浅谈200KA铝电解槽的技术创新

浅述铝电解槽寿命延长技术的应用与发展摘要本文论述了铝电解槽寿命延长技术的应用与发展，为铝电解槽寿命延长技术走可持续发展的道路提供了一定的见解。

关键词铝电解槽；寿命延长技术；应用；发展1 引言我国通过近几年的技术进步电解槽寿命有了很大的提高，诸如某公司160kA、200kA铝电解槽寿命逐年提高。

其目前停槽寿命达到了1，680d左右，而且槽龄超过2，500d的电解槽也有一定的数量。

研究表明，影响铝电解槽寿命有以下5个环节。

其相对重要性比例为：电解槽设计20%筑炉材料10%、筑炉工艺20%、焙烧启动25%、生产管理25%。

我国几乎所有大型铝电解企业都采用焦粒焙烧启动技术。

在电解槽启动后设定合理的技术条件，经过一个稳定期后再使电解槽转入正常生产。

电解槽的稳定生产，不仅能高效低能耗，而且有利于延长电解槽寿命[1]。

2 对铝电解槽寿命延长技术应用的分析与认识2.1 影响电解槽寿命的因素有钠对阴极炭块的渗透、铝液的渗透、电解质的渗透，另外筑炉质量及原材料设计，启动后期管理、电解槽正常生产管理等等，都直接影响着槽寿命。

2.2 铝电解槽的焙烧启动技术对电解槽寿命的影响多年的生产实践证明，电解槽的运行寿命与电解槽的焙烧启动技术的选择有很大关系。

好的焙烧启动技术对延长电解槽的寿命是非常有益的。

现行的预焙电解槽焙烧启动技术大致可分为三种，即：铝液焙烧启动、焦粒焙烧启动和燃料焙烧启动。

2.3 电解槽停槽大修的几种原因图1列出了某公司1988年至2006年各年的槽寿命情况，由表可见电解槽寿命逐年提高，对各年的槽寿命情况进行了分类分析如图1所示。

2.4 电解槽破损原因分析对某公司停槽情况进行分析，造成电解槽破损的主要因素主要有以下几种：①钠渗透膨胀；②热冲击；③冲蚀坑；④冷捣糊的质量和扎固质量，造成脱落或冲刷、磨损、裂缝，使电解质进入阴极底部引起破损；⑤侧部人造伸腿脱落，侧部漏炉等，以上电解槽破损原因作者认为与焙烧启动、生产管理和操作有很大的3 依靠技术进步，以促进铝电解槽寿命延长技术的可持续发展3.1 焙烧和启动（1）焦粒焙烧方法的有效应用电解槽寿命其实就是电解槽内衬的寿命。

200 kA铝电解槽短路口绝缘改造1 问题的提出中国铝业青海分公司第三电解厂200 kA电解槽自投产以来，短路口运行一直不平稳，绝缘效果较差，曾发生几次短路口打火放炮事故，严重影响电解生产的正常进行。

另外，在工作中发现联结短路口斜立柱母线与短路母线的螺栓、以及与之配套使用的绝缘套管相互配合间隙过小，导致在电解槽启动或停槽时拆卸、安装电解槽短路口的绝缘套管及联结螺栓比较困难，使得停、开槽时的停电时间延长。

为此，必须对短路口的绝缘装臵、联结双头螺杆及绝缘套管进行改造，从而达到提升短路口绝缘性能的目的。

2 现状分析2．1 改造前短路口结构及工作原理改造前短路口结构见图la，主要由斜立柱母线、短路母线、绝缘护板、双头螺杆、绝缘套管、垫片等组成。

短路口工作原理为：在电解槽运行时，用绝缘护板将斜立柱母线与短路母线进行隔离，起到绝缘作用，强大的电流通过斜立柱母线到达阳极水平母线，再流经28组阳极及电解槽槽体，最后到达电解槽阴极，从而达到电解铝的目的；在电解槽停槽时，取出绝缘套管及绝缘护板，以保证斜立柱母线与短路母线紧密接触，使其成为一个回路，这样，电流由斜立柱母线直接流经短路母线到达下一台电解槽，而不流经已停电解槽的槽体，达到电路畅通的目的。

