论文部分内容阅读
【摘 要】如何延长大型预焙槽的使用寿命从而降低生产运行成本是电解铝行业生产管理中的重要课题，本文就电解铝生产管理中电解槽大修、焙烧启动、后期管理、正常期管理等环节的生产实践进行了综合阐述，探讨了延长槽寿命的途径。
【关键词】电解槽；寿命；管理
在铝行业成本竞争日趋激烈大环境下，如何通过管理尽可能降低各种生产运行成本、提高企业的竞争力，是众多电解铝企业面对的一个重要课题。如何进一步细化管理，挖掘潜能、寻求效益最大化是我们今后需要努力的方向。
三门峡天元铝业股份有限公司拥有190KA系列和300KA系列两条电解铝生产线，自投产以来通过管理提升、技术创新等手段，不断加强工艺管控和优化，提升生产管理质量，各项技术经济指标稳居同行业前列，更为重要的是在延长电解槽使用寿命方面取得了显著效果。
1.大修槽管理
1.1大修槽过程管理
电解槽在大修过程中，机动车间安排技术员对大修过程进行全过程的质量监管，对不符合工艺要求的作业点及时制止并进行返工，确保电解槽大修质量，并认真填写电解槽砌筑报告，分厂安排人员对筑炉作业质量进行检查考核。
1.2大修槽验收
电解槽完成大修后，由生产技术科联合设备科组织电解使用单位、施工单位等对电解槽进行验收，符合验收条件的电解槽方可投入使用；设备科负责电解槽验收记录的整理归档。
2.预热焙烧与启动管理
新启槽严格按《天元铝业电解二厂电解槽启动标准》操作，细化电解槽内管理制度，建立健全电解槽焙烧启动日志，进一步规范新启动槽的管理。
2.1铺焦、挂极
清扫电解槽内衬表面，焦粒铺设厚度20mm以下，焦粒颗粒在1-3mm，严格控制1mm以下颗粒。铺焦、挂极采用连续铺挂法，从阳极的A、B末端极向首端极推进。
2.2装炉
将氟化钙均匀铺在阳极与槽侧部之间，用大电解质块在出铝端砌好灌铝口。用高分子比电解质砌筑宽250㎜的堰墙，最后用冰晶石粉填入阳极与碳块之间的缝隙，并将阳极整体覆盖，便于保温。
2.3安装分流器
安装分流器之前，内钳确认分流器对应的位置，同时检查压接面是否平整，如不平可用锉刀挫平或更换。安装分流器时，用弓形卡具或夹板固定的方法连接，要连接紧密，确保分流良好。
2.4送电
确定达到通电条件后，由分厂调度与整流所联系停送电。通电时冲击电压在5V左右，最高不能超过5.3V，通电6小时后可逐步去掉分流器。
2.5数据测量
全电流焙时，温度高且上升较快，要安排专人不断巡视阳极和钢爪以及阴极，发现异常及时处理。由技术员定时测量阳极电流分布、阴极电流分布、温度、槽电压等数据，对局部电解质塌陷处要及时补充物料进行保温，焙烧期间严禁升降电压。
2.6电解槽的启动
采用无效应启动，待槽温达到900℃后方可进行启动，启动前要打紧阳极小盒卡具，沿母线下沿在导杆上划线，以便抬阳极时确认阳极是否下滑。然后灌入2吨左右电解质，迅速抬起阳极，电压控制在7-8V，以便充分融化物料。
首次效应时间控制在20-30分钟，效应后电压逐渐下降到5-6V，尽可能将碳渣捞净，再加入碳酸钠，以补充电解质中添加剂含量和调整分子比，至此启动结束。
3.非正常期生产管理
非正常生产期管理的好坏，直接关系到电解槽能否顺利转入正常生产，而且对电解槽寿命产生巨大的影响。这一时期管理分为两个阶段，启动初期管理和启动后期管理，这两个阶段的管理截然不同。
3.1启动初期管理
启动24小时后灌铝，灌铝前对阴极钢棒、钢窗、散热孔逐一认真检查并记录清楚，要严格按电压管理程序控制电压。电压由工段长或技术员控制，灌铝后电压保持在5.5V，并组织人员复紧小盒卡具，防止阳极下滑。槽温从近1000℃逐渐下降到980℃，应注意电解质下降速度，切忌下降过快。要保持较高的分子比和较高的电解质高度，电解质水平应在250-300㎜，以利于阴极内衬吸附氟化钠和防止槽底沉淀结壳。
