电解槽启动方案详解.docx
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电解槽启动方案详解
宁夏秦毅实业集团有限公司
82KA预焙阳极电解槽
焦粒焙烧启动方案
（35KV变压器供电）
编制：
黄辉党小平
审核：
批准：
日期：
2006年10月10日
目录
一、目的
二、领导组织机构
三、准备工作
四、铺焦粒与安放阳极
五、装炉
六、软连接的制作与安装
七、分流片的制作与安装
八、通电前的准备
九、通电焙烧
十、分流片的拆除
十一、软连接的拆除
十二、电解槽启动前的准备
十三、电解槽的启动
十四、电解槽启动后期的管理
一．目的：
为了安全、平稳地焙烧启动电解一车间80台82KA预焙阳极电解槽而制定本方案。
通电焙烧分两批，首批为前42台，第二批为后38台。
二、领导组织机构
1、组织机构图：
宁夏秦毅实业集团有限公司技改指挥部
生产安全部
检修车间
电解车间
安
全
组
测
量
组
验
收
组
铺
焦
组
挂
极
组
焙烧启动
Ⅰ
组
焙烧启动
Ⅱ组
启动组
生产组
启动组
生产组
2、焙烧启动期间工作人员构成及职责：
（1）焙烧启动领导小组：
组长：
秦军（兼技改总指挥）
副组长：
王建中（常务副总）
成员：
张敏久殷向东葛军聂政宝黄辉党小平严维华马建福
职责：
负责对外联系、处理电解槽焙烧启动期间的外围问题，协调各小组之间的人事安排与调派，并安全、平稳地指挥焙烧启动工作的完成。
组长负责对焙烧启动期间的重大问题及时做出决策。
副组长负责处理焙烧启动前电解槽的各项检查验收工作，特别是对通电槽的电气绝缘、短路母线、负重等测试试验及启动工器具、起吊设备、槽控机和供电系统等进行确认验收合格。
处理焙烧启动期间的生产和设备管理工作，对出现的重大异常问题及时组织解决。
（2）铺焦挂极组（由检修车间负责，电解车间配合）：
组长：
王军
成员：
检修车间员工
职责：
对电解槽的铺焦和挂极工作全面负责，并保质保量完成任务。
（3）验收组：
组长：
马建福（电气）党小平（机械）
成员：
由生产部，检修车间，供电车间，计检部的技术人员组成
职责：
负责对电解槽进行全面验收，特别对绝缘和负重进行测试，确保启动工器具，起吊设备，槽控机和供电系统完好。
（4）装炉组（电解车间负责）：
组长：
严维华李文军（分白班和夜班）
成员：
电解装炉工、
职责：
确保焙烧启动原材料和工具到位，对装炉工作全面负责，并保质保量完成任务。
（5）测量组（由生产部和电解车间负责）：
组长：
黄辉严维华
成员：
生产部工艺员电解车间技术员和工艺员
职责：
对焙烧启动期间的电解槽测量工作全面负责，对出现的重大异常问题及时向焙烧启动领导小组汇报。
（6）安全组
组长：
黄辉
成员；党小平生产部安全员及各单位主管安全工作的领导和兼职安全员。
职责：
负责焙烧启动期间安全措施的落实，改进和监督考核工作，确保焙烧启动工作安全顺利进行（需安排制作部分安全警示牌等标志）。
（7）启动组
组长：
严维华黄辉李文军（分白班和夜班）
成员：
电解车间员工
职责：
负责电解槽启动工作的组织与实施，并组织处理启动过程中发现的异常情况，电解车间分设两个启动小组（白班和夜班），对满足启动条件的电解槽按照规定进行启动。
（8）物资供应组：
组长：
聂政宝
成员：
供销部员工和仓库保管员。
职责：
对电解槽焙烧启动所需的原材料和工器具，设备和其他物资等进行及时供应到位。
（9）生产管理组
组长：
严维华李文军（分白班和夜班）
成员：
电解车间生产工人
职责：
