电解槽焦粒焙烧启动专项方案.doc

铝业股份有限公司8万吨技改项目
240KA预焙槽系列焦粒焙烧启动方案

编制单位：

铝业股份有限公司公司
SY240KA预焙槽系列焙烧启动方案
焙烧启动工作是电解槽生产管理中一种重要环节，它不但关系到铝电解槽能否顺利投产，并且影响生产后期铝电解槽技术经济指标及槽寿命。焙烧启动方案是整个系列通电投产大纲性文献，指引整个系列焙烧启动工作，是系列投产执行程序核心。
1、制定目：为240KA系列电解槽焙烧启动提供技术规范和操作支持，保证系列焙烧启动工作科学、规范进行，安全顺利完毕系列电解槽焙烧启动工作。
2、焙烧启动方案基本原则
1、240KA系列电解槽焙烧启动采用焦粒焙烧法、干法无效应启动。
2、焙烧分流采用钢带分流法（每组阳极2片，共64片钢带）。
3、240KA预焙槽原则上通电分流焙烧时间为12小时，全电流焙烧108小时，全过程120小时后即可做启动准备工作。
3、通电前准备工作
3.1设备验收交付
1、整流所需提前10天调试完毕。
2、微机控制系统安装调试需提前10天完毕。
3、氧化铝输送系统需提前10天经调实验收合格后交付使用。
4、通电前电解槽必要满足《240KA中间下料预焙槽安装验收技术条件》规定。
5、电解一、二车间电解槽母线具备通电条件，其中前20台槽需提前10天验收完毕，并交付电解生产。
3.2重要原材料准备
240KA电解槽通电焙烧启动原材料需要量：（单槽）
项 目
焙 烧
启 动
启动后期
合 计
煅后石油焦（kg）
500

500
预焙阳极组（组）
32

32
冰晶石（t）
20

20
电解质块（t）
10
5

15
氟化钙（t）
2.5

2.5
纯碱（t）

2.0

2.0
氟化铝（t）

3
3
灌入铝量（t）

13

13
氧化铝（t）

8

8
对原材料质量规定：
1、使用预焙阳极炭块、氧化铝、氟化盐均为一级品，使用前我厂必要检查，合格后方可使用。
2、煅后石油焦，粒度为1～3mm，其中不大于1mm粉料不不不大于1%，水分不大于0.5%，灰分不大于0.3%，粒度均匀。
4、通电焙烧进度
1、通电焙烧前5天，人员必要到岗，各种重要物料运至现场，各种测量仪器及操炉工具准备就绪。
2、筹划一期通电电解槽70台，通电进度如下：
首批通电焙烧槽拟定为6台，每个车间各3台；第二批电解槽通电在首批槽通电第三天进行，通电2台，每个车间各1台；后来每1天，每个车间各通电一台槽。
240KA预焙槽系列通电进度安排
通电
日期
第1天
第3天
第4天
第5天
第6天
第7天
第8天
第9天
通电 台数
6台
2台
2台
2台
2台
2台
2台
2台
通电
日期
第10天
第11天
第12天
第13天
第14天
第15天
第16天
第17天
通电 台数
总结
2台
2台
2台
2台
2台
2台
2台
通电
日期
第18天
第19天
第20天
第21天
第22天
第23天
第24天
第25天
通电 台数
2台
2台
2台
总结
2台
2台
2台
2台
通电
日期
第26天
第27天
第28天
第29天
第30天
第31天
第32天
第33天
通电 台数
2台
2台
2台
2台
2台
2台
总结
2台
通电
日期
第34天
第35天
第36天
第37天
一期共通电焙烧70台槽，每通电20台，做一次总结分析。
通电 台数
2台
2台
2台
2台
5、装炉及焙烧
5.1铺焦粒、挂阳极
1.1焦粒、氟化钙、纯碱、电解质块、冰晶石等原材料按规定运到电解槽旁。
1.2把阳极大母线调到距最低限位50mm处，把阳极卡具准备好。
1.3用千斤顶调节电解槽两块阳极大母线中心线与槽纵向中心线一致。在调节阳极大母线后用木块固定，使大母线保持垂直。
1.4准备好预焙阳极组，清净阳极底掌，用压缩空气吹净阳极上杂物。
1.5一方面用压缩空气清理槽上部及槽膛内卫生，然后在炉底铺上15-20mm焦粒，规定焦粒粒度大小适当（焦粒粒度1-3mm之间,严格控制1mm如下粉料及4mm以上大颗粒料），混合适当，表面平整，规定盖住扎固炭帽。
焦粒铺设：
焦粒及阳极安装自A16、B16开始持续铺设，至A1、B1结束。在要安装阳极相应投影正1cm区域摆放好围栏，再将焦粒倒入围栏内，用直尺沿围栏方向刮平焦粒。当确认焦粒刮平且无凹陷部位时，小心将围栏抬走，准备下一块阳极铺焦粒用，铺一种阳极投影面积挂一块阳极。
1.6阳极组安放：
把阳极小心放置在焦粒上，让阳极导杆紧贴阳极大母线靠自重下滑压在焦粒上。检查阳极导杆与阳极大母线接触与否严密，两者之间不应有间隙。检查周边及四角与否压实在焦粒上。导杆与大母线或阳极与焦粒若有明显未接触地方要重新安装或调换阳极或重新铺焦。安放完阳极后，用手拧紧卡具，并把阳极底掌四周用焦粒塞实，剩余焦粒清除干净。
5.2安放热电偶
为掌握电解槽内各区域温度上升梯度和掌握焙烧末期槽内各区域温度与否达到启动规定，先期通电焙烧槽在装炉前按下图所示位置预埋8根热电偶保护套管。（材质为普通4分钢管）
出铝端 烟道端
1 4 6

