炸焊开焊脱极更换，阳极更换完毕后电压呈上升趋势，班组误以为浓度低人工添加氧化铝粉导致电压下滑出现电解质二次下沉，人工抬电压上限位后造成提升机伸缩杆卡阻无法升降阳极低电压运行两小时以上，逐联系检修更换提升机处理，并人工倒运电解质灌入。提升机更换完毕后，再从2329#槽抽取铝液降低母线位置，同时从启动槽抽取高温低浓度电解质灌入以保证安全运行，满膛后再次抽出高氧化铝浓度电解质灌入高温低浓度电解质降低槽内氧化铝浓度，经过倒运电解质后曲线基本稳定，但后期出现返热现象，期间槽温最高达到1160℃，并配合拔极抓沉淀处理，直至槽内沉淀全部处理完毕到27日21:00左右曲线恢复正常。

                （图一）                             

3、电解质下沉因素分析

  通过对2329#槽两次电解质下沉，并结合现场情况及该槽原始记录总结分析如下：

3.1 焙烧温度

     该槽通电焙烧87h后启动，通过原始记录查看通电前出铝端、烟道端与中间温度差距较大（如表一），两端的焙烧温度明显偏低槽内温度不均匀，造成内衬吸热不足灌电解质抬电压后电压易往上走发生高电压效应及内衬后期大量吸热。

（表一）

3.2 氧化铝浓度

启动过程中发生高电压效应（峰压32.958V）持续35.35min，人工添加大量氧化铝粉熄效应造成氧化铝浓度过高，并且在启动后频繁发生突发效应，误以为氧化铝浓度过低，人为多次缩短NB间隔造成浓度持续升高（如表二）。氧化铝浓度过高是造成压极距，电压频繁下滑及后期返热的重要原因。

（表二）

由上表可以看出，电解槽启动时因添加大量氧化铝粉后造成启动后浓度偏高，在浓度下降的过程中，保温措施不到位电解槽散热大（尤其是灌铝后），造成23日开始频繁发生效应，加剧了炉面的塌陷热损失加剧，人工判断失误缩NB间隔浓度开始反弹。

3.3 抬母线作业

槽上部班组为保持新近启动槽与邻槽抬母线周期的一致性，对新启动槽和邻槽一同抬母线作业，将阳极母线升至上限位，然而新启动槽高电压运行未下降至正常电压范围，为保证抬母线时电压在安全受控范围，抬母线前手动降阳极压电压后进行抬母线作业，导致抬完母线后电压上抬不到位（提升机伸缩杆到头），出现下滑低电压运行，造成的电解质下沉。

3.4 分子比

该槽19日启动后电解质分子比低于标准值，调整严重滞后。加上壳面坍塌严重，保温措施不力造成启动后即偏冷，启动后效应前期多的原因，造成碳渣分离不良，浓度偏高，电解质电阻急剧升高，极易造成压极距电解质虚高和阳极病变脱极、长包等。

26日电解质二次下沉后，电解质携带大量钠离子结晶析出沉积到阴极导致分子比骤降，后随着更换电解质人工补充纯碱及电压的提升热量增加，沉积的电解质重新返回到阳极区域分子比才有所上升，但随着沉积的电解质重新熔化和人工辅助处理沉淀，也导致了槽内氧化铝浓度一直攀升（如表二），在较高的阴极压降影响下，槽况逐步有冷转热走向热行程。直至炉底沉淀处理殆尽槽温、分子比和槽况才恢复正常。

4、防范处理措施

4.1、严格落实焙烧启动工艺控制及成份调整及时，通过优化槽内载热体的配比解决角部导电小，提升角部、边部焙烧温度，均衡内衬温度形成整体内衬；

4.2、电解质下沉前都有电压下滑摆动或频繁闪烁效应的特征，在实际控制中应保持槽况平稳，重视频繁闪烁效应、电压下滑、滚铝等异常情况的处理，尤其是启动后高分子比、低电压、低过热度造成的电解质收缩；

4.3、

新启动电解槽严禁在槽龄小于15d进行抬母线作业，以免造成发生意外情况时，没有母线有效行程导致的低电压、低极距运行导致的电解质下沉；

4.4、电解质一旦有下沉迹象第一时间应灌入一定量的高温电解质来保证阳极的正常工作，同时提升阳极增加热收入，并添加纯碱提高分子比增加过热度，测量阳极电流分布防止脱极、碎极、长包异常（保命阶段）；

4.5、这一阶段重点是消除炉底沉淀，降低阴极压降恢复至正常为主，但槽内氧化铝浓度会大幅上涨造成槽温急剧上升，电解质发白发亮，碳渣不分离过热度极高，这也是此时倒换电解质来稀释氧化铝浓度的目的所在。同时伴随侧部炉帮熔化发红，槽壳各部位温度会有明显上升，这时期随时有漏槽的风险，所以应人工加快辅助处理炉底沉淀和倒换电解质尽快降温（危险阶段）；

4.6、2329#槽电解质下沉与其他槽不同之处在于阳极母线处于上限位或咬合状态不能正常抬电压，只能进行出铝作业降低母线位置为后续灌入电解质调整浓度及抬电压操作处置争取处理空间。

4.7、电解槽在焙烧期间严禁人为频繁下料控制电压，启动后封壳面作业时严控氧化铝浓度，提升操作质量管理，防止浓度过高造成的压极距、电压下滑现象。

5、结语

异常槽的处置关键在于及时、准确的采取措施，降低危险系数达到受控状态。平时的操作和工艺调整尽量精细，树立“稳字当头，稳中求进”的思想，发现问题及时处理及时上报，将损失降至最低，亦是防止电解槽病变，延长槽寿命确保系列安全的关键。