电解铝500KA电解槽焙烧启动方案

大型预焙铝电解槽焙烧启动的过程控制与方法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。

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**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。

21Metallurgical smelting冶金冶炼500KA 大型预焙阳极电解槽启动后期技术条件管理王海军，刘 荣（内蒙古创源金属电解二系列，内蒙古 霍林郭勒 029200）摘 要：通过500KA 大型预焙槽启动后期管理工艺的实践，汇总了电解槽系列启动后期管理过程中存在的一些问题和解决方法，经过对比总结出不同的工艺思路取得的经济技术指标差异较大，给今后电解槽系列启动后期管理的工艺思路指明了方向。

关键词：500kA 电解槽；快速建立炉膛；降低能耗中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）02-0021-2 收稿日期：2021-01作者简介：王海军，男，生于1990年，汉族，辽宁朝阳人，本科，工程师，研究方向：电解铝生产技术。

近年来，我国电解铝企业所建电解槽容量越来越大，系列安装槽台数也越来越多，如何取得优秀的生产指标，成为各大铝企业相互学习的热点问题。

从多年的电解生产实践中来看，大型预焙槽能否长期稳定高效生产，主要靠电解槽启动后期炉帮的建立以及正常生产过程中稳定的过热度控制。

如果电解槽没有较厚的炉帮，生产不会稳定，也不会有较高的电流效率。

国内最近几年新投产的电解系列很多，有的电解系列启动后期出现冷槽，电解槽伸腿肥大，不利于后期正常生产；还有的电解系列启动后期不长炉帮，启动后就开始往外取电解质，造成效率低、指标差的现象，由此可见电解槽建立规整炉膛是非常关键的。

国内很多著作只是从原理上对如何建设与维护规整炉膛方面进行描述，而直接可以采用的实践探索不是很多。

1 炉膛内型的的理想状态与主要作用启动后期管理的主要目标就是建立稳固规整的炉帮。

炉帮是由液体电解质析出的高分子比冰晶石和α氧化铝所组成的固体结壳，均匀的分布在电解槽内侧壁上，形成一个椭圆形环。

炉帮的构建过程实质上是电解质溶液偏析层层凝固的过程，也是一个在较好的技术条件下形成热平衡的过程。

2 快速建立炉膛的管理工艺在500KA 电解槽建立规整炉膛的实践上，笔者打破传统电解槽启动后三个月才能正常的生产的理念，后期管理利用两个月建立炉膛收到良好的效果，节省能耗，槽况平稳，指标稳步上升，特别是在电解槽长期稳定、高效上起着决定性的作用。

《500KA铝电解槽技术规范》（预审搞）编制说明甘肃东兴铝业有限公司2016年5月GB/T ×××××—××××《500kA铝电解槽技术规范》编制说明（预审稿）1 标准立项背景随着国内大容量、高电流等级槽型设计能力的提升，400kA、500kA甚至600kA铝电解槽已经在我国率先实现了工业化应用。

尽管国内的电解铝工艺装备在不断升级和进步，可供电解铝企业借鉴和参考的相关工艺标准却还停留在上世纪90年代左右的中小槽型铝电解槽，相关工艺参数与目前大型铝电解槽不符。

目前，500kA铝电解槽在我国电解铝的总产能中所占比例已超过30%，且按照目前趋势新建电解铝生产线还将以500kA系列为主。

因此，根据目前大多数电解铝企业实际情况，制订新的、符合实际的大型铝电解槽工艺技术规范或标准是电解铝行业亟待解决的问题。

鉴于上述原因，酒钢集团甘肃东兴铝业有限公司联合中南大学、沈阳铝镁设计研究院有限公司、新疆农六师铝电有限公司等国内共计10家骨干高校、研究机构和企业对500kA铝电解槽工艺技术要求提出标准立项申请，建议将其列为推荐性国家标准，以便进一步推动大型铝电解槽应用和电解铝工艺完善。