2．2 短路口绝缘失效原因分析通过对108台200 kA电解槽短路口绝缘性能进行测量，结果见图2a。

只有50％的短路口绝缘电阻大于100 MI2，35％的电解槽短路口绝缘性能一般，15％的电解槽短路口绝缘存在安全隐患(见图2a)。

由于部分电解槽短路口绝缘效果不好，先后造成108 、103 、85 、26 电解槽短路口发生打火放炮事故，致使短路口两立柱母线上穿套管及螺杆的孔被严重击坏，并引起系列生产停电，其中，103 、26 号电解槽停电时间分别长达38、39 min，造成较大经济损失。

①在短路I：I绝缘装臵结构中(见图1a)，两种规格绝缘套管尺寸及双头螺杆规格如下：两种套管规格为：Φ48／Φ38H—190Φ48／Φ38H—310双头螺杆规格为：M36由此可见，两种长度不同的绝缘套管与母线、螺杆与绝缘套管之间的间隙均为1 mm，在理想状况下，即没有任何变形、没有高温且极度对中的情况下，拆卸和安装操作难度尚可，但实际上，电解槽短路口工作环境相当恶劣，温度高且易被电解质灼伤，1 mm的间隙过小，在停、开槽时，绝缘套管与螺杆的安装拆卸往往非常困难，经常需要动用大锤、气焊等进行破坏性拆除，延长了停、开槽时间，制约了电解生产及其各项生产指标的完成。

浅析200kA大型曲面阴极铝电解槽角部阳极长角的原因及处理措施陈本松;杨万章;申太荣;万发松【摘要】详细分析了某铝厂200kA大型曲面阴极铝电解槽角部阳极长角的原因,从温度、电流分布多个角度出发,找出200 kA大型曲面阴极铝电解槽角部阳极长角的规律,并提出了严格监督检查制度,建立角部阳极数据库,强化电压和电流强度,调整工艺参数等处理措施.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2015(044)004【总页数】7页(P85-91)【关键词】大型曲面阴极铝电解槽;角部阳极;阳极长角【作者】陈本松;杨万章;申太荣;万发松【作者单位】云南云铝润鑫铝业有限公司,云南个旧661017;云南云铝润鑫铝业有限公司,云南个旧661017;云南云铝润鑫铝业有限公司,云南个旧661017;云南云铝润鑫铝业有限公司,云南个旧661017【正文语种】中文【中图分类】TF8212009年3月，国务院在《有色金属产业调整振兴规划》中提出将铝电解原铝直流电单耗目标值降到12 000 kWh/t Al以下，并明确指出，原铝平均直流电单耗12500kWh/t Al作为铝行业准入条件之一。

2009年以来，云南某电解铝厂一直致力于节能环保型大型曲面阴极铝电解槽的研究开发工作，在“静流型”大型曲面阴极铝电解槽[1]的基础上配套开发了经济型阳极、环流焙烧法[2]等先进技术，并实现了配套应用，并逐渐在25台200 kA及82台240 kA电解槽上大规模推广应用。

这些新技术、新方法的研究开发及全面推广应用有效改善了铝电解生产技术指标，2010年全年实现了200 kA系列25台大型曲面阴极铝电解槽低电压电解工艺(平均槽电压3.896 V，比常规电解槽降低270 mV)，平均电流效率95.2%，平均吨铝直流电耗达12 249 kWh/t。

但是随着低电压时间的逐步增加，200 kA系列大型曲面阴极铝电解槽出现明显的“冷行程”，电解质收缩，采取低铝水平控制后电解槽槽温仍然处于冷行程(同期的200 kA大型平面阴极铝电解槽没有出现相应的情况)。

