1 概述
現(xiàn)代大型預(yù)焙鋁電解槽的焙燒啟動，國內(nèi)近幾年新建電解鋁廠大多采用鋁液焙燒啟動和焦粒焙燒啟動兩種方法，尤其是焦粒焙燒啟動，目前更是各新建電解鋁廠廣泛使用的焙燒預(yù)熱工藝技術(shù)，它較鋁液焙燒啟動預(yù)熱時(shí)間短、溫度梯度不大，可彌補(bǔ)槽內(nèi)襯及材料質(zhì)量問題的缺陷等優(yōu)點(diǎn)，但是，也有它的不足之處，那就是較鋁液焙燒啟動操作復(fù)雜，技術(shù)條件要求高，陰極電流分布不均勻，電解質(zhì)含碳量過高，能耗增加。還有兩種焙燒啟動方法就是石墨粉焙燒啟動技術(shù)方法和氣體焙燒啟動技術(shù)方法。前者價(jià)格太高，造成費(fèi)用增加，操作復(fù)雜(此法國內(nèi)僅丹江鋁廠在114.5kA鋁電解槽的啟動中使用過)，后者易氧化碳塊，用于啟動的設(shè)備復(fù)雜，操作難度大，所以，這兩種方法很少被鋁電解生產(chǎn)廠家采用。
鋁電解槽的預(yù)熱焙燒啟動是影響槽壽命的重要因素之-，而槽壽命又直接影響到鋁電解的生產(chǎn)成本的穩(wěn)定，尤其是對大型預(yù)焙鋁電解槽的焙燒啟動。但是，無論采用那種技術(shù)方法，幾乎都難以避免使陰極碳塊及內(nèi)襯產(chǎn)生裂紋或孔隙，可是，不讓鋁液浸入裂紋和孔隙是可以避免的，焦粒焙燒啟動方法就具有這種優(yōu)點(diǎn)，在白銀鋁廠應(yīng)用較早，近年來才在國內(nèi)新建鋁廠及自焙槽改造的預(yù)焙槽廠家陸續(xù)廣泛采用。
2 鋁電解槽焙燒啟動技術(shù)
如何延長大型預(yù)焙鋁電解槽的內(nèi)襯壽命，是國內(nèi)鋁業(yè)界研究的重要課題，國內(nèi)當(dāng)前預(yù)焙鋁電解槽內(nèi)襯壽命比國外預(yù)焙鋁電解槽內(nèi)襯壽命要短2～3年，影響電解槽內(nèi)襯壽命的因素很多，可分為設(shè)計(jì)、筑爐、材料、焙燒啟動、生產(chǎn)管理五個方面，而其中焙燒方法的選擇可以說是影響鋁電解槽壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別是焙燒預(yù)熱啟動，雖然這一過程僅僅幾天，但對鋁電解槽的使用壽命起著決定性的影響。
2. 1 幾種焙燒啟動電解槽技術(shù)比較
國內(nèi)、外大型預(yù)焙鋁電解槽焙燒啟動廣泛采用的是槽內(nèi)襯預(yù)熱焙燒啟動方法，具體方法有鋁液焙燒啟動、焦粒焙燒啟動、石墨焙燒啟動、氣體焙燒啟動四種技術(shù)方法。
90年代末，國內(nèi)預(yù)焙槽焙燒啟動投產(chǎn)較為普遍采用的是傳統(tǒng)的鋁液焙燒技術(shù)方法，其最大優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，后期溫度上升均勻，控制方便。近幾年，隨著國內(nèi)第三次鋁電解的建設(shè)高潮，并且向電解槽大型化(200kA至300kA)發(fā)展。目前國內(nèi)各廠家?guī)缀跞遣捎媒沽１簾A(yù)熱啟動。據(jù)了解貴陽鋁鎂沒計(jì)院和貴州鋁廠共同研究開發(fā)出了一種新的焙燒啟動方法，這種方法已在貴鋁230kA槽上應(yīng)用，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)大大好于上述四種方法，其具體技術(shù)方法是使用一種混合料。目前該技術(shù)正在申報(bào)專利。
2. 2 預(yù)焙鋁電解槽預(yù)熱焙燒的三個升溫階段的控制
2. 1. 1 低溫預(yù)熱階段
槽內(nèi)襯平均溫度控制約在200'C范圍以下，這段時(shí)間控制溫度的主要目的是排除槽內(nèi)襯材料中的水分，同時(shí)緩解焙燒啟動初期陰極碳塊、扎糊、陰極鋼棒、槽殼之間的熱膨脹變形速度，減少由于各種材料熱膨脹系數(shù)的不同，它所造成的內(nèi)襯熱應(yīng)力的破損作用，尤其是在200℃溫度以下，陰極鋼棒的可朔性很小，而熱膨脹系數(shù)大約是陰極碳塊的3～4倍，控制好溫度的上升速度，將會避免造成陰極碳塊的早期裂紋，在這段時(shí)間中升溫速度一般應(yīng)控制在每小時(shí)5℃左右較好。
2. 2. 2 中溫焙燒階段
在這期間溫度控制約在200℃～600℃范圍之間，其目的是排出內(nèi)襯材料中的揮發(fā)分和結(jié)晶水，此時(shí)陰極鋼棒已由熱膨脹變形轉(zhuǎn)變?yōu)槿鋭幼冃?鋼的屈服點(diǎn)為200℃)，可朔性增大，這段時(shí)間的主要任務(wù)是焙燒陰極間縫和槽周邊縫的扎固的糊料，從而提高扎固糊料與陰極碳塊的粘結(jié)性能，在這段時(shí)間中升溫速度可達(dá)到每小時(shí)10～20℃。
2. 2.3 高溫焦化階段
溫度在600℃左右范圍，這段時(shí)間為高溫焙燒側(cè)部內(nèi)襯，其溫度控制的目的是使陰極碳塊與扎固糊料充分粘結(jié)和焦化為一個整休，達(dá)到正常生產(chǎn)的條件，在這段時(shí)間需要注意的是在溫度達(dá)到500℃以后，扎固糊料由于焦化使其自由膨脹變形而轉(zhuǎn)化為收縮變形，這時(shí)陰極碳塊仍保持在膨脹變形之中，因此，槽周邊扎固糊自身將會產(chǎn)生一定的收縮裂紋，所以，要及時(shí)控制好升溫速度。
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