负责启动后期电解槽的生产维护与管理，并为以后的启动槽提供电解质和铝水。
三、准备工作：
1、接收工程验收合格的电解槽。
2、通电前的检查：
（1）上部机械结构：
从大件到小件，从连接到固定，从局部到整体，是否安装齐备，连接紧固、到位。
（2）槽控箱的检查：
电解槽的打壳下料系统、升降、运转部分是否正常，各控制板、件及附属电器设备安装是否齐全。
（3）打壳下料系统：
送风系统是否畅通，下料管、定容器有无堵塞，下料量是否符合设计要求，确认槽上氧化铝料量。
（4）焊接部分：
阴极钢棒母线接头、软带母线接头是否焊牢。
（5）绝缘部位：
检查电解槽各绝缘部位设施是否完好，关键部位应测试绝缘电阻值是否达到要求,各种绝缘测试电阻大于0.5MΩ。
（6）供风及各阀门气密性良好，气压符合生产要求（6MP）。
（7）动力用电和焙烧原材料到位。
（8）电解槽负荷试车完成并达标。
3、劳动组织人员配备齐全，上岗人员经过技术理论培训及安全操作技术培训。
4、通电前所有工器具、原材料、仪表、设备备件、劳保用品齐全进入现场。
5、现场各安全警示牌齐全到位。
6、电解车间与指挥中心、供电、铸造、检修等单位通讯联络畅通无阻，事故信号可靠。
7、设立统一指挥中心。
8、原材料准备到位并符合要求：
（1）冰晶石符合GB/T4291—1999《人造冰晶石》一级品以上。
（2）氟化钙符合YB/T5217—1997二级品以上。
（3）纯碱符合GB210—92Ⅱ类一等品。
（4）预焙阳极块符合验收标准。
9、单台槽所需原材料（吨/台）：
台数
名称
冰晶石
氟化钙
纯碱
电解质块
液体电解质
焦粒
阳极组
液体铝
单
槽
装炉
4
0.5
0.5
3
0.3
16
焙烧
2
启动
3
0.3
3
3
合计
9
0.5
0.8
3
0.3
16
3
40台槽
360
20
32
120
12
640
80台槽
720
40
64
240
24
1280
焙烧启动原材料应事先拉到槽后面堆放整齐，按照需要要适量适时添加。
10、测量工具到位：
名称
数量
名称
数量
万用表
4块
数字测温仪
4块
热电偶
8个
阳极电流分布测量叉（自制）
4个
11、焙烧启动工具（另附表）
四、铺焦粒与安放阳极：
焙烧焦粒主要技术标准：
灰分∠0.3％；石油焦经1250～1300高温煅烧，煅烧均匀无夹生，粉末电阻率小于650μΩm；粒度2～4mm，小于1mm的粉料不大于1％；纯度98％，袋装水分∠0.5％
1、铺焦粒：
（1）提前准备使用工具（水平仪、扫把、木刮板、粉笔等），首先从上而下清扫卫生，槽上部结构、槽底、槽内立柱、四角、地沟、风道平台、窗户内外以及厂房内外。
（2）下降阳极水平母线到下限位，关闭提升机电源并贴上封条。
（3）在阳极投影区铺上粒度为2～4mm的焦粒26mm厚，并用木刮板刮平，放上阳极。
2、安放阳极：
阳极碳块质量符合标准，阳极组装按规程检查，使用合格品（若阳极碳块有掉块、裂缝或导杆变形等禁止使用），阳极底掌尽可能选择平的。
将阳极大母线调到回转计读数的下限位置，两平衡母线距底框50mm以上，并记录读数。
指挥天车吊起阳极，用风管吹净阳极表面，并把阳极底掌清理干净，按序将16块阳极以A、B两面交替放到槽内，扭正阳极（扭正时侧部碳块要垫上木墩，其扭正位置极间中缝为60mm；极间立缝为35mm；A面2#、3#极之间180mm；B面6#、7#极之间180mm），导杆尽量与平衡母线离稍许缝隙，利用阳极自重压在焦粒表面，要求阳极底掌均匀充分的接触焦粒，阳极应放稳，压实焦粒，边部不平时，用焦粒补平。