3.2启动后期管理
这一时期的技术条件控制主要由槽电压、电解质成分、电解质水平、铝水平与效应系数等。
槽电压在启动后第一个月需较高保持，尤其在前半月慎重下降，电压由工段长或技术员控制下降，从4.5V逐渐下降到4.3V。第二个月后，炉膛已经形成，并朝着完善和规整的阶段发展，电解槽热需求逐渐减少，从4.3V缓慢降到4.25V左右。
新启槽常采用高分子比电解质成分，测量组定期取电解质试料，随时掌握情况，以确保达到要求。第一个月应保持在2.7-2.8以上，使得电解槽能够以高分子比结晶形成坚固的炉帮。第二个月保持在2.6左右，第三个月调整到2.3-2.6。同时由技术员做好分子比数值记录。
新槽启动时每班测量两次电解质水平，由大班长或技术员记录数据，严格控制在要求范围。第一周保持在180-300㎜，第二周保持在240-270㎜，第三周保持在240-220㎜，第四周以后保持在200-220㎜。
铝水平在灌铝后一般在160-170㎜，启动后20天左右，应将铝水高度调整到180-190㎜，并以此作为基准高度保持。
4.正常生产管理
槽膛内型稳定后，电解槽进入正常生产管理期，各项条件趋于稳定，此时要求从电解车间，到工段对于电解槽的管理必须树立“平稳控制”的思路。
4.1保持合理的技术条件
电解车间、电解工段依据“平稳控制”的思路对各项技术条件进行保持与控制。
4.1.1槽电压
槽电压通常不会放生较大变化，在设定电压的基础上实施微调。将改变参数报与调度，由调度通知微机房进行调整，在调整过程中，幅度不能过大，避免走向热行程或冷行程。
4.1.2加料量
加料量在设定值基础上，根据电解槽温、电解质成分、效应系数等具体情况，由车间技术员或工段长调整，将改变参数报与调度，由调度通知微机房进行调整。
4.1.3铝液水平
铝水高度是影响电解槽热平衡的重要因素，影响结果反映在炉膛形状和炉底洁净情况上。铝液水平应当保持在18-20㎝之间，防止偏高或偏低，造成炉膛畸形。各工段在下出铝任务时，必须依据出铝“三原则”，严格控制出铝任务量。
4.1.4电解质水平
电解质水平保持在18-21㎝之间，纳入每月考核范围。每班由大班长或技术员测量两次，严格控制，超出范围及时调整，避免因水平过低或过高，造成沉淀或熔化钢爪。同时要提高各项操作质量，减少电解质的损失。
4.1.5阳极效应系数
效应系数选定主要依据槽内氧化铝投入量的偏差情况，效应系数确定下来不能轻易改变，切忌不可利用效应来维持热平衡。在生产中，要严格控制效应的发生，效应系数控制在0.25次/日，每班要加强巡视，尽量减少因机械故障、人为因素造成的效应，效应系数纳入每月考核范围。
4.1.6电解质成分
电解质分子比控制范围在2.2-2.6之间，每月取试料4次，纳入考核范围，根据计划氟化铝使用量为22.5㎏/T.AL，氟化镁使用量为1.5㎏/T.AL，在使用过程中由工段长或技术员根据电解槽状况合理调整使用量，保证添加质量，提高氟化盐利用率。
以上各项管理内容是铝电解整个生产工序中的工作质量控制点，每一个工序操作质量的好坏，直接影响着整个后续工序的技术指标和生产质量的好坏，从而决定着电解槽使用寿命的长短。所以应当从每一个环节、每一个工序来严格控制操作质量，建立规范的标准化操作，并且详细记录各种数据，实行奖惩制度。各级管理者要从源头上树立“平稳控制”的思路，进一步细化管理，把各项工作做细、做精，最大限度地延长电解槽寿命。
5.结语
今后在产实践中我们将进一步提高管理水平，将190KA系列的生产经验推广到300KA系列上，使电解槽运行平稳、高效、节能、环保，进一步延长电解槽使用寿命，为企业创造更高的经济效益。
参考文献：
[1]陈培超，190KA预焙启动准备工作中的若干问题及其处理，内部资料.
