铝电解槽无论是新建还是大修，在投入生产运行前都必须经过焙烧再启动。对于电解生产来说，大型预焙铝电解槽的焙烧启动是一个极其重要的环节，它不仅关系到电解槽能否顺利投产，而且影响到正常生产、技术经济指标和电解槽寿命，一直受到国内外生产厂家的重视。随着大型预焙铝电解槽的发展，其自身的工艺也在不断研发，不断创新和应用。尤其是大型电解槽的焙烧启动过程，对于新系列电解槽更为重要，是铝行业的热点之一。近年来，随着我国大型预焙阳极电解槽的快速发展，各铝电解厂家积极探索电解槽焙烧启动的方法。本文分析了生产现场焙烧启动技术存在的问题，并在此基础上提出了改进措施。我公司230kA电解槽自2004年投产以来，通过对开焦焙烧技术的不断探索和改进，电解槽平均寿命达到1 800天左右。1 78电解槽在焙烧启动过程中未发生过去极化、早期损坏、漏炉、停炉现象，使用效果良好。

1.焙烧启动技术要点

(1)铺设焦粒

为了使阳极底掌与石墨粉煅后焦混合物有良好的接触，以保证均匀的电流分布，提高焙烧质量，2 ~ 4mm煅后焦颗粒的比例为80%左右，以增加与阳极炭块的接触面积。千万不要小看这第一步，因为焦炭颗粒的粒度直接决定了送电后的焙烧效果和阳极电流分布。在放置焦炭颗粒之前，在彻底清洗电解槽的阴极碳块表面之后，降低母线，以便将标尺刻度设置在3 50刻度。焦炭颗粒铺设和阳极装置从A8和B8连续铺设到a1和B1。用专用刮刀刮阳极下的焦粒，厚度约2cm。每个阳极下焦炭颗粒的厚度不能有大的差异，否则局部温度不均匀，影响焙烧效果。单个电解槽中焦炭颗粒的总量约为450千克。

(2)选择和悬挂电杆

我公司双阳极要求阳极底掌与焦粒的接触面积达到98%。压实率在95%以上。安装阳极前，检查阳极碳块是否有质量缺陷，铝导杆是否垂直，磷铁环是否饱满、松动，有无夹渣、裂纹，阳极底掌是否平整。然后用天车将合格的阳极碳块组吊起，对准阳极夹具的位置，指定专人用手托住铝导杆，使其平稳地放置在靠近阳极母线的焦粒层上。检查阳极周边和边角是否压在焦粒上，不允许有挂空和接触不良的现象。专人用手拧紧小盒夹具的螺栓，连接软连接装置。操作的要点是首先保证阳极底掌与焦粒充分接触，同时阳极导杆应尽可能与水平母线形成面接触，以减少夹紧夹具后阳极的位移，从而降低阳极导电不均匀的程度，防止局部阳极电流过大而出现发红、钢爪脱落等异常现象。

(3)安装软连接。

软连接的优点是可以保证阳极和焦粒始终接触良好，避免电流不均匀造成局部过热。还能吸收烘烤过程中相关部件热变形的影响。安装前，所有与阳极导杆和阳极母线接触的软连接部位都要清洗、打磨，所有部位的螺栓都要拧紧，防止因接触不良而打火的现象。大屯铝业公司230kA预焙阳极电解槽采用软连接，如图1所示。

图1软连接器

整个槽的阳极挂好后，安装软连接，由专人用手轻轻拧紧小盒夹，就可以自由升降，不需要使用仪器。

(4)装炉

焦粒铺挂后，电极之间的缝隙用牛皮纸填充，防止钙和碱进入阳极中间。在阳极底掌和阳极周围槽处的假腿延伸部之间铺上2 ~ 3厘米冰晶石，然后在假腿延伸部上均匀铺上1.5t氟化钙。之后，在氟化钙上放一层约10厘米厚冰晶石，然后在上面放1.2吨纯碱。将冰晶石覆盖至满罐，高于阳极组上表面15cm，但不要覆盖钢爪。槽内加冰晶石时，要求阳极上表面较高，边缘略低，中间缝内填充冰晶石，加强保温。

