PDF《ICS 71.100.10》

300KA 铝电解槽技术规范 Technical specification of

300 KA aluminum electrolytic cell (征求意见稿) ICS 71.

100.10 Q

52 团体标准 T/HNNMIA 1―2019 2019-**-**发布 2019-**-**实施 河南省有色金属行业协会 发布 T/HNNMIA 1―2019 I 前言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草. 本标准由伊电控股集团有限公司提出. 本标准由河南有色金属行业协会归口. 本标准起草单位:伊电控股集团有限公司、河南省铝电解工程技术研究中心、河南豫港龙泉铝业有 限公司、洛阳豫港龙泉铝业有限公司、焦作万方铝业股份有限公司、河南中孚实业股份有限公司、万基 控股集团有限公司. 本标准主要起草人: 陈世昌、谷万铎、申善俊、王志谦、张洪涛、杜建伟、王瑞奇、钱宇、朱光、 原建国、黄江、马志华、姚光、崔阳弟、张义卫、张冰、温铁军、崔永亮、王占欣、侯飞瑞、王智辉. 本标准为首次发布. T/HNNMIA 1―2019

1 300KA 铝电解槽技术规范

1 范围 本标准规定了 300KA 铝电解槽焙烧启动、工艺参数调整、工艺操作、工艺参数测量、病 槽处理和停槽判定等要求. 本标准适用于 300KA 铝电解槽系列.

2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适 用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件. GB/T

24487 氧化铝 YS/T

285 铝电解用预焙阳极 GB/T

4291 冰晶石 GB/T

4292 氟化铝 GB/T

17397 铝电解生产防尘防毒技术规程 GB/T

27804 氟化钙 GB/T22666 氟化锂 GB

50850 铝电解厂工艺设计规范 YS/T

65 铝电解用阴极糊 YS/T

287 铝电解用半石墨质阴极炭块 GB/T210.1 工业碳酸钠及其试验方法 第1部分:工业碳酸钠 YS/T

517 氟化钠 YS/T

623 铝电解用高石墨质阴极炭块 YS/T

699 铝电解用石墨化阴极炭块 YS/T

737 铝电解槽系列不停电停开槽装置 YS/T

784 铝电解槽技术参数测量方法 YS/T

5230 铝电解用普通阴极炭块

3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件,引用《500KA 铝电解槽技术规范》 . 3.1 铝电解质 aluminum electrolyte 铝电解时溶解氧化铝并把它经电解还原为金属铝的反应介质. 3.2 初晶温度 liquidus temperature 熔盐以一定的温度降温冷却时,熔体中出现第一粒固相晶粒时的温度. 3.3 T/HNNMIA 1―2019

2 分子比 molecular ratio 电解质中 NaF 与AlF3 的摩尔数之比. 3.4 铝水平 aluminum level 铝电解槽中铝液的测试高度,cm. 3.5 电解质水平 electrolyte level 铝电解槽中电解质的测试高度,cm. 3.6 电解温度 electrolyte temperature 正常生产铝电解槽中电解质的检测温度,℃. 3.7 设定电压 setpoint voltage 铝电解槽控制系统中人为设定的参考电压,V.

4 焙烧启动 4.1 焦粒焙烧启动 4.1.1 通电焙烧前的检查与准备 4.1.1.1 电解槽的检查范围 包括槽控箱、打壳下料装置、阳极提升机构、阳极母线、槽各部绝缘、阴极内衬和侧部 碳块,如发现问题应及时报告处理. 4.1.1.2 提升机构负荷试验,电机无异常响声,温升正常,各机械部位正常. 4.1.1.3 槽上部打壳下料装置 定容下料器下料量准确, 不漏料;

氧化铝料箱内满料且不冒料;

