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常见电解槽异常处理方法《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:51:30 阅读: 来源:换鞋凳厂家

2018-04-10 10:22:12来源: 贤集网

在铝电解生产中,电解槽并不是一直处于正常运行状态。由于运行过程受到各种因素的影响,干扰了电解槽的热平衡和物料平衡,产生这样或那样的异常,其表现就是病槽的出现,和一些异常现象的发生。遇到这种情况,应该根据具体情况,查找原因,施以的正确处理方法,使电解槽尽快恢复正常运行。

现就病槽的形成及常见电解槽异常处理方法叙述如下:

一、冷槽

当电解槽热收入与支出不平衡时,即电解槽热收入小于热支出时,电解槽走向冷行程,生产中称为冷槽。

冷槽表现为:

a. 火苗呈淡蓝紫色,软弱无力。电解质水平明显下降,电解质温度低,颜色发红,粘度大,流动性差,阳极气体排出受阻,电解质沸腾困难。

b. 冷槽初期,电解质结壳厚而坚硬,中间下料口有时出现打不开壳,后期,电解质酸性化,结壳变薄而完整。

c. 冷槽发展到一定时间后,电解槽便出现炉膛不规整,局部肥大, 炉膛收缩炉底沉淀增多,液体电解质分子比降低,电解质水平较低,铝水平持续上涨,极距缩小。

d. 阳极效应频频发生,时常出现‘’闪烁“效应和效应熄灭不良。

e. 炉底沉淀增多,致使阳极电流分布不均,导致磁场受影响,铝水波动大,引起电压摆动增多,从而导致阳极电流分布不均,甚至出现阳极脱落的现象。

冷槽的处理

1、初期冷行程的电解槽处理方法很简单,只要及时发现苗头,适当提高槽电压,增加槽内热量收入,便可恢复正常。

2、提高电解质水平,即从热槽中取出液体电解质灌入槽中,以提高槽温和溶解氧化铝的能力。

3、加强阳极保温,盖好槽盖板,加足保温料,减少电解槽的热量损失。

4、延长加工间隔,尽量减少槽内的热损失,有利于槽内沉淀和结壳的熔化。

5、提高效应系数,利用效应提高槽温,处理槽底沉淀。

6、调整出铝制度,适当吸出些铝水来降低铝水平,提高炉底温度。在”撤铝水“时,要与槽状况紧密配合,认真准确,防止发生滚铝和压槽现象。

7、调整供电制度,保持电流平稳或调整与供电制度不适应的技术条件。

在处理炉底沉淀期间,还可利用换阳极打开炉面之机用大钩钩拉炉底沉淀,一方面可使沉淀疏松,容易熔化;

另一方面在沉淀区拉沟后,铝水顺沟浸入炉底,可改善沉淀区域的导电性能,对阴极导电均匀大有好处。

同时,利用来效应,换阳极时多捞碳渣,使电解质洁净,改善其物理性质。要勤测阳极电流分布,保证其分配均匀和阳极工作正常;利用计算机报表提供的信息和数据,正确分析判断,准确把握变化趋势,及时调整技木条件,这祥,可使电解槽在一星期左右转入正常运行。

二、热槽

如果电解槽热收入大于热支出时,电解槽就走向热行程。生产中也称之为热槽。

热槽的表现为:

1)火苗黄而无力,电解质颜色发亮,挥发厉害,流动性极好,阳极周围电解质沸腾激烈,碳渣与电解质分离不清,在相对静止的液体电解质表面有细粉状碳渣飘浮,用漏勺捞时碳渣不上勺。严重影响了电解质的物理、化学性质,电流效率很低,炉底产生氧化铝沉淀。

2)阳极着火氧化严重,伸腿变小,炉底沉淀增多。

3)壳面上电解质结壳变薄,下料口结不上壳,多处穿孔冒火,冒有”白烟“,

4)炉膛遭到破坏,部分被熔化,电解质温度升高,电解质水平上涨,铝水平下降,电解质分子比升高。测两水平时,电解质和铝水之间的界线不清,而且铁钎下端变成白热状,甚至冒白烟。

5)电解质对阳极润湿性很差,槽电压自动上升,出现阳极效应且效应滞后发生,不易熄灭,效应电压较低。

6)严重热槽时,电解质温度很高,整个槽无槽帮和表面结壳,白烟升腾,红光耀眼;电解质粘度很大,流动性极差,阳极基本处于停止工作状态,电解质不沸腾,只出现微微蠕动。生产中称”开锅‘’现象。

热槽的处理:

1)电解槽初期热行程也算不上是病槽,处理方法很商单,只要将槽工作电压适当降低,减少其热收入,

2)当槽内铝水平较低时,可减少出铝量或向槽内加入固体铝,提高铝水平,增加炉底散热,使炉膛不遭破坏,并及时调整其它技木条件,将电解槽调整到正常运行轨道。

3)阳极底掌不平而引起的热槽,可以提出阳极打掉底部不平位置,装极时可比原位置高,并降低槽温。降低槽温时不可盲目通过降低极距来降低槽电压实现。可采取清亮电解质,减小电解质电阻,并加强电解槽散热的办法降低槽温。个别严重的阳极病变可采用残极更换。