(5)分流器的安装和拆除

分流器选用分流板，分流板为钢制，从阳极钢梁焊接到对应的阴极钢棒头。需要注意的是，分流器的分流流量不是固定的。上电初期，槽电压高，分流本身温度低，电阻率低，所以发生更多的分流。随着焙烧，槽的温度升高，槽的电阻降低，分流器的温度升高，其电阻率也升高。这时，焙槽的电流会自动增加。江苏大屯铝业有限公司分流板形状如图2所示，两端为钢板，中间为软钢带。这样可以保证分流器的强度，计算后分流器的尺寸在初始阶段约为50% ~ 60%。

图2分流板示意图

通电12小时后，可陆续拆除分流板。如果电压低于3.0伏，通常可以从a1、B1、A8和B8处开始拆卸分流板，顺序为先角后中间。当时间超过24小时且槽电压低于2.7伏时，可陆续拆除其他分流板。移除分流片时，槽电压的上升值每次不得超过1.0V。若超过此范围，应停止拆卸，并检查阳极电流分布，待电压稳定后继续拆卸。移除所有分流器后，电池电压不得超过4.0伏。应首先移除温度低、电流小的阳极。根据情况确定要去掉的分路数和要增加的分路数。拆除分流板后，应抓住时机做好调整工作，使两极电流分布调整到最佳状态，电解槽安全平稳进入伞流焙烧阶段。

(6)通电烘烤

完成短交操作并检查无误后，通知整流器通电。在送电过程中，如果冲击电压超过5伏，电流上升的速度要减慢。当全电流上升时，脉冲电压不应超过5.5伏。如图3所示。

图3电解槽功率传输历史曲线

(7)开槽准备

1.拧紧阳极夹具，拆除软连接。

满电流传输120小时后，电池电压降至2.2 ~ 2.3伏。安排专人两次拧紧小盒夹具，防止漏电或松脱，并经常检查电压上升情况，发现问题及时调整。拧紧夹具会使阳极底掌表面产生一定位移，造成局部阳极底掌与导电介质接触不良，导致阳极导电均匀性变差。因此，为了使整个焙烧过程中的电流分布尽可能均匀，夹紧装置应在启动前2 ~ 4小时内拧紧，并分几次拧紧，以尽量减少阳极移动，提高焙烧质量。如果夹具过早拧紧，阳极的热应力将向上膨胀。如果阳极不能自由向上运动，上部机构就会变形或传递到阴极内衬的薄弱部位，必然导致阴极的早期损坏。拧紧夹具后，可以拆除柔性连接。在实际移除柔性连接之后，槽电压通常不会增加超过0.3伏。

图4电解槽启动历史曲线

2.启动前槽中的电解液和电解液温度要求

测量电解槽中间槽电解液高度达到30 cm以上，温度高于850℃，槽周围部分开始熔化，烟道和出铝端温度在700℃以上。再次检查进料装置和槽控制器是否完好。槽控制器和短路口用防护罩保护，槽上的软管和接头用石棉布保护，防止高温烘烤。

(8)启动电解槽

1.干式启动

前20辆坦克采用干法启动，后续坦克可根据情况采用湿法启动。

随着材料的熔化，当中缝中电解液高度达到30厘米以上时，电压可升至10 ~ 12伏。当物料完全熔化，电解液高度达到40 cm，槽温达到970℃时，用钩子清理阳极底掌，及时捞出残炭。手动AEB，氧化铝溶解后，加入1.2吨碳酸钠，保持电压在7V左右。用参数变化表通知上位机开启自动消隐，设置消隐间隔为200秒，开启效果报警，取消极距控制和浓度控制。安排电解质样品进行分析。