2 7

3 5 8

5.3装炉
装炉时，一方面用牛皮纸将边部阳极间缝塞住，中缝两端可用整袋冰晶石挡住，防止装炉时炉料进入间缝。在阳极四周槽膛处均匀地铺一层冰晶石，然后在人造伸腿上均匀铺氟化钙2.5t，氟化钙不能进入阳极底掌和阳极缝隙，阳极中缝及阳极上加冰晶石8吨。加入槽内冰晶石规定中缝及极上较高，边部稍低。启动及启动后再添加约2.0吨纯碱。
5.4分流器制作安装
5.4.1分流器制作：
分流器规格：宽70mm，厚5mm，长3000-3200mm，材料为A3钢板，每台槽64片。
5.4.2分流器安装：
当冰晶石装炉作业完毕后，便可进行分流器安装焊接作业。分流器一端焊在阳极钢爪横梁上，另一端焊在与之相应阴极钢棒上。每个阳极钢爪上焊2片。
5.5通电、分流、焙烧
5.5.1通电前检查一次阳极导杆连接状况及绝缘与否完好。
5.5.2确认无误后，告知整流所送电。
5.5.3电流上升速度
首批电解槽焙烧：
首批电解槽焙烧可不安装分流片，电流提高速度由整流所调控，供电按0.25、0.5、0.75、全电流（IN）（240KA）四级加荷送至全电流。最初投入焙烧电解槽，12小时达到全电流。按如下安排送电：
首批6台电解槽通电焙烧电流加荷梯度
时间
起步
10分
2小时
3小时
4小时
5小时
6小时
7小时
电流KA
60
120
130
140
150
160
170
180
时间
8小时
9小时
10小时
11小时
12小时

电流KA
190
200
210
220
240

后续电解槽通电焙烧：
后续电解槽通电焙烧采用不断电开槽技术。将电流降至80KA，然后组织人员进行短路口操作，操作完毕后，由调度告知整流所按照130KA、180KA梯度在20分钟内提高电流至240KA。
5.5.4分流器断开：
分流器分流时间为12小时。通电后第6个小时，每组阳极上拆除一片分流片，12小时后所有拆除，进入全电流焙烧。
5.5.5全电流焙烧
分流器拆除后，电解槽焙烧进入全电流焙烧过程。现场要做好人员分工，及时测量各种数据，并及时上报。发现问题（如钢爪发红、钢棒发热、电压摆）等状况，应及时采用办法（人工降温或分流）。
5.5.6焙烧过程中测量工作
5.5.6.1焙烧电压：通电后记录，后来每2-4小时记录一次。
5.5.6.2阳极电流分布测量：全电流焙烧后，每四小时测一次阳极电流分布。
5.5.6.3阴极电流分布测量：全电流焙烧后，每班测一次阴极电流分布。
5.5.6.4温度分布测量：全电流焙烧后，每两小时测量一次阴极钢棒温度和阳极导杆爆破块温度，每四小时测一次炉膛温度，每八小时测一次槽壳温度。
5.5.6.5极上保温料管理：通电24小时后来，局部开始熔化，浮现火孔和孔洞，要及时将极上料推入孔中补充。
6、电解槽启动
6.1电解槽启动前具备条件及准备
6.1.1测量电解槽温度与否达到950℃以上。
6.1.2检查阳极电流分布与否均匀。
6.1.3检查供料装置、提高机构、槽控机与否良好。
6.1.4参加启动人员与否到位。
6.1.5检查启动用工具和物料准备与否齐全。
6.2启动
在全电流焙烧第96小时后，凡确认具备启动条件电解槽即可启动。
6.2.1电压逐渐抬到8-10V左右，阳极抬起来后，不准再下降阳极。
6.2.2按配比规定添加物料，并保证分子比在2.85以上。同步严格控制电解温度，防止电解质过热和炭渣分离不清。
6.2.3电解质高度达到30--33cm后，加入2.5吨纯碱，待熔化后，电压保持7—8V，整个启动过程完毕，应及时组织人员清净阳极底掌和打捞炭渣。
6.3槽控机NB（加料控制）、AEB（效应控制）接通时间拟定
6.3.1在等待阳极效应时间内，来阳极效应时解决办法
阳极效应持续时间10分钟，熄灭阳极效应后要组织人员彻底捞碳渣，然后将槽状态转入“正常生产”状态，即NB、AE接通，NB间隔4min；阳极效应间隔为13小时，熄灭效应后电压保持在6.5V，后来按每小时降电压0.1V速度下降，灌铝前调至5.5V。
6.3.2启动后6小时内未发生阳极效应，则及时按上述规定转入正常生产。
6.4灌铝
6.4.1启动后发生第一种效应后，向槽内一次灌注13吨液体铝。