2 工作简况2.1 任务来源根据全国有色金属标准化技术委员会（以下简称“全国有色标委会”）于2015年提出和制定的工作安排（有色标委[2015]29号），由酒钢集团甘肃东兴铝业有限公司牵头组建编制组，承担《500kA铝电解槽技术规范》的编制工作，计划于2016年9月完成。

2.2 工作简要过程本标准是在充分借鉴电解铝行业现有标准和调研多条国内500kA电解铝系列工艺数据的基础上编制的。

编制过程中，项目组充分听取包括中南大学、沈阳铝镁设计研究院、郑州轻金属研究所等多家标准起草参与单位意见，结合500kA铝电解槽“物理场”测试数据和多条500kA铝电解槽实际运行数据，具有较为普遍的适用性。

500kA铝电解槽技术与焙烧启动的生产实践白斌【摘要】介绍了500 kA铝电解槽的技术特点,如新型阴极钢棒结构技术、优异合理的电磁场分布、良好的热平衡设计和上烟道双烟管配置.同时详细介绍了500 kA 电解槽焙烧启动流程、生产管理及运行效果.【期刊名称】《有色冶金节能》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】5页(P22-25,34)【关键词】500 kA铝电解槽;焙烧启动;铝电解槽;新型阴极钢棒结构;电磁场分布;热平衡【作者】白斌【作者单位】沈阳铝镁设计研究院有限公司,辽宁沈阳110001【正文语种】中文【中图分类】TF8212010年，沈阳铝镁设计研究院有限公司开发了第一代500 kA电解槽并应用在工程实践中，在此基础上，该公司通过充分总结已投产电解槽的设计、制作、安装、施工、生产全过程中的经验，结合现场物理场测试结果进行优化和改进电解槽物理场的模型，不断推出技术改进的500 kA电解槽及其配套技术。

截止到2015年12月，国内已有23个500 kA电解系列在应用，总产能近1 030万t，其中12个电解系列相继投产运行[1]。

国内某电解铝工程500 kA电解系列于2012年设计，2013年投产运行，整个电解系列电解槽自投产运行以来,取得了良好的技术经济指标。

通过在生产实践中探索出来的焙烧启动技术为全系列电解槽持续稳定运行奠定了良好的基础。

1.1 新型阴极钢棒结构技术采用新型阴极钢棒结构技术的铝电解槽与普通阴极钢棒铝电解槽相比，可以大幅降低电解槽铝液中水平电流，大大提高电解槽的稳定性，进而降低铝液界面变形波动幅度和电解槽工作极距，从而达到降低电解槽能耗的目的[2-3]。

两种阴极钢棒结构电解槽的水平电流分布如图1所示。

通过仿真模拟计算得出，铝电解槽采用新型阴极钢棒结构技术，其水平电流密度最大值由原来普通阴极钢棒时的6 978 A/m2降低到3 866 A/m2，降低了44.6%，阴极钢棒形式对水平电流的影响如图2所示。

500kA铝电解槽启动后期管理策略与实践摘要：在使用铝电解槽进行生产的过程中，应以对大修材料质量水平的保障为基础。

在对其进行使用的初期，要经过诸多阶段，如高槽温、高槽电压、高分子比、高电解质水平等，使正常生产工作的运行情况得以保障。

在正式将其进行启动后，会造成电解槽出现诸多变化的现象，从而使得各项技术逐渐趋近于正常生产指标。

在此过程中，要对相应的技术条件进行保障，对具备稳定性与规范性的槽膛进行建立，从而对电解槽使用年限的延长工作起到促进作用，且对其在运行期间的经济技术指标进行保障。

在此过程中，管理工作的质量水平会对生产工作产生决定性的影响。

关键词：500kA铝电解槽；启动后期；管理策略；实践前言：在使用铝电解槽进行生产的过程中，其生产周期一般为一千五百天。

在需要对电解槽进行大幅度修整的情况下，应以对大修材料质量水平的保障为基础，在对其进行生产管理工作的过程中，特别是启动后的三个月内，要求相关工作人员对技术条件的适宜程度进行保障，并通过对具备稳定性与规范性槽膛的建立工作，使电解槽的使用年限得到有效延长。