2.湿启动

将活动滑槽和注射平台放在待启动的槽的出铝端。出铝工人接到加注电解液的指令后，用true 空钢包从几个预选的电解槽中抽取高温电解液。小车将电解液提升到待启动的槽中，在加注电解液的同时提升阳极，保持电压在9伏左右。加完电解液后，根据槽内电解液高度决定是否继续加入冰晶石或混合物熔化。当所有物料熔化，电解液高度达到40cm，槽温达到980℃以上时，用钩子清理阳极底掌，及时捞出残炭。按照同样的方法启动程序。

(9)浇注铝

电解槽启动后，24小时后试装铝。特殊情况下，可根据电解槽的电压、温度、电解液等情况，12小时后补铝。否则在高温下电解槽可能长时间出现“含碳”和电压摆动，如图5所示。

图5铝填充历史曲线

24小时后，约12吨铝液分两次倒入罐内，活动溜槽平台放置在铝浇注罐出铝端。天车将钢包吊至指定位置，出铝工通过溜槽将铝液倒入罐内。同时，浇注时会有专人在槽控机旁提起阳极。倒铝前，沿板铺设氧化铝粉，防止铝水飞溅。浇注铝时，要注意用溜槽缓慢浇注，避免铝水流到钢爪上。浇铝后，电压保持在5.3 ~ 5.5伏。在槽周围的电解液表面结壳后，在电极上添加足够的绝缘材料并成型。盖好槽和盖板，整理场地。第二天一早取铝样，送实验室分析。倒铝后第三天可以考虑铝操作，根据铝水平决定铝产量。

(注:可在电解槽前半段使用的铝液中加入铝锭，然后从前期启动槽中抽出电解槽。)

二。焙烧启动过程中异常情况的处理和监控

(1)在烘烤过程中

若阳极钢爪因电流分布不均匀而过热发红，可拉开极柱上相应的绝缘材料，用任意风管吹过热发红处，或用铁制工具连接相邻槽内的阳极钢梁进行分流。如果15分钟后效果仍不明显，则松开夹具，切断该组阳极的电源，一小时后再恢复送电(注意:有断电措施的阳极组数不得超过3组)。若因铁环熔化导致阳极脱落，可先取出导杆，启动后取出留在槽内的碳块。如果局部温度过高，材料的熔化速度会加快，特别是中缝和极缝处的保温材料会坍塌。出现火孔时，应及时添加材料封闭火孔，以减少热量损失，防止阳极氧化。提高能源效率不仅可以降低局部温度，还可以加速材料的熔化。如果个别阴极钢条因电流集中而过热，可用风管降温。如果效果不好，可以调整相应的阳极电流来解决问题。点动阳极升高电压的过程中，如果电压剧烈摆动，停止点动。对于导电性差的阳极，可以松开夹子，用大锤在棒顶敲下去，增加阳极与焦粒的接触，提高导电性。焙烧期间的电压变化是衡量焙烧效果的重要条件，正确处理异常情况是保证焙烧槽电压稳定有序变化的关键。焙烧电压曲线如图6所示。

图6烘烤历史曲线

(2)在启动阶段

启动过程中，如发现罐壳侧温度达到350℃以上，应及时吹扫降温。如发现个别阴极钢棒温度过高，应及时吹风冷却。如果温度继续升高，甚至钢筋变红，可以拆除阳极组，但每个槽拆除的阳极数量不得超过3组。如有必要，准备用水冷却钢筋。为避免“含碳”电解液，启动时槽温应控制在980℃ ~ 1000℃。如有“含碳”迹象，应果断采取添加冰晶石降温或更换电解液的措施，尽量避免“含碳”。