3、当扭正好阳极后，尽量清扫极间焦粒；清扫完毕后，在所有极间缝里用石棉板和碎木片掺和物塞住（目的是为拔残极减少阻力），厚度不低于5cm。
五、装炉：
1、20#—80#槽在电解槽前、后大面中间各用电解质块砌筑一个不小于40cm大小的灌入口和排气口。
2、用纸袋封严阳极四周，立缝用硬纸板挡料。
3、前20台电解槽装炉顺序：
首先在槽膛侧部伸腿上均匀撒一层氟化钙500㎏（要求氟化钙不能进入阳极底掌和阳极缝），其上铺一层10～15cm厚的冰晶石，然后在冰晶石上加纯碱500㎏，其上加冰晶石10～15cm，再加氧化铝500㎏，最后再加冰晶石，加至与阳极碳块的钢梁平齐为准，装炉工作完毕。
4、后60台电解槽装炉顺序：
1）首先在槽膛侧部伸腿上均匀撒一层氟化钙500㎏（要求氟化钙不能进入阳极底掌和阳极缝），然后在大面两侧各撒一定数量的冰晶石，再沿侧部四周扎糊宽度用电解质块2吨（块近可能小或成面粉状）砌筑人工炉帮，砌筑时内侧放小块，外侧放大块，高度略低于边部碳块上沿。
2）电解质块砌筑好后，再于其上加冰晶石1吨，再加纯碱500㎏（主要角部多加一些）。
3）在纯碱上加冰晶石10～15cm，其上均匀撒上氧化铝500㎏。
4）用纸板盖住180mm缝口、阳极间缝和阳极中缝（缝内不得装有冰晶石），最后在阳极表面和中缝覆盖冰晶石，其厚度约为10cm左右。
5）最后再加冰晶石，加至与阳极碳块的钢梁平齐为准，装炉工作完毕。
5、装炉结束后，应将钢爪及爆炸焊块上的物料清扫干净，同时清理槽四周的积料，使现场干净整洁。
六、软连接的制作与安装：
1、根据电解槽导杆数配备软连接，主要是利用阳极自重使阳极底掌与焦粒能充分接触，减少电流分布不均和阴极焙烧不均的现象，确保后期安全启动。
2、软连接的制作：
为了使导电性能好，选用铜板制作（因铝熔点低，不利于大电流通过），根据导杆的尺寸选择软连接尺寸为：
3×130×750mm；每台槽16片，制做40台，共计640片；总重：
1.67吨。
对应导杆和大母线采用两种U型卡具，选用厚度为18mm，宽度为150mm的钢板制作，一侧面靠中打眼，能够用￠30螺杆上紧；母线卡具尺寸为：
150×185×150mm，每台槽16个，制作40台，共计640个，总重为5.67吨；导杆卡具尺寸为：
120×160×120mm，每台槽16个，制作40台，共计640个，总重为4.67吨。
3、软连接的安装：
先在导杆侧面接触软连接处和大母线上顶面接触软连接处用砂纸把氧化膜处理干净，对好软连接，用两种卡具分别上好，一定要拧紧螺杆，使铜板与铝导杆或铝母线接触充分。
4、小盒卡具放到电解槽后大面通风台上，作为拆除软连接，卡紧导杆和母线用。
七、分流片的制作与安装：
1、打开前后大面的地沟盖板，小头过道前后各留2块盖板（注意要把短路口留开），便于人员通行。
2、清理焊接部分的阴极钢棒头和阳极钢爪横梁，使其无灰、无锈。
3、采用按电解槽阳极组数配备分流片，分流片是用钢片制作的，分流片的断面大小与电解槽底铺设的焦粒厚度有关，焦粒厚的分流片的断面要加大，反之断面要小。
我厂选用16组分流片，每个分流片由1片组成，每片厚度为5mm，宽为65mm，每片长2850mm的薄钢片组成（每片长短按钢爪上缘至阴极钢棒距离选取）。
每台槽16片，制作40台，共计640片；单片尺寸：
5×65×2850mm；总重：
4.624吨。
4、分流片的安装：
将分流片的一端焊在阳极钢爪上部横梁上，另一端焊在阴极钢棒头上，焊缝不小于65mm，且饱满平实。
因我厂电解槽有阳极16组，阴极钢棒22组，考虑到电流分布和阴极焙烧质量，建议阴极钢棒头3、6、9不连接。
5、确认焊接质量，检查分流片是否与槽壳、地沟盖板接触，并清理现场。