在电解槽启动初期到得以正常生产的过程中，属于过渡阶段，即非正常期。

在此过程中，生产管理工作的质量水平对电解槽生产工作的运行情况与使用年限均起到极大的决定性作用。

在通过人工无效应对电解槽进行启动后，在一到三个月内，电解槽的各项技术指标会逐渐趋于正常化；在人工无效应过程结束后至一次出铝的过程中，属于启动初期。

在此之后，电解槽便进入启动后期。

在此阶段，电解槽将出现诸多关键变化，从而使技术条件逐渐趋于正常化，并在电解槽周围产生槽帮结壳。

鉴于此，对于铝电解槽启动后期管理工作的质量水平会对其生产工作质量水平与效率起到决定性的作用。

1.对于500kA铝电解槽启动后期技术条件的管理工作即对应策略在铝电解槽启动后期阶段中，主要对以下技术加以使用：电解质成分、电解质水平、铝水平、槽工作电压、效应系数等。

在对铝电解槽启动后期进行技术条件管理工作的过程中，要求相关工作技术人员对所使用到的技术进行较为严格管理制度的制定工作[1]。

电解槽启动工作方案一、电解槽启动前的准备：1、槽电压的检查与温度测量1）通电后要及时记录槽电压的变化，半小时一次，并及时汇报指挥中心，确定电流上升时间；通入全电流后，每2小时记录一次电压，每班4次（在焙烧启动日志上记录）。

2）通入全电流后，每4小时测量一次炉底温度（在小头侧第二块阳极碳块之间的中缝下，用有保护管的热电偶测量），及时掌握温度上升情况和电流分布情况。

2、阳极电流分布与阴极电流分布的测量1）通电后用罩有铁皮的毫伏表测量铝导杆等距离电压降的方法测量阳极电流分布，作为切割分流片和了解阳极碳块与焦粒接触好坏的依据，每4小时测量一次。

2）预热阶段要安排测量阴极电流分布，以掌握内衬是否预热均匀，同时间接了解内衬的砌筑质量。

3、保温在阳极表面撒满冰晶石进行保温，并覆盖700㎏的氧化铝二、电解槽启动的具备条件阴极表面70～80％的面积表面温度达到900℃以上；槽内70％以上的面积有15～203m的熔融电解质。

电解槽的启动：鉴于我厂是第一批系列电解槽启动，从节约能源、安全角度、使电解槽逐步提温、槽内衬逐步加热、平稳生产角度等方面考虑，采取干法效应启动与湿法无效应启动相结合的方法进行启动。

也就是说在不具备有充足电解质的条件下，采用干法效应启动；具有充足电解质的情况下，采用湿法无效应启动；这需要电解车间启动组根据现场实际情况灵活安排。

1、干法效应启动（1）确定启动槽号，紧固导杆卡具，在卡具下画线，记录回转计读数。

（2）逐步提升电压，使电解槽阴、阳两极之间逐步产生拉弧和闪烁效应，以拉弧热量和闪烁效应热量逐步熔化冰晶石物料，物料熔化完后，将中缝炭渣捞出，把极上的物料不断的推入中缝，熔化冰晶石，增加电解质的量。

在此期间，电压要慢慢抬起，尤其一开始切不可抬之过快，以防发生强烈崩爆，发生意外事故。

一般电压控制在10～15V。

待有一定量的液体电解质浸没阴、阳极，电压逐渐稳定后，方可继续慢慢升高电压，加速冰晶石熔化，直到有足够液体电解质为止。

500kA电解槽焙烧启动安全技术操作规程1 目的为了确保新疆嘉润铝厂电解车间500kA预焙电解槽安全顺利焙烧启动，提高电解槽焙烧启动质量，特制订500kA电解槽焙烧启动操作规程。