如果浇注后进行渗铝，应立即通过吹风降低温度。如果吹气后继续渗铝，应在边缘加入氧化镁和氧化铝的混合物，然后用天车或锤子将混合物压实，并及时汇报。发生漏炉事故时，应采取积极措施，用菱镁矿等堵漏。如果问题不能解决，应及时降低阳极，使电压降至最低点。同时，立即向现场指挥部汇报并联系整改办，将电流降至80KA以下，尽快完成短路操作，尽可能将损失降到最低。

(3)测量和监控

记录焙烧罐的电压，并记录其升至满电流时的冲击电压。第一次记录后，每4小时记录一次电池压力和时间，并相应地作出电压曲线。烘烤浴的温度测量和记录(嵌入式热电偶的浴测量)测试位置在9个嵌入式热电偶套管处。通电30分钟后进行第一次测量。第一次测量后，每4小时测量一次，并相应地做出温度曲线。

阳极电流分布的测量和记录:第一次测量应在通电30分钟后进行，以后每小时测量一次，特殊情况下可增加频率。如果当前分布过高或过低，则应突出显示并报告；如果电流分布异常，不仅要处理，还要记录处理结果和处理时间。

钢爪温度的测量:全电流升高一小时后测量一次，然后每小时测量一次。可以根据现场情况决定是否需要测量。

阴极棒和槽壳温度测量:焙烧期间每1小时一次，启动后3天内每8小时一次。

阳极波动记录:烘烤期间每天测量记录一次。

表1电压维持和温度控制参考值表

三。后期管理

电解槽的后期管理非常重要，对电解槽的稳定高效有决定性的影响。后期管理的主要特征包括高温、高聚合物比、高电解质水平和低铝水平。目的是在这个时期形成一个正规的熔炉。我公司后期管理的主要内容如下。

1.电解槽启动后期的管理

2.影响系数和NB区间

效果系数:5天内2次/浴日，15天内1.0次/浴日，开机后15 ~ 30天内0.5 ~ 1.0次/浴日。之后，根据电解槽的运行情况，可以逐渐恢复到正常状态。

NB间隔:开机一周内2.5 ~ 3分钟，一周后2 ~ 2.5分钟。视情况恢复正常。

3.分子比率管理

4.保持铝、水和电解质的水平。

铝水平:开机后一个月内保持在15 ~ 17cm，一个月后保持在18 ~ 20cm。

电解质水平:开始后一个月内保持在23 ~ 26 cm，一个月后保持在20 ~ 22 cm。

四。总结和评估

通过对230KA电解槽焙烧启动特点的分析，不难发现，只要掌握技术要点，坚持不懈，严格管理，在实践中是可以取得良好效果的。我公司1 78台电解槽在焙烧启动过程中没有发生一次去极化和早期损坏，也证明了措施的可行性和科学性。总的来说，有以下几点:

(1)电解槽焙烧启动是电解槽生产的开始。以科学理论和技术为基础，在实际生产中与时俱进，不断优化工艺，以达到延长电解槽正常高效运行的目的。

(2)从电解槽焙烧操作过程的各个方面来看，它仍然是一个系统的管理工程，必须加强技术和管理培训，以适应生产的需要。

(3)掌握焦炭焙烧启动的特点和方法，可以使电解槽的阴阳极电流分布更加均匀，升温速率更加合理，槽温分布更加均匀，从而避免局部过热的现象。期望获得更长的电解槽寿命并降低每吨铝的生产成本。

(4)采用焦炭焙烧启动技术，简单实用，成本低，易于操作。而230KA预焙阳极电解槽采用双阳极结构。由于铺焦和阳极组装的质量问题，经常导致铝导杆导电率比较均匀，两阳极电流分布不均匀的情况。这是双阳极电解槽的致命缺点，应引起足够的重视。

(5)电解槽启动后的一年中，后期管理非常重要，应严格避免技术条件的大起大落。有了今年的稳定运行期，电解槽运行将非常稳定，不仅高效低耗，降低劳动强度，而且有利于延长电解槽寿命。