打壳锤头上下动作灵活. 4.1.1.4 阴极母线 各压接面不能粗糙不平或有缺陷,短路片不能破损,螺栓及绝缘情况,阴极钢棒焊接应 全部焊上,母线回路的异物应清除. 4.1.1.5 槽外观应正常. 4.1.1.6 用风管将炉膛彻底吹扫干净. 4.1.2 开槽前挂阳极作业 4.1.2.1 使用的工具、材料 扫把、栅栏式框架、板尺、棘轮扳手、风管、阳极卡具、粉笔、焦粒等. 4.1.2.2 用钢刷刷干净阳极导杆的灰尘,将平衡大母线降至距最低限位 50mm 处. 4.1.2.3 焦粒的铺设,焦粒的铺设及阳极的安装均自烟道端两块阳极开始连续铺设至 A1B1 结束. T/HNNMIA 1―2019

3 4.1.2.4 将栅栏式框架(1600*1380mm)平整地摆放在阳极投影区域,然后将焦粒分次倒入 框内,用板尺沿栅栏框架的长度方向刮平焦粒,厚度 15mm~20mm. 4.1.2.5 当确认焦粒刮平凹陷部位后, 两个人同时小心地将栅栏框架上抬取走, 往另一个面 继续铺设. 4.1.2.6 阳极安放 把阳极小心地放置在焦粒上,检查阳极底掌、周边及四角应压实在焦粒上,若有部位接 触不良,应重新安放或调换阳极,阳极安装前要检查阳极是否合格,安放时,铝导杆和水平 母线压接处的缝隙不得超过 1.5mm,也不能紧贴.天车在下降阳极时,要把开度较大的阳极 卡具放在挂钩上,给导杆有导向和定位作用,导杆必须居中. 4.1.2.7 挂完极后,将槽四周清扫干净,用粉笔在导杆上划好线. 4.1.2.8 安放热电偶套管 通常在电解槽两个端头的中心各放一个热电偶套管,两侧大面各均匀放两个热电偶套 管, 能够掌握焙烧过程中温度上升情况, 热电偶套管斜放, 下面封口不可与阳极或焦粒接触. 或在槽膛中缝均匀埋设,便于焙烧期间检测槽膛温度. 4.1.3 装炉作业 4.1.3.1 使用的设备、工具 天车、软连接、

一、二级分流器、丝杠及螺母、呆扳手、中缝盖板、报纸、冰晶石、 纯碱、电解质块、阳极等. 物料要求 焦粒粒度 3mm~5mm,粒度分布均匀,无异物.如用焦粒与石墨混合物,其混合比例为, 冰晶石应采用符合 GB/T4291 规定的高分子比冰晶石,分子比为 2.80~3.00.如果采用 低分子比冰晶石,应增加碳酸钠或氟化钠用量. 启动过程中添加的冰晶石可用电解质块代替.若电解质块分子比较低,应增加碳酸钠或 氟化钠的用量. 4.1.3.2 铺焦粒、挂完极后,用中缝盖板将阳极中缝盖严,用废纸板或报纸将间缝封堵好. 4.1.3.3 在电解槽边部砌电解质块高 300mm,宽180mm 左右的隔墙,隔墙与阳极碳块之间 预留 10mm~20mm 空隙.然后在堰墙和阳极之间加纯碱,两边各加

10 袋,共计

20 袋. 4.1.3.4 用磨碎的电解质块盖住电解质堰墙和纯碱,与阳极上表面平齐,最后在阳极上添 加覆盖料,厚度在 15cm―20cm 之间,材质同样是磨碎的电解质块. 4.1.3.5 装软连接、分流器,软连接的两端分别与水平母线和阳极导杆卡接,要求接触良 好,达到导电良好且电流分布均匀的效果. 4.1.4 通电焙烧期作业 4.1.4.1 材料、工具准备 不停电启停槽装置、绝缘板、绝缘套管、工器具等;