6、软连接和分流片安装完毕后，锁死槽控箱，杜绝升降阳极。
八、通电前的准备：
1、对贴在关键绝缘部位的导电物要及时清理干净，阴极三点软带母线紧靠在阴极母线上的要及时撬起，使其隔开，以防打火花损伤软带。
2、安排专人检查准备通电电解槽短路口是否满足通电条件。
3、电解槽通电焙烧三天后，电压会逐渐从4V左右的电压降到2V左右，考虑到供电系统最低输出电压为117V，稳流后预计电压为87V，为保证供电最低输出电压，决定第一批通电焙烧42台电解槽。
4、在41#和42#槽之间搭跨路母线（包括三点），使前42台槽形成回路，后38台槽断开，因为供电35KV变压器最高输出电压为270V，不能满足80台电解槽全部一次性启动，所以必须有停电30——40分钟进行35KV倒110KV变压器的一个过程，正好电解可以利用此时间段拆卸跨路母线，进行后38台槽的通电焙烧。
5、41#和42#电解槽用短路片连通（要求短路片必须两端头双面各洗去1.5mm厚，200mm长），并且三点母线取掉绝缘板，使三点连通。
6、通电前的准备：
工器具准备齐全，准备风包30个（每个风包接6个风管）用来吹风冷却通电以后电解槽槽壳、阴极钢棒头、阳极导杆、钢爪过热部位。
7、通电前的联系：
1）与整流所联系，通知系列通电槽号及通电时间，确认送电制度。
2）与计算机控制中心联系，通知系列通电槽号及通电时间。
九、通电焙烧：
1、再次确认通电前所有工作的完成情况及原材料和人员的到位情况。
2、与整流所联系通电时间。
3、通电焙烧：
电流按逐级加荷方式送电；
整个送电过程中必须保证瞬时冲击电压不超过5V，否则应立即降低电流或减缓升电流速度。
上午10：
00准时送电：
10：
00时；送入电流30000——50000安培；
11：
30时；再升电流至50000安培；
13：
00时；再升电流10000安培，电流合计60000安培，要全面检查，阳极导杆及钢爪导电情况，阴极窗口的反映情况，整流所平稳供电情况。
如发生钢爪、阴极钢棒等部位发红，要及时进行调整，并用风管冷却，待以上问题平稳后，再升电流，这个时间要延长到。
根据现场情况，再升电流10000安培，电流合计70000安培，更进一步检查以上情况，如一切平稳，可进一步升电流。
升全电流80000安培，进行工作，整个送电时间根据现场实际情况完成。
4、通电24小时内要全面仔细检查，重点钢爪、阴极钢棒发红情况。
5、通电后电工要测试电压数据是否反向与准确。
6、对超过额定电流50％以上的过载阳极组要进行必要的断电调整，但必须要遵守以下原则：
1）一台槽同时断电阳极不得超过3组；
2）一台槽相邻断电阳极不能多于2组；
3）断电时间不能超过1小时；
4）导杆操作的最大距离不得超过3mm；
7、通电后换极组要全面检查阳极情况，特别是钢爪发红冷却无效的要及时调节阳极的电流分布（必要时使用棍式分流器）。
对过载阳极阳极组要采取必要的断电调整。
8、全电流后可往碳块缝隙中加料，并不断向熔化塌陷处补充。
9、槽壳表面温度高于150℃的部位应进行冷却处理（用风冷却）。
10、通电48小时内是多种问题多发期，值班、检查、测量分析、管理、处理过程中人员要富裕一些，要把精力放在这一时期内。
十、分流片拆除：
1、根据槽电压、阳极电流分布、焙烧温度等具体情况拆除分流片，必须保证电压在3V左右才可拆除。
2、在启动前48小时切割两组分流片，前后面对称切割，保证电流前后面尽可能均匀，30小时后切割完毕，使电解槽通入全电流，全电流焙烧最高电压小于5V。