[2]三门峡天元铝业股份有限公司.190KA预焙槽系列运行规程，内部资料.
[3]三门峡天元铝业股份有限公司生产部.190KA统计数据，内部资料.
【关键词】电解槽；寿命；管理
在铝行业成本竞争日趋激烈大环境下，如何通过管理尽可能降低各种生产运行成本、提高企业的竞争力，是众多电解铝企业面对的一个重要课题。如何进一步细化管理，挖掘潜能、寻求效益最大化是我们今后需要努力的方向。
三门峡天元铝业股份有限公司拥有190KA系列和300KA系列两条电解铝生产线，自投产以来通过管理提升、技术创新等手段，不断加强工艺管控和优化，提升生产管理质量，各项技术经济指标稳居同行业前列，更为重要的是在延长电解槽使用寿命方面取得了显著效果。
1.大修槽管理
1.1大修槽过程管理
电解槽在大修过程中，机动车间安排技术员对大修过程进行全过程的质量监管，对不符合工艺要求的作业点及时制止并进行返工，确保电解槽大修质量，并认真填写电解槽砌筑报告，分厂安排人员对筑炉作业质量进行检查考核。
1.2大修槽验收
电解槽完成大修后，由生产技术科联合设备科组织电解使用单位、施工单位等对电解槽进行验收，符合验收条件的电解槽方可投入使用；设备科负责电解槽验收记录的整理归档。
2.预热焙烧与启动管理
新启槽严格按《天元铝业电解二厂电解槽启动标准》操作，细化电解槽内管理制度，建立健全电解槽焙烧启动日志，进一步规范新启动槽的管理。
2.1铺焦、挂极
清扫电解槽内衬表面，焦粒铺设厚度20mm以下，焦粒颗粒在1-3mm，严格控制1mm以下颗粒。铺焦、挂极采用连续铺挂法，从阳极的A、B末端极向首端极推进。
2.2装炉
将氟化钙均匀铺在阳极与槽侧部之间，用大电解质块在出铝端砌好灌铝口。用高分子比电解质砌筑宽250㎜的堰墙，最后用冰晶石粉填入阳极与碳块之间的缝隙，并将阳极整体覆盖，便于保温。
2.3安装分流器
安装分流器之前，内钳确认分流器对应的位置，同时检查压接面是否平整，如不平可用锉刀挫平或更换。安装分流器时，用弓形卡具或夹板固定的方法连接，要连接紧密，确保分流良好。
2.4送电
确定达到通电条件后，由分厂调度与整流所联系停送电。通电时冲击电压在5V左右，最高不能超过5.3V，通电6小时后可逐步去掉分流器。
2.5数据测量
全电流焙时，温度高且上升较快，要安排专人不断巡视阳极和钢爪以及阴极，发现异常及时处理。由技术员定时测量阳极电流分布、阴极电流分布、温度、槽电压等数据，对局部电解质塌陷处要及时补充物料进行保温，焙烧期间严禁升降电压。
2.6电解槽的启动
采用无效应启动，待槽温达到900℃后方可进行启动，启动前要打紧阳极小盒卡具，沿母线下沿在导杆上划线，以便抬阳极时确认阳极是否下滑。然后灌入2吨左右电解质，迅速抬起阳极，电压控制在7-8V，以便充分融化物料。
首次效应时间控制在20-30分钟，效应后电压逐渐下降到5-6V，尽可能将碳渣捞净，再加入碳酸钠，以补充电解质中添加剂含量和调整分子比，至此启动结束。
3.非正常期生产管理
非正常生产期管理的好坏，直接关系到电解槽能否顺利转入正常生产，而且对电解槽寿命产生巨大的影响。这一时期管理分为两个阶段，启动初期管理和启动后期管理，这两个阶段的管理截然不同。
3.1启动初期管理
启动24小时后灌铝，灌铝前对阴极钢棒、钢窗、散热孔逐一认真检查并记录清楚，要严格按电压管理程序控制电压。电压由工段长或技术员控制，灌铝后电压保持在5.5V，并组织人员复紧小盒卡具，防止阳极下滑。槽温从近1000℃逐渐下降到980℃，应注意电解质下降速度，切忌下降过快。要保持较高的分子比和较高的电解质高度，电解质水平应在250-300㎜，以利于阴极内衬吸附氟化钠和防止槽底沉淀结壳。
3.2启动后期管理
这一时期的技术条件控制主要由槽电压、电解质成分、电解质水平、铝水平与效应系数等。