人员准备:电解工、检修工、测 量工、天车工. T/HNNMIA 1―2019

4 4.1.4.2 不停电启停槽装置安装时注意与立柱母线接触面不能有缝隙,安装结束后测量开 关绝缘情况.通电时现场有专人指挥和监护,操作人员远离现场,等检修人员检测开关闭合 无误后,电解人员再进行操作. 4.1.4.3 通电时当立柱母线插入绝缘板后, 瞬间通满全电流, 电解人员做好一级分流器的巡 视工作.并且做好通电时间、冲击电压,电流上升情况等记录. 4.1.4.4 注意事项 多组阳极出现电流分布不均且无法调整时降低电流, 暂缓送电. 通电初期电解工要加强 巡视,检查阳极工作情况、钢爪工作情况、槽电压变化情况、分流器工作情况等,有问题立 即处理. 4.1.4.5 槽电压 通电后

30 分钟记录电压一次.以后每

2 小时~4 小时记录一次. 4.1.4.6 焙烧温度 通电后

48 小时内

1 小时测量记录一次,48 小时以后每

4 小时~6 小时测量记录一次. 4.1.4.7 阳极电流分布测量 通电后

10 分钟测量一次,以后每

4 小时~6 小时测定一次. 4.1.4.8 注意分流片的维护工作,检查是否接触良好,如有局部过热发红应及时用风管冷 却. 4.1.5 启动作业 4.1.5.1 使用的材料、工具 冰晶石、纯碱、板手、抬包、天车、风耙、风管、溜槽. 4.1.5.2 干法启动 启动前炉膛阴极表面温度达 900℃以上,槽底有适量的电解质,此时电解槽具备启动条 件. 4.1.5.3 首批启动槽为了有效延长槽寿命可用干法无效应启动,先上紧小盒卡具,启动前

6 小时拆除软链接.开始抬电压,首先将电压逐步抬到 7.0V~8.0V,采取焖料焙烧办法进一 步熔化电解质.侧部物料手动熔化,可不停向槽内添加冰晶石,同时适当添加纯碱提高分子 比至 2.9 以上,待物料熔化后,电压维持在 6.0V 左右为宜. 4.1.5.4

18 小时把极上部冰晶石推入中缝熔化冰晶石,增加电解质量;

当电解质水平在 25cm~30cm 时,电解质温度超过 980℃,维护

6 小时后连接槽控箱进行正常打壳下料,在24 小时内电压逐步降至 5.0V. 4.1.5.5 湿法启动 T/HNNMIA 1―2019

5 通电

96 小时具备启动条件后,拧紧小盒卡具,拆除软连接. 4.1.5.6 从出铝端送入

8 吨~9 吨电解质, 槽电压控制在 8.0 伏左右, 来效应后烧

10 分钟~

20 分钟加料熄灭.打捞碳渣,分子比控制在 2.9 左右,随电解质熔化不停加电解质块,电 解质高度达 28cm~30cm,启动

6 小时后,电压维持在 6V 左右. 4.1.5.7 启动后

24 小时内来

1 次~2 次效应,利用这个机会捞净碳渣,集中补充纯碱,保 持阳极底掌干净,确保阳极电流分布均匀,使电解质清亮,沸腾有力. 4.1.5.8 启动后

12 小时和

24 小时分

2 次灌铝,启动初期铝水平控制在 15cm~16cm 为宜, 灌铝后电压降至 5.0V. 4.1.5.9 加大在启动期间测量槽壳温度次数,如有钢窗温度超过 400℃,钢棒高于 300℃、 炉底高于 150℃的及时用风管吹风冷却. 4.1.6 电解槽启动初期管理和启动后期管理 4.1.6.1 启动初期管理 4.1.6.2 干法无效应启动后电压不低于 8.0V,保持