200kA预焙铝电解槽焙烧启动方法实践摘要：通过对异型阴极在200ka系列焙烧启动工业试验中出现的问题进行分析，找出了一种适合异型阴极在200ka系列的焦粒焙烧启动新方法，有效地解决了异型阴极电解槽在焦粒焙烧启动时出现的冲击电压过高、局部过热、阴极炸裂等问题。

关键词：异型阴极；焦粒焙烧；冲击电压；槽寿命the roasting practice of 200ka profiled cathode electrolyzer(lanzhou branch of chalco，lanzhou 730060,china)zhang zheng laiabstract: based on the200ka series cathode baking industry test in an analysis of the problems,to find a suitable cathode in 200ka series of coke particle baking and start-up of new methods, to effectively solve the cathode electrolytic tank adopts coke particle roasting starting method appears when the impact voltage too high, local overheating, cathode breakage a series of problems such as.key words:cathode; coke particle baking; impulse voltage; the service life of the cell中图分类号： tm714 文献标识码： a 文章编号：前言近年来，我国多家铝电解企业通过推广应用异型阴极铝电解槽降低平均工作电压来实现节能降耗，取得了显著的效果。

出铝作业流程存在问题与分析针对出铝作业流程存在的问题，进行了现场的测量、统计、调研与分析，现将问题汇总如下：二、附录附表一：单槽吸出精度统计表班组：日期: 上表为单槽吸出精度统计表，重点做到单槽吸出精度可控，减少因吸出误差带来的干扰。

附图一：出铝外部影响因素：由图一我们可以看出，出铝的外部影响因素主要：铸造、抬包密封性、抬包车。

图一：出铝进程外部影响因素附表二：出铝前、后温度变化及出铝量与母线行程对应关系出铝前、后各时段平均槽温变化如图：图2 各区出铝前、后各时段平均槽温变化图从图2我们可以看出，出铝后2小时内槽温都有不同程度（3-6℃）的上升，出铝后4小时与2小时的槽温测量值基本持平。

但是，出铝作业后一定的附加电压，拉高极距并作用适当时间后，可增强槽子在出铝作业后的抗干扰能力，实现平稳过渡。

但时间不宜太长，否则不仅破坏热平衡而且增加能耗。

附录三：曲线截图(a) (b)(c) (d)(e) (f)图(a): 增量期24min+出铝控制39min+正常期25min+减量期3min 产生效应；图(b): 增量期7min+出铝控制25min（人为清除）+正常期11min 产生效应；图(c): 增量期3min+出铝控制36min+正常期19min 产生效应；图(d): 减量期5min+出铝控制36min+正常期9min 产生效应；图(e): 正常期20min+出铝控制39min+正常期24min 产生效应；图(f): 正常期24min+出铝控制7min（人为清除）+正常期23min 产生效应；附表3：出铝前后浓度变化汇总从上表可以看出，出铝控制结束后氧化铝浓度明显下降，对于浓度在正常范围的电解槽，下降0.5个百分点足已诱发阳极效应。

如果我们继续按原有的程序控制，再走25分钟的正常期，槽子很有可能来效应。

所以我们建议出铝后控制系统应缩短正常加料期运行时间或进行增量控制。

浅谈降低200kA预焙铝电解槽炉底压降的途径作者：李洋来源：《科技视界》 2013年第14期李洋（中国铝业兰州分公司电解一厂，甘肃兰州 730060）【摘要】200kA预焙槽的生产中，本文分析影响炉底压降低的主要原因，并提出采取降低阴极碳块电压降、优化工艺技术条件，加强生产操作，电解槽控制采用低窄氧化铝浓度控制技术，对电解槽下料方式进行改造，加强设备的维修和改造等措施，使炉底压降下降，对电解槽节能降耗有显著的效果。