4)由于电解质电阻大所引起的电解质过热,可以打开大面结壳

使阳极和电解质裸露,加强电解槽上部散热,同时向槽内添入氟化铝和冰晶石粉的混合料,。冰晶石熔化需要消耗大量热量,使槽温降低,混入的氟化铝,可降低电解质分子比。

5)严重的热槽,可以采取倒换电解质的方法来降低槽温。

热槽好转的标志是阳极工作有力,电解质沸腾均匀,表面结壳完整,碳渣分离良好,之后再逐渐降低槽工作电压,并配合添加极上保温料,恨据具体情况,缓缓撤出铝水,消除炉底沉淀,使电解槽稳步恢复正常运行。

热槽好转后,常常会出现炉底沉淀较多的情况,尤其是严重热槽,沉淀层厚度大,这种沉淀与冷行程的沉淀不同,它因炉底温度高,沉淀疏松不硬,所以易熔化。在恢复阶段,只要注意电压下降程度,控制好出铝量,适当提高效应系数,电解槽很就可转入正常,但若控制不好,也很容易反复。所以,恢复阶段必须十分注意槽状况变化,精心做好各项技术条件的调整,使之平稳转入正常运行。

三、压槽

当极距过低时,阳极底掌压在槽底结壳或沉淀上,称之为压槽。

压槽的表现为:

1)火苗黄而软弱无力,时冒时回,电压摆动,有时会自动上升。

2)阳极周围的电解质有局部沸腾或不沸腾。

3)电解质的温度高而发粘,碳渣分离不清,向外冒白条状物,阳极气体排出困难。

压槽处理:

1)如果由于压低极距造成的压槽,可抬高阳极,使电解质均匀沸腾,如果槽温过高,可按一般热槽处理。

2)如果阳极与结壳和沉淀接触造成的压槽,必须先抬升阳极,使之与结壳和沉淀脱离接触,清理干净阳极底掌的粘附物,如电解质液低时可向槽内灌入电解质,如铝液滚动时再灌入铝液,待电压稳定时再处理沉淀,规整炉膛后按一般热槽处理。

3)如果由于槽膛内型不规整,出铝时发生的压槽,应停止出铝,抬起阳极,使之脱离沉淀和结壳,如果电压摆动较大,发生效应时伴有滚铝现象,可将铝水倒回一部分并抬高阳极,使电压稳定后再检查处理。

四、针振的判定及处理

由于某种原因造成槽内铝液波动而引起的电压波动,称之为针振(电压摆)。它是判断槽子是否稳定的敏感标志。

针振(电压摆)产生的原因:

1)阳极设置过低,或部分卡具未上紧,阳极下滑,阳极长包等造成电流分布不均。

2)炉膛不规整

3)炉底沉淀过多,结壳严重。

4)铝水平过低。

5)系列电流不稳

针振(电压摆)发生时的现象:

1)槽电压波动幅度在0。3-2。0V。

2)部分阳极钢爪发红,阳极脱落。

3)局部炉帮涮空,部分残极涮爪,原铝含铁量上升。

4)槽温偏高,电流效率降低。

针振(电压摆)的处理:

1)轻微电压摆可以人工效应处理。

2)炉帮过空,及时进行扎边部作业,规整炉帮。

3)测量阳极电流分布,判断阳极是否设置不良,测量前必须上抬电压0.3V以上,并及时调整电流偏流的阳极,每班调整阳极不得超过两块。

4)沉淀多槽温低,上次效应到现在有30小时以上,可以人工等一个效应。

5)电压摆超过0。5V可缓慢上抬电压,但不得超过4.8V。

五、异常电压

生产中槽电压偏离设定电压0.3V以上的称为异常电压。发现异常电压时应采取以下措施进行处理:

1.加强巡视槽电压,槽况和两水平,及时调整低异常电压。

2.长时间出现高异常电压,要及时调整到设定电压的位置。

3.由于系列电流变化而出现的异常电压,待系列稳定后再做调整。

六、阳极长包

阳极底掌由于某种原因消耗不良,在底掌形成包状或锥形凸起物,称之阳极长包。

阳极长包产生的原因很复杂,当阳极底掌突出的包状进入铝液,电流形成短路,造成电流空耗, 极大降低了电流效率。

电解槽出现冷槽或热槽时,物料平衡遭到破坏,都会引起阳极长包,只是行程不同,阳极长包的部位有所不同,长包后电解槽的状况有所差异。

发生冷槽时,伸腿长,阳极端头易接触边部伸腿,包都长在阳极靠大面端头,而且长包后电解糟不显得太热。

发生热槽时,由于阳极底掌上贴附碳渣块而阻碍消耗,包大部分都长在阳极底掌中部,长包后槽温很高,常常长包阳极处都冒白烟。

物料平衡遭破坏后引起的阳极长包与热槽相似。

阳极长包的共同点是电解槽不来效应,即使来也是效应电压很低,而且电压不稳定。长包开始时电解槽会有明显的电压摆动,一旦包进入铝液,槽电压反而变得稳定,炉底沉淀迅速增加,电解槽逐渐返热,阳极工作无力。