6 小时以上,确认槽内电解质块全部熔 化,方可灌铝. 4.1.6.3 灌铝后电压保持 5.0V~6.0V,

24 小时后电压点降至 4.8V~5.0V,

48 小时后电压点 降至 4.6V~4.8V. 4.1.6.4 启动后分子比控制在 2.9~3.0 . 4.1.6.5 该阶段 NB 间隔应据情而定,既得考虑电解质量,又要考虑电解质温度,同时也应 避免槽底过早形成沉淀. 4.1.7 启动后期管理 4.1.7.1 电解槽后期管理至关重要,槽工作电压、 分子比控制第一个月按下表严格控制,分子 比第二个月保持 2.7 左右,第三个月调至 2.3~2.5. 表1300kA 铝电解槽后期管理部分参数控制 时间 (h) 启动 后1h

6 12

18 24

48 72

96 120 第六天第七天第二周 第三周第四周电压 (v) 7-8

8 7

6 5.2 4.8 4.7 4.7 4.6 4.5 4.4 4.15 4.1 4.05 分子 比2.9~3.0 2.9 2.8 2.7 4.1.7.2 注意事项 T/HNNMIA 1―2019

6 启动后期原则上按三个月为后期调整阶段,该时间段主要以形成高分子比炉帮为目标, 严禁使用机组加工,严禁破坏已有炉帮.绝不允许使用机组加工边部. 4.1.7.3 效应控制 效应控制要求在启动后

15 天内可控制每天产生一个效应,以后控制效应系数 0.1~0.2 个/槽・日,第4个月降至 0.03~0.05 个/槽・日,杜绝

10 分钟以上长效应,以免破坏新生 成的高温炉帮. 4.1.7.4 两水平控制 启动后第一周电解质水平保持在 30cm~35cm,第二周保持在 27cm~30cm,第三周保持 在24cm~27cm,第四周以后保持在 21cm~24cm. 启动后第

3 天开始出铝,出铝前铝水平保持在 15cm~17cm. 4.1.7.5 换极与出铝 启动后第

5 天开始换极,阳极更换周期为

28 天,以后据实际情况再做调整,原则上启 动三天后开始出铝, 首批电解槽视具体情况而定, 第一个月电流效率按 85%, 第二个月按 88%, 第三个月按 91%. 4.2 燃气焙烧 参考中国有色金属工业协会团体标准 T/CNIA XXXX-201X《铝电解槽燃气焙烧启动技术 规范》

5 电解槽的正常生产管理 表2300KA 铝电解槽正常技术条件 名称数值名称数值电流强度 300KA 工作电压 3.95~4.00V 分子比 2.70~2.85 电解质温度 910~930℃ 电解质水平 16~18cm 铝水平 24~30cm 效应系数 0.2 个/槽.日 极距 4.0~4.5cm 出铝周期

24 小时 阳极更换周期

31 天左右 电流效率 92~93% 极上保温料 18~22cm

6、电解槽正常生产主要操作 6.1 换极作业 6.1.1 范围 生产槽中到换极周期的阳极、虽未到换极周期,但因出现脱落、化爪碎块、裂纹等原因 T/HNNMIA 1―2019

7 不能导电或影响原铝质量的阳极. 6.1.2 目的 因电解生产过程阳极要不断消耗,到一定时间后,应换出来,保证电解生产的持续性, 确保生产平稳、顺利进行. 6.1.3 使用的设备、工具 多功能机组、卡具扳手、粉笔、大耙、大钩、氧化铝耙、铁锹、扫帚、直角测量钎、长 柄半月铲、碳渣瓢、钢板尺、作业记录本、兜尺等. 6.1.4 作业前准备 6.1.4.1 确认槽号、极号 从阳极交换周期表中查出将要换极所在的槽号、极号填在作业记录本上. 6.1.4.2 准备好阳极组、结壳块及其它辅助料,确认所换阳极水平线,作下记号. 6.1.5 作业步骤 6.1.5.1 与计算机联系,打换极控. 6.1.5.2 打开所要换极处的四块槽罩板. 6.1.5.3 扒净所要换极上的氧化铝浮料及保温块料. 6.1.5.4 开........