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預焙鋁電解槽熱行程及處理方法

2019/12/13 8:40:13

       當電解槽實際電解溫度高于正??刂频碾娊鉁囟壬舷迺r,我們稱該電解槽為熱槽或進入了熱行程。


  從能量平衡的角度,形成熱槽的原因為熱收入增加,或因熱支出減少,或二者同時存在。決定電解槽熱收入的主要因素有槽工作電壓、陽極效應、系列電流、電解質電阻等。影響電解槽熱支出的主要因素有保溫料厚度、鋁水平等。因熱收入和熱支出的某項或幾項因素發生改變而導致電解槽溫度上升的熱槽,常稱做普通熱槽。而由于各項技術條件匹配不合理、槽膛嚴重畸形等多重深層次誘因引起的病槽,水平電流增加,二次反應加劇,電流效率明顯下降,本該轉變為化學能的電能大量以熱能釋放出來,使槽溫上升,形成熱槽,我們把這種熱槽稱做異常熱槽。


  具體分析,可能形成熱槽的原因主要有以下幾種:

  (1)極距保持過高,電解質電阻壓降增加,槽電壓偏高,槽內熱收入過多。造成極距過高有兩種可能原因,一種是電壓測量儀表有誤差,測量值低于實際電壓值,計算機按測量值調整極距,使極距控制偏高;另一種是人為地提高槽電壓沒有及時降下來。

  (2)極距過低,引起二次反應加劇。二次反應放出大量熱量,使電解槽溫度上升。

  (3)電解槽內鋁水平過低,鋁量少,槽底散熱量減少形成熱槽;或因電解質水平過低,液體電解質量少,氧化鋁溶解能力下降,槽底產生大量沉淀,引起槽底發熱;電解質水平過低,電解槽熱穩定性也變差,這也容易引起熱槽。

  (4)電流分布不均勻,局部電流集中,形成局部過熱現象。

  (5)陽極效應處理不及時,或處理方法不當,效應持續時間過長,造成槽溫上升。

  (6)由于冷槽處理不及時或處理不得法而轉變成熱槽。因為冷槽因溫度低而電解質萎縮,氧化鋁溶解能力降低,如果得不到及時處理,會形成大量沉淀,導致槽底發熱,加之效應頻發,效應電壓高,槽溫上升,進而轉化成熱槽。

  

       電解槽進入熱行程會有以下外觀特征:

  (1)火苗黃而無力,電解質物理化學性質發生明顯改變,流動性極好,顏色發亮,揮發厲害,陽極周圍電解質沸騰激烈,電流效率很低;

  (2)炭渣與電解質分離不清,在相對靜止的液體電解質表面有細粉狀炭渣漂浮,用漏勺撈時炭渣不上勺;

  (3)陽極著火,氧化嚴重;伸腿變小,槽底沉淀增多;

  (4)殼面上電解質結殼變薄,下料口結不上殼,多處穿孔冒火,冒“白煙”;

  (5)槽膛遭到破壞,部分被熔化,電解質溫度升高,電解質水平上漲,鋁水平下降,電解質摩爾比升高;測兩水平時,電解質與鋁液之間的界線不清,而且鐵釬下端變成白熱狀,甚至冒白煙;

  (6)電解質對陽極潤濕性很差,槽電壓自動上升,陽極效應滯后發生,效應電壓較低,不易熄滅;

  (7)嚴重熱槽時,電解質溫度很高,整個槽無槽幫,無表面結殼,白煙升騰,紅光耀眼;電解質黏度很大,流動性極差,陽極基本處于停止工作狀態,電解質不沸騰,只出現微微蠕動。這種狀態在生產中稱之為“開鍋”現象。

  

       電解槽進入熱行程,要及早發現,及時處理。首先要分析屬于普通熱槽還是異常熱槽。

  對于普通熱槽的處理,要分析熱槽產生的原因,針對不同誘因采取不同措施:

  (1)因設定電壓過高產生的熱槽,將電壓適當降低即可減少電解槽體系中的熱收入;

  (2)因槽內鋁水平過低引起的熱槽,可采取減少出鋁或向槽內加入固體鋁的方法提高在產鋁量,增加熱的傳導和散失;

  (3)摩爾比高引起的熱槽,適當多添加氟化鋁,降低摩爾比;

  (4)保溫料厚的要適當減薄保溫料;

  (5)槽內炭渣量大的要做好撈炭渣工作,始終保持電解質清潔;

  (6)還要適當保持較高的電解質水平,增加電解槽的熱穩定性。

  

       對于異常熱槽的處理,關鍵仍然是要認真檢查槽況,正確判斷產生熱槽的原因,對癥實施處理措施,否則不但不能使熱槽恢復正常,反而能引起更多嚴重后果。一般檢查的項目包括:首先校對電壓測量儀表是否存在誤差,然后檢查電解質水平、鋁水平、槽底沉淀和槽膛情況、槽電壓保持情況、陽極電流分布情況;查看工作記錄,了解該槽加工和效應情況。根據收集到的信息做出判斷,擬定并實施對癥處理辦法:

  (1)因極距過低,二次反應增加引起的熱槽,首先要將極距調至正常,減少二次反應,消除增加發熱量的因素。

  (2)槽內沉淀多,或因槽底結殼造成槽底壓降大,引起槽底發熱而產生的熱槽,要先處理沉淀,如通過扒沉淀,或調整技術條件逐步消除槽底沉淀。

  (3)因電流分布不均勻形成的熱槽,要查找電流分布不均勻的原因并采取措施消除。如因陽極某部位與沉淀接觸引起的偏流,要處理該部位的沉淀;如因陽極長包或掉塊引起的偏流,要盡快處理異常陽極。

  (4)由于電解質電阻大引起電解質過熱而形成的熱槽,可以短時間打開大面結殼,使陽極和電解質裸露,加強電解槽上部散熱;同時向槽內添加氟化鋁和冰晶石粉的混合料?;旌狭系娜刍瘜⑽沾罅繜崃?,降低槽溫;添加的氟化鋁則降低摩爾比,降低初晶溫度并改善電解質的導電性能。

  (5)嚴重的熱槽可以采取倒換電解質的方法來降低槽溫;需要注意的是,絕不能用添加氧化鋁來降低槽溫。

  (6)因病槽引起的熱槽,要先采取措施使電解槽槽況穩定后,再處理槽溫高的問題;由冷槽惡化轉變成的熱槽,要分析判斷原因,參照以上所述方法及時處理。

  熱槽好轉的標志是陽極工作正常、電解質沸騰有力、表面結殼均勻完整、炭渣分離良好。這時再逐漸降低槽工作電壓,并配合恢復極上保溫料,根據具體情況,緩緩撤出鋁液,消除槽底沉淀,使電解槽穩步恢復正常運行。


  熱槽好轉后,往往槽底仍存在較多沉淀,尤其是嚴重熱槽,沉淀層厚度大。但這種沉淀與冷行程的沉淀不同,因其槽底溫度高,沉淀疏松不硬,容易熔化。在恢復階段,只要嚴格控制電壓下降程度,合理掌握出鋁量,適當保持效應系數,沉淀即可消除,電解槽很快就能轉入正常,但若控制不好,也很容易反復。因此,恢復階段必須精心調整各項技術條件,時刻注意槽況變化,確保電解槽平穩轉入正常運行。


[轉載 – 長江有色網]
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