【关键词】200kA预焙槽；炉底压降；原因；措施自2009年以来，为了进一步节能降耗，兰州分公司积极推行电解生产科技进步。

根据生产的需要， 200kA系列采用国际上最先进的“四低一高” （高极距、低效应系数、低槽温、低分子比、低氧化铝浓度）的电解生产技术，取得了良好的经济指标。

但在生产运行过程中，电解槽炉底时有沉淀结壳的发生，影响电解槽平稳生产。

针对炉底结壳，经过大量的技术改造和生产实践，基本上摸索出了一套避免形成、控制与处理炉底沉淀结壳的管理经验和方法，对降低炉底电压降效果明显。

1 电解槽炉底压降大的原因电解槽的炉底压降阴极材料上产生的压降和生产过程中沉积在阴极表面上的沉淀结壳产生的压降两部分组成的。

在电解槽设计时考虑电解槽选用阴极内衬材料及筑炉质量，材料的好坏和筑炉质量直接影响炉底压降。

氧化铝加人电解槽时，一部分逐渐被运动的电解质溶解；另一部分下沉到炉底，氧化铝沉到炉底形成了沉淀。

沉淀在铝液和电解质的作用下，进人电解质中重溶。

如果槽温偏低、炉底发冷，沉淀会析出固体氧化铝从而形成了结壳。

在我公司实际生产中由于边部加工、换极与加保温料间隔时间短，下料汽缸老化严重，打壳锤头打不开火眼等多方面原因，造成大量氧化铝进人槽内，不能及时溶解形成大量沉淀，沉淀长时间积累就变成大沉淀，也就增大了电解槽炉底压降。

2 降低电解槽炉底压降的措施2.1 合理调整分子比分子比是铝电解生产中需要精心控制的主要参数，经过科学的分析和生产实践证明：保持合理的低分子比是提高电解铝电流效率的有效途径。

提高200kA电解铝烟气净化效率【摘要】通过对我公司200kA电解铝干法净化技术的探讨，对干法净化过程中烟气的收集、烟气的吸附、气固的分离、原料的输送、返回料的回收利用等进行研究，分析了影响电解烟气干法净化的因素，提出了提高电解干法净化效率的途径方法。

【关键词】电解铝；净化效率；烟气；吸附在电解铝的生产过程中，氟化盐作为铝电解的溶剂，是电解铝不可缺少的成分之一，而高温使氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体，是电解铝过程中产生的主要污染物。

目前，预焙槽在生产过程中的吨铝排氟量一般为16kg左右。

从电解槽排出的如此大量的含氟烟气对人体健康、车间环境和周围大气质量，都有着极大地危害，因此，国家规定了严格的排放标准，这些烟气必须经过治理才能排放。

目前，国内外均采用干法净化技术来治理电解槽排出的含氟烟气，利用氧化铝吸附烟气中的氟化氢，净化烟气中的有害物，控制氟化物排放量，以达到国家环保排放标准，减少对周围环境的污染。

因此，采用氧化铝吸附含有氟化氢烟气的干法净化这种高效、经济、先进、成熟的烟气净化技术对电解烟气进行治理，这样既可保护环境，又可回收氟化盐和Al2O3，降低生产成本。

1 200kA净化的工艺流程简介200kA电解烟气净化技术主要是利用氧化铝作为吸附剂，吸附电解铝生产产生的HF等有害气体经支管汇入干管，而后进入VRI反应器与同加入到反应器的氧化铝接触，进行吸附反应，反应后的载氟氧化铝和气体进入布袋除尘器进行气固分离，净化后的烟气排入大气。

另外吸附生成的载氟氧化铝作为电解生产所需的原料返回电解厂房。

系统由电解槽集气、吸附反应、气固分离、物料输送、机械排风等组成。

主要设备包括：主排烟机、罗茨风机、VRI反应器、LLZB袋式除尘器、离心风机、反吹风机和风动溜槽、排烟管道等组成。

系统可实现PLC 和中央控制室集散式控制。

1.1 烟气的收集从各电解槽散发的烟气，通过槽集气箱密由电解槽上部支烟管汇集到干管，而后进入净化系统。