2 适用范围本规程适用于铝厂电解车间500kA预焙阳极电解槽焙烧启动作业。

3 术语和定义安全操作规程是对操作人员在全部的操作过程中遵守的事项、程序及动作等作出的规定。

4 职责权限电解车间对安全操作负有全面管理的责任，车间主任、安全专工、生产主任负责安全技术操作规程的制订、改进、监督执行。

5 内容5.1.电解槽焙烧启动条件确认5.5.1打壳出铝气缸及打壳下料机构检查，动作正常、合格后，打壳锤头升至最高并固定，防止锤头下落。

下料器钟罩阀关闭并固定，防止下料。

5.5.2槽上风动管网检查，合格后待打壳锤头固定，下料器钟罩阀关闭并固定后，切断槽上风动管网气源，防止电解槽启动时温度高，供风软管爆裂。

5.5.3排烟管风量转换阀检查。

5.5.4短路口的安装质量检查。

5.5.5通廊下的短路母线连接情况检查：5.5.6槽控机联动情况检查与确认。

检查气控柜、操控箱的工作状况，电解槽上效应灯是否完好，检查电解槽压缩空气管道及阀门的气密性是否符合要求。

5.5.7水平母线限位器检查确认。

5.5.8小盒夹具检查。

检查平衡母线上放置卡具的挂钩的紧固情况、小盒卡具及挂钩是否完好。

5.5.9槽膛尺寸“人造伸腿”，炭缝糊帽等检查。

以上各项目须经有关人员检查合格、无误后签字确认。

5.2.外部条件确认5.2.1供电的送、停电等事宜准备妥当。

5.2.2空压站运转正常，气源压力达到要求，空压管路能够正常供风。

5.2.3多功能天车调试合格，其它工艺车辆齐全到位。

5.2.4真空抬包、开口抬包预热。

5.2.5.操作工具齐全（万用表2块、停起槽工具一套、卡具扳手4把、活动扳手4把、焦粒框架1个、分流器一套、电焊机2台、溜槽1个侧壁吹风管两根、小盒卡具48个、阳极炭块48块、短路口保护罩6个、门型立柱保护罩4个等）。

一、引言随着工业化进程的不断推进，铝产业也迎来了飞速发展的时代。

铝的应用范围越来越广，需求量也在不断增加。

作为铝的主要原料之一，预焙阳极铝电解槽在铝生产中扮演着重要的角色。

然而，传统的预焙阳极铝电解槽在启动过程中存在能耗高、效率低的问题。

研究一种500ka新型节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法显得十分必要和迫切。

二、现状分析1. 传统启动方法存在的问题传统的预焙阳极铝电解槽在启动过程中，通常需要通过大量的能源输入来完成焙烧和预热的过程。

这样不仅费时费力，而且能耗较高，且效率低下。

2. 新型节能预焙阳极铝电解槽的需求随着国家对节能环保政策的不断推进，对铝产业的节能环保要求也越来越高。

研发一种新型的节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法成为了产业发展的需要。

三、500ka新型节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法的研究与开发1. 利用先进的加热技术500ka新型节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法，首先利用了先进的加热技术。

通过采用高效的电加热装置和新型的加热材料，可以在较短的时间内将电解槽进行高温预热，大大缩短了启动时间。

2. 优化焙烧过程在500ka新型节能预焙阳极铝电解槽的研发过程中，针对传统焙烧过程中能量浪费和效率低下的问题进行了优化。

通过控制焙烧温度、时间和气氛等因素，使焙烧过程更加精准、高效，进而降低能耗。

3. 结合智能控制技术500ka新型节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法还结合了智能控制技术。

利用现代化的自动控制设备和智能化的控制算法，可以对焙烧过程进行精确控制和优化调整，确保焙烧过程的稳定性和高效性。

四、500ka新型节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法的技术特点1. 节能高效新型的500ka预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法，采用了先进的加热技术和智能控制技术，能够大幅降低能耗，提高生产效率，实现节能高效。

2. 启动时间短通过优化焙烧过程和结合智能控制技术，500ka新型节能预焙阳极铝电解槽焙烧启动方法能够在较短的时间内完成电解槽的高温预热，实现了启动时间的缩短。