槽电压在启动后第一个月需较高保持，尤其在前半月慎重下降，电压由工段长或技术员控制下降，从4.5V逐渐下降到4.3V。第二个月后，炉膛已经形成，并朝着完善和规整的阶段发展，电解槽热需求逐渐减少，从4.3V缓慢降到4.25V左右。
新启槽常采用高分子比电解质成分，测量组定期取电解质试料，随时掌握情况，以确保达到要求。第一个月应保持在2.7-2.8以上，使得电解槽能够以高分子比结晶形成坚固的炉帮。第二个月保持在2.6左右，第三个月调整到2.3-2.6。同时由技术员做好分子比数值记录。
新槽启动时每班测量两次电解质水平，由大班长或技术员记录数据，严格控制在要求范围。第一周保持在180-300㎜，第二周保持在240-270㎜，第三周保持在240-220㎜，第四周以后保持在200-220㎜。
铝水平在灌铝后一般在160-170㎜，启动后20天左右，应将铝水高度调整到180-190㎜，并以此作为基准高度保持。
4.正常生产管理
槽膛内型稳定后，电解槽进入正常生产管理期，各项条件趋于稳定，此时要求从电解车间，到工段对于电解槽的管理必须树立“平稳控制”的思路。
4.1保持合理的技术条件
电解车间、电解工段依据“平稳控制”的思路对各项技术条件进行保持与控制。
4.1.1槽电压
槽电压通常不会放生较大变化，在设定电压的基础上实施微调。将改变参数报与调度，由调度通知微机房进行调整，在调整过程中，幅度不能过大，避免走向热行程或冷行程。
4.1.2加料量
加料量在设定值基础上，根据电解槽温、电解质成分、效应系数等具体情况，由车间技术员或工段长调整，将改变参数报与调度，由调度通知微机房进行调整。
4.1.3铝液水平
铝水高度是影响电解槽热平衡的重要因素，影响结果反映在炉膛形状和炉底洁净情况上。铝液水平应当保持在18-20㎝之间，防止偏高或偏低，造成炉膛畸形。各工段在下出铝任务时，必须依据出铝“三原则”，严格控制出铝任务量。
4.1.4电解质水平
电解质水平保持在18-21㎝之间，纳入每月考核范围。每班由大班长或技术员测量两次，严格控制，超出范围及时调整，避免因水平过低或过高，造成沉淀或熔化钢爪。同时要提高各项操作质量，减少电解质的损失。
4.1.5阳极效应系数
效应系数选定主要依据槽内氧化铝投入量的偏差情况，效应系数确定下来不能轻易改变，切忌不可利用效应来维持热平衡。在生产中，要严格控制效应的发生，效应系数控制在0.25次/日，每班要加强巡视，尽量减少因机械故障、人为因素造成的效应，效应系数纳入每月考核范围。
4.1.6电解质成分
电解质分子比控制范围在2.2-2.6之间，每月取试料4次，纳入考核范围，根据计划氟化铝使用量为22.5㎏/T.AL，氟化镁使用量为1.5㎏/T.AL，在使用过程中由工段长或技术员根据电解槽状况合理调整使用量，保证添加质量，提高氟化盐利用率。
以上各项管理内容是铝电解整个生产工序中的工作质量控制点，每一个工序操作质量的好坏，直接影响着整个后续工序的技术指标和生产质量的好坏，从而决定着电解槽使用寿命的长短。所以应当从每一个环节、每一个工序来严格控制操作质量，建立规范的标准化操作，并且详细记录各种数据，实行奖惩制度。各级管理者要从源头上树立“平稳控制”的思路，进一步细化管理，把各项工作做细、做精，最大限度地延长电解槽寿命。
5.结语
今后在产实践中我们将进一步提高管理水平，将190KA系列的生产经验推广到300KA系列上，使电解槽运行平稳、高效、节能、环保，进一步延长电解槽使用寿命，为企业创造更高的经济效益。
参考文献：
[1]陈培超，190KA预焙启动准备工作中的若干问题及其处理，内部资料.
[2]三门峡天元铝业股份有限公司.190KA预焙槽系列运行规程，内部资料.
[3]三门峡天元铝业股份有限公司生产部.190KA统计数据，内部资料.