6.4.2灌完铝水后，槽电压要降到5--5.5V。
6.4.3灌铝后电压控制及加料间隔拟定
灌铝后8小时内电压从5.5V降至5.0V，16小时降至4.7V，NB间隔200—240秒，40小时后控制NB间隔为160—180秒。
6.4.4灌铝后24—36小时出铝。
7、启动后期管理
7.1槽电压管理
灌铝前 7--8V； 灌铝后 5.5V；
4小时后 5.3V； 8小时后 5.0V；
12小时后 4.8V 第2-3天 4.6V；
第四天 4.5V； 第十天 4.4V；
第十五天 4.3V； 第二十天 4.18V
7.2电解质温度管理
启动后电解质温度普通保持在960--980℃，后来逐渐降到940--950℃。第一种月保持960-980℃，第二个月保持940-950℃。
7.3电解质成分与分子比管理
启动初期，分子比保持要高某些，第1个月普通保持2.8--2.9； 第2个月保持2.6--2.7；第3个月保持2.5左右； 第4个月保持2.2-2.3。
在启动后当天应取一次电解质试样，后来每周取一次电解质试样，发现低于2.8及时添加纯碱，以保证形成炉帮结实难熔。
在启动时氟化钙含量应达到4-5%。
7.4电解质水平与铝水平管理
时 间
灌铝后
一周后
二周后
三周后
四周后
电解质水平
30-32cm
26-30cm
24-26cm
22-24cm
20-22cm
铝水平
15—17cm

20-22cm
7.5效应系数管理
启动后第一种效应要认真对待。效应来时准备好冰晶石，将电压控制在25--30V，烧8--15分钟再熄灭。
第一月：0.5-1（效应间隔24-48小时）
第二月：0.5（效应间隔96小时）
第三月：0.1-0.2（效应间隔120-144小时）
7.6边加管理
启动后，从换第一块极开始，即进行相应边加作业，扎要换阳极及相邻两块极边部，出铝端及烟道端每10-15天扎一遍，以保护侧部炭块。
7.7添加剂管理
启动半个月后开始在换极时沿边部添加氟化镁，以保证形成稳定炉帮，单槽每次添加量不适当超过3-5公斤，总添加量以铝中镁含量不超过0.012%为宜，三个月后可恰当增长氟化镁添加量，总量以铝中镁含量不超过0.015%为宜。
7.8启动后期阳极更换
从第五天开始换极，从第18天开始使用15-18天换下4块高位残极 将前4天所压高残极换下来。采用此办法进行阳极更换，可延长残极使用天数，减少换极次数。
第一期电解槽通电阳极用量：
第一期通电焙烧启动槽共70台，装炉用阳极2240块，启动备用250块，正常换极用量准备700块，共4600块。
通电批次
时间
通电槽数
装炉用阳极
备用阳极
正常更换用极
1
第1天
6台
192组
30组