3、拆除前测量阳极电流分布，原则是阳极电流分布值大的先拆除，拆除时间及组数参考下表：
拆除间隔时间（全电流后）
0
5
10
15
20
25
30
拆除组数
2
2
2
4
2
2
2
4、在拆除过程中，要保证槽电压的升高值不超过0.5V，若电压急剧升高（超过0.5V），应立即停止拆除工作，及时检查阳极电流分布，等电流稳定后在3.5V以下再进行拆除作业。
5、拆除的分流片作为下一批通电焙烧槽使用（方法同五）
十一、软连接的拆除：
1、在启动前拆除，首先从电解槽后大面把导杆卡具放到母线挂钩上，然后松开软连接卡具，取掉软连接和软连接卡具，再拧紧小盒卡具，然后再松开，再拧紧，然后沿母线下沿在导杆上划上线。
这道工序只能在同一台槽上一个导杆一个导杆的进行。
2、取下的软连接和软连接卡具作为下一批通电槽使用（方法同四）。
十二、电解槽启动前的准备：
1、槽电压的检查与温度测量（测量组完成）：
1）通电后要及时记录槽电压的变化，半小时一次，并及时汇报指挥中心，确定电流上升时间；通入全电流后，每2小时记录一次电压，每班4次（在焙烧启动日志上记录）。
2）通入全电流后，每4小时测量一次炉底温度（在小头侧第二块阳极碳块之间的中缝下，用有保护管的热电偶测量），及时掌握温度上升情况和电流分布情况。
2、阳极电流分布与阴极电流分布的测量（测量组完成）：
1）通电后用罩有铁皮的毫伏表测量铝导杆等距离电压降的方法测量阳极电流分布，作为切割分流片和了解阳极碳块与焦粒接触好坏的依据，每4小时测量一次。
2）预热阶段要安排测量阴极电流分布，以掌握内衬是否预热均匀，同时间接了解内衬的砌筑质量。
3、在阳极表面撒满冰晶石进行保温，并覆盖700㎏的氧化铝。
4、电解槽启动的具备条件：
1）阴极表面70～80％的面积表面温度达到900℃以上。
2）槽内70％以上的面积有15～20cm的熔融电解质。
十三、电解槽的启动：
鉴于我厂是第一批系列电解槽启动，从节约能源、安全角度、使电解槽逐步提温、槽内衬逐步加热、平稳生产角度等方面考虑，采取干法效应启动与湿法无效应启动相结合的方法进行启动。
也就是说在不具备有充足电解质的条件下，采用干法效应启动；具有充足电解质的情况下，采用湿法无效应启动；这需要电解车间启动组根据现场实际情况灵活安排。
1、干法效应启动：
（1）确定启动槽号，紧固导杆卡具，在卡具下画线，记录回转计读数。
（2）逐步提升电压，使电解槽阴、阳两极之间逐步产生拉弧和闪烁效应，以拉弧热量和闪烁效应热量逐步熔化冰晶石物料，物料熔化完后，将中缝炭渣捞出，把极上的物料不断的推入中缝，熔化冰晶石，增加电解质的量。
在此期间，电压要慢慢抬起，尤其一开始切不可抬之过快，以防发生强烈崩爆，发生意外事故。
一般电压控制在10～15V。
待有一定量的液体电解质浸没阴、阳极，电压逐渐稳定后，方可继续慢慢升高电压，加速冰晶石熔化，直到有足够液体电解质为止。
（3）在上面操作过程进行的同时，要尽快捞炭渣，使电解质清洁，利于流动。
（4）当电解质水平高于35cm，电解温度超过980℃时，将槽电压控制在8.5V左右，维持24小时后，连通正常打壳加料作业，在24小时内电压逐步降至6V，电解质清洁后，阳极可以用氧化铝保温。
（5）在启动24小时后，灌液体铝3吨，保证铝水平在10cm左右，再过24小时电压降至4.5V，接通计算机电压控制，电解槽进入正常生产。
（灌铝的条件：
炉底温度高、无沉淀、电解质中无团状悬浮氧化铝）。
（6）为减少高位残极的数量，启动10天后开始换阳极。
2、湿法无效应启动：
（1）确定启动槽号，紧固导杆卡具，并在卡具下画线，记录回转计读数。
