400kA高低块阴极结构铝电解槽焙烧启动工艺实践
．２６． 有色冶金节能 口工艺节能 ４００
ｋＡ高低块阴极结构铝电解槽焙烧启动工艺实践 禹玉江 李文超 邱国利
（山东南山铝业股份有限公司，山东龙口２６５７１３） ［摘要］针对异性结构阴极电解槽，从不同工艺的升温策略和操作步骤对阴极寿命的影响，工艺实施的复杂程
度等方面进行了详细探讨，最终选择焦粒结合碎炭块作为阴极块处填充料，解决了异型阴极结构中电解槽焦粒焙烧的核心问题。经过对多台异型阴极结构电解槽焙烧启动的实践验证，该法对阳极和阴极均无损伤。［关键词］
铝电解；高低块阴极装炉；焙烧；启动；大分流、微调整、均恒温技术
［文献标识码］Ｂ
［文章编号］１００８—５１２２（２０１３）０２—００２６—０４
［中图分类号］ＴＦ８２１
Ｐｒａｃｔｉｃｅｏｆ４００ｋＡＡｌｕｍｉｎｕｍＲｅｄｕｃｔ
ｉｏｎＣｅｌｌｗｉｔｈ
Ｓｐｅｃｉａｌ—ｓｈａｐｅｄＣａｔｈｏｄｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ ＹＵ
Ｙｕ—ｊｉａｎｇ，ＬＩＷｅｎ?ｃｈａｏ，ＱＩＵ Ｇｕｏ－ｌｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｐｅｃｉａｌ．ｓｈａｐｅｄｃａｔｈｏｄｅａｌｕｍｉｎｕｍｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｅｌｌｏｆｈｅａｔｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｎ ｗｅｒｅ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｆｒｏｍｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓ
ｃａｔｈｏｄｅｌｉｆｅｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｌｅｖｅｌｓｏｆ ｗａｓ
ｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｏｆｃｏｋｅｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄｃａｒｂｏｎｂｌｏｃｋｓｃｒａｐｓｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｏｆｃａｔｈｏｄｅｃａｒｂｏｎｂｌｏｃｋ ｔｏ ｕｓｅｄ ｔｏ ｂｅ
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ｎｕｍｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｅｌｌｗｉｔｈｓｐｅｃｉａｌ－ｓｈａｐｅｄｃａｔｈｏｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｓｔａｒｔ－ｕｐｏｆｓｅｖｅｒａｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｕｃｔｉｏｎｃｅｌｌｓｗｉｔｈｓｐｅｃｉａｌ—ｓｈａｐｅｄｃａｔｈｏｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｈａｓ ａｎｄ ｎｏ
ｄａｍａｇｅ ｔｏ
ｔｈｅａｎｏｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｈｉｇｈ－ｌｏｗｃａｒｂｏｎｂｌｏｃｋｃａｔｈｏｄｅｌｏａｄｉｎｇ；ｒｏａｓｔｉｎｇ；ｓｔａｒｔ—ｕｐ；ｌａｒｇｅｂｙ． ｐａｓｓｆｌｏｗ，ｍｉｃｒｏ
ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ；ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ １
概述
２００８年以来，新型阴极结构电解槽利用火 焰——铝液二段焙烧新技术取得了良好培烧效果与
优异的指标。目前，该技术得到推广，大部分厂家采用的异型结构阴极的模式如图１所示。
某铝厂技术人员在借鉴冯乃祥教授发明的基础上，结合本厂４００ｋＡ（实际运行４２８ｋＡ）大型预焙槽的特点，本着“制造简单，运行安全，节能环保”的指 图１
异型结构阴极模式示意图
导思想进行优化，开发出结构简单、运行安全环保的“高低块”模式的异型阴极电解槽，就是把第３至第２８组奇数阴极直接增加高度后作为“阻挡流动”的凸起。具体措施如图２所示。 ２常规焙烧焙烧启动方法在异型阴极结构电解槽 ［收稿日期］２０１２—０９—０９
［作者简介］禹玉江（１９７４一），男，湖南双峰人，硕士，工程师，主要从事铝电解冶炼工作。 上实施的可行性
电解槽焙烧启动时间虽然短暂，但因操作、温度分布不均等因素制约，使内衬产生缺陷，对铝电解槽 万方数据
２０１３年４月第２期４００ｋＡ高低块阴极结构铝电解槽焙烧启动工艺实践——禹玉江李文超邱国利 ?２７?
图２优化后异型阴极示意图
的生产和电解槽寿命影响极大。异型阴极电解槽结构的特殊性也就决定了焙烧工作难度更大，影响电解槽寿命问题更突出。所以升温曲线，阴极温度要尽量均匀分布，下面就各种焙烧工艺可行性进行探讨与实验。 ２．１
火焰——铝液二段焙烧技术
焙烧技术二段法方案基本成熟，技术可靠。但 火焰——铝液二段焙烧技术操作复杂，附加设备较
多，加之受燃气供应、储存等因素制约，现阶段国内还没有大面推广。某铝厂基于以上原因，在焙烧启动中暂时没有采用燃气焙烧法。２．２铝液焙烧启动方案 ４００
ｋＡ异型阴极结构电解槽一次性需要灌入
约１４ｔ，９００℃左右的铝液才能使铝液液面覆盖高块 ２０
ｍｍ以上，与阳极连结进行导电。如此大量的高
温铝液的直接灌入产生的最大弊端是灌到电解槽内的铝液会变冷收缩，起“阻挡流动”作用的高块会同样会受到来自铝液的急剧收缩应力的影响，产生早期的破损，甚至脱落。故不宜采用。２．３焦粒焙烧启动方案
在当时的情况下，采用焦粒焙烧启动方案并进行了纯焦粒（即低阴极块处用纯焦粒填充）、和焦粒结合碎炭块（即低阴极块处用焦粒结合碎炭块填充）、焦粒结合加工阴极块（即低阴极块处用焦粒结合加工好的平整阴极炭块填充）焦粒焙烧启动方案的实践。经过三种方案的焙烧启动实践，焦粒结合碎炭块效果最好、最经济。