2
第3天
2台
64组
10组

3
第4天
2台
64组
10组

4
第5天
2台
64组
10组

5
第6天
2台
64组
10组

6
第7天
2台
64组
10组

7
第8天
2台
64组
10组

8
第9天
2台
64组
10组

第10天
总结分析
9
第11天
2台
64组
10组
6组
10
第12天
2台
64组
10组
6组
11
第13天
2台
64组
10组
8组
阳极用量依照通电进度依次类推
备注：1、阳极需在通电前2天浇铸好。
2、电解槽启动后第五天开始换极，每天用新极量呈递增。
8、系列焙烧启动期间异常事故应急办法
大型预焙槽在通电焙烧期间，由于各种因素会浮现意外事故，例如电解槽漏炉、阴极钢棒发红、阳极钢爪发红、机械设备故障等。如果不能及时解决，会影响整个系列焙烧启动工作，导致生产损失，因而在系列焙烧启动期间应做好事故防止及应急办法。
新开槽焙烧启动过程中常用事故类型及解决办法：
8.1 钢爪发红：
若因电流分布不均而导致阳极钢爪过热、发红时，可扒开相应极上保温料，使磷生铁环处裸露，进行散热或用风管吹风强制冷却，或用铁工具搭接到相邻极钢梁上进行分流。
对长时间偏流或偏流过大、钢爪温度过高阳极，可松开卡具，对该组阳极实行断电，1小时后再打住卡具（单槽采用断电办法阳极不能超过3组）。详细断电时间依照详细状况拟定。
8.2磷生铁熔化、阳极脱落
如因磷生铁熔化而导致阳极脱落，可先将阳极导杆吊走，留在槽内碳块待启动后再捞出，更换上高位热残极。
8.3．阴极钢棒温度过高、发红
若发现个别阴极钢棒温度过高，可用风管吹风冷却降温；若效果不好，则可用调节相应阳极电流办法解决。
若阴极钢棒浮现发红状况，可采用对相应阳极组实行断电办法，并用水冷却阴极钢棒。（每台槽上采用断电办法阳极不能超过3组）
8.4．槽壳侧部温度过高、发红
若发现槽壳侧部温度过高达到350℃以上应及时吹风冷却降温。对于槽壳侧部发红要用水进行冷却，注意水量不适当过大。
8.5．阴极钢棒口渗电解质、渗铝
若在被烧启动过程中，发生阴极钢棒口渗电解质现象，要及时用水进行冷却。若灌铝后发生阴极钢棒渗铝，要用风管吹风或用水冷却降温，直至其凝固。同步要查找渗漏因素，并消除隐患。
8.6．侧部漏炉
电解槽发生侧部漏炉后，要及时组织人员进行急救，一方面判断漏炉性质和状态，用专用挡护工具保护阴极母线，专人看守电压，用面壳块、氟化钙堵砸漏炉处，直至堵住为止。
8.7．短路口放炮
新电解槽启动时，由于进行人工效应，应随电解质灌入慢慢抬高电压，电压偶尔抬得过高，来效应时效应电压过高，或由于阳极自动无限量上升，直至顶坏上部阳极提高机构，使电解槽遭到破坏，或使阳极与电解质脱离发生断路，引起电弧放电，使得断路口两侧钢板，螺栓绝缘套管与螺栓错位短路通过电流，以致熔断螺栓，螺栓熔断瞬间相称于带负荷切断电流，导致短路口绝缘板击穿引起放炮。
解决办法：当发现短路口浮现弧光时，应及时减少电压，使效应熄灭，若浮现起火，应用冰晶石粉扑灭火焰，并松开短路口螺丝增长一层绝缘板。当短路口发生放炮，并严重烧坏时，应及时联系动力调度系列停电。迅速组织人员解决短路口，用绝缘板将两压接面紧急分离后再通电。若两压接面严重烧坏，则需停电对压接面进行补焊，挫平或更换。解决完毕后，人员撤离现场后方可告知供电送电。
8.8．阳极导杆与母线打火
阳极导杆工作面有凸起部位，导杆弯曲，使导杆与母线不能完全接触及卡具不能拧紧等，来效应时阳极发生震动，引起导杆与母线结合面相对滑动，导致打火现象。其解决办法：要迅速想法拧紧卡具；点降电压恰当，迅速熄灭效应；效应熄灭后，重新校正导杆与母线使之完全接触，卡具上紧；若打火严重，烧伤母线及导杆要重新修补解决。
8.9．阳极下降失控
采用计算机自动控制电解槽常因电气元件质量问题或安装问题，浮现电路串线或继电器接点粘连，电动机抱闸失灵引起控制失灵或误操作，浮现恶性事故。
阳极自动无限量下降，将电解质、铝水压出槽外，导致大跑电解质。
当发现阳极自动无限量下降时，应及时断开槽控箱动力总电源，切断控制。告知检修部门及时检修，清除设备故障，并将跑出电解质块及时清理干净，并恰当抬高阳极，以增长电解槽热收入。尽量不加过量固体电解质，可以灌入液体电解质或冰晶石，以补充电解质损失。
8.10．系列电流压负荷
由于供电紧张，电解生产为避免大面积停槽，经常采用压负荷办法，来暂时保障生产进行。浮现此类状况常采用如下办法：
短时期压负荷时，电流强度降幅不大，可以加强阳极保温，若电流降幅较大，可以尽量少加料或不加料，发生效应要及时熄灭。
较长时间压负荷时，应加强保温办法，减少电解槽加工，相应调节技术条件和操作办法以适应电流强度变化。
当系列电流逐渐恢复时，不能采用个别槽烧效应，来提高槽温办法，这样会影响整个系列电流平稳上升，应有筹划地减少某些槽电压，以利于送电，待系列电流正常后，再分批提高槽电压或恰当提高效应系数，逐渐恢复到正常电解温度。