（2）确认电解质吸出的生产槽槽号和电解质吸出量。
（3）打开电解质注入口，并把注入溜槽配置在注入口处。
用两个天车起吊抬包，在两个生产槽中各吸入电解质1.5吨，并灌入启动槽内（两包灌入时间间隔不超过10分钟，灌入电解质量必须保证在3吨以上，并且电解质清洁无炭渣、温度在980℃以上）。
边灌电解质，边提升电压，当电解质灌完槽工作电压提升到10V左右，在此期间，电压要慢慢抬起，以不发生效应为准，最高电压不准超过11V。
向槽内添加冰晶石，待固体物料逐步熔化后，在这个过程完毕后，当电解质水平高于35cm，电解温度超过980℃时，将槽电压控制在8.5V左右。
（4）在上面操作过程进行的同时，要尽快捞炭渣，使电解质清洁，利于流动。
（5）启动24小时后，连通正常打壳加料作业，在24小时内电压逐步降至6V，当电解质清洁后，阳极可以用氧化铝保温并封壳。
（6）在启动24小时后，灌液体铝3吨，保证铝水平在10cm左右，再过24小时电压降至4.5V，接通计算机电压控制，电解槽进入正常生产。
（灌铝的条件：
炉底温度高、无沉淀、电解质中无团状悬浮氧化铝）。
（7）为减少高位残极的数量，启动10天后开始换阳极。
十二、电解槽启动后期的管理工作：
1、电压管理：
启动后的电压管理是电解槽能否顺利转入正常生产阶段的关键，故要制定电压管理制度，以启动后的时间为记录时间：
启动后
电压保持（V）
8.5
8.3
8.0
7.8
7.5
7.3
7.0
6.8
6.5
6.3
降电压
时间（小时）
0
4
8
10
12
14
16
18
20
22
启动后
电压保持（V）
6.0
5.8
5.5
5.3
5.0
4.9
4.8
4.7
4.6
4.5
降电压
时间（小时）
24
26
28
30
32
36
38
40
44
48
具体操作根据现场确定，但必须保证温度不能降的过快，电解质不能收缩为标准。
2、下料制度：
启动后时间
第一周
第二周
第三周
自动下料间隔（s）
280
260
240
3、铝水平保持值（出铝后）：
启动后时间
第一周
第二周
第三周
第四周
正常期
铝水平（cm）
15
16
17
18
19～20
启动后一个月为正常期，所有出铝任务必须按照测量值出，保证以上条件不受破坏。
4、电解质水平保持值：
启动后时间
第一周
第二周
第三周
第四周
正常期
电解质水平
大于35
30～35
25～30
22～25
20～22
5、分子比的保持值：
启动后时间
第一月
第二月
正常期
第一周至第二周
第三周
分子比
大于2.8
2.6～2.8
2.5～2.7
2.3～2.5
启动后每周取一次电解质试样分析电解质分子比，一月后每半月取一次试样进行分析，对分子比要做到及时调整。
6、抬母线周期为24天，对于刚启动的电解槽，需要按照电解槽启动顺序提前抬母线，抬母线作业将从启动后第10天开始，正常后每天必须保证3～4台槽的工作量。
7、换极：
启动第10天后开始换极，换下的高位残极可作为下次调整使用，一定要做好高位残极的记录工作，尽可能做到高位残极的充分利用，并尽快使换极工作转入正常，使阳极消耗更趋合理，正常阳极换极周期为23天，尽可能把周期延长到25天，间隔34小时换一个极，换极时要遵循以下原则：
（1）相邻阳极组要错开更换；
（2）电解槽两面碳块组应均匀分布，使阳极导电均匀，两条大母线承担的阳极重量均匀；
换极顺序车间根据实际运行情况，自行调整，以单极净消耗越高越好，必须保证原铝质量和杜绝阳极钢爪氧化。
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