阳极长包的处理方法:

1)如果长包和铝液接触时,先将阳极提出来离开铝液,用大耙把突出部分的外皮层刮掉,使其表面导电,再放回槽内继续通电使用,使其将包自动消耗。

2)包太大时,用铁钻子或钢钎打下来,实在打不下来的使用厚残极进行更换。处理完后要及时测定阳极电流分布,调整好阳极设置高度,使电流分布均匀,并用冰晶石-氟化铝混合料覆盖阳极周围。防止处理不彻底出现循环长包,而转化成其它形式的病槽。

七、阳极脱落

在预焙槽上,由于阳极质量或操作质量问题,出现个别阳极脱落、掉块(部分脱落),严重时一个槽在短时间内(几小时之内)出现多组脱落(三组以上),对电解槽的运行产生极大的破坏,甚至被迫停槽。

引起阳极多组脱落的原因主要是阳极电流分布不均而引发的严重偏流。

当强大的电流集中在某一部分阳极上,短时间内使碳块与钢爪连接处浇注的磷生铁或铝-钢爆炸焊熔化,阳极与钢爪或铝导杆分开,掉入槽内,随后电流又流向别的阳极,造成电流恶性传递。

造成阳极偏流主要有下述原因:

1)液体电解质太低(150mm以下),浸没阳极太浅,阳极底掌稍有不平,使阳极电流分布不均匀,出现局部集中,形成偏流;

2)是炉底沉淀较多,厚薄不一,阴极电流集中,引起阳极电流集中,形成偏流。

3)抬母线时阳极卡具紧固得不一致,或有阳极下滑情况,未及时调整,也会引起阳极电流偏流,最终造成阳极多组脱落。

处理阳极多组脱落的原则是:

1)先测阳极电流分布,调整未脱落阳极,使之导电尽量均匀, 控制住继续脱落现象发生

2)尽快捞出脱落块,装上残极重新导电,切不可装上新阳极。

3)处理过程中出现电解质干枯,沉于炉底,铝水上飘,电压自动下降时, 要及时处理脱落块,然后再从其它槽内抽取电解质灌入,边灌边抬电压,决不可硬抬电压。随后测量阳极电流分布,调整好各组极距,使电流分布均匀,阳极处于工作状态。

八、滚铝

电解槽发生滚铝时, 铝液从槽底泛上来,然后沿四周或一定方向沉下去,形成巨大 的旋涡,严重时铝液上下翻腾,产生强烈冲击,甚至铝液连同电解质一起被掀到槽外。

热槽和冷槽都可能引起滚铝,但滚铝发生的根本原因是由于由于电解槽电流分布状态遭到破坏形成不平衡的磁场,产生不平衡的磁场力作用于导电铝液上,推动铝液旋转、翻滚,从而发生滚铝现象。

发生滚铝的电解槽,主要表现在以下几个方面:

1)电解槽出现电压摆,火苗时冒时回。铝水会泛上槽壁。

2)电解槽的炉膛不规整,炉底沉淀多,而且厚薄不均时,就会造成阴、阳极电流紊乱,破坏磁场的平衡,形成强烈偏流

3)槽内铝液浅(特别在出铝后易产生滚铝),铝液中水平电流密度大;

4)阳极,阴极电流分布不均匀,尤其是阳极电流分布变化无常,阳极停止工作。

5)技术条件不合理

要消除电解槽滚铝,必须减少铝液层中的水平电流,使其阴阳极电流分布均匀,磁场分布平衡,以减少作用于导电铝液上的不平衡磁场力。

处理滚铝时可采用以下方法:

1)由于热槽造成炉帮熔化,形成不规整炉膛,铝水浅而产生滚铝,可采用扎边部规整炉膛的办法,以消除铝液正常循环的障碍。若铝水太少,可适当灌入铝水,增加槽在产铝量,从而增加了运动铝水的质量,降低其运动速度,使铝水平静下来。

2)由于冷槽造成的畸形炉膛,炉底沉淀多引起的滚铝,可采用测全电流分布,调整阳极电流分布,使其阴阳极电流分布均匀:或适当提高槽电压,利用电解质较大的电阻来迫使电流分布均匀,或采取扒炉底沉淀的方法,以改善阴极导电。

3)发生滚铝时要避免添加粉状氧化铝冰晶石防止被铝液卷入槽底形成沉淀。

4)滚铝消失后,不要急于降电压,可适当延长加工间隔,以继续熔化沉淀

九、常见事故及处理

在铝电解生产中,由于管理和操作不当,或者设备失灵都会造成重大生产事故,甚至使整个系列生产瘫痪。当事故发生时,要及时采取正确的处理方法,避免事故的进一步扩大,将损失控制在最小。

1、 漏炉

漏炉有两种情况,一种是电解槽底部或侧部破损严重,阴极钢棒熔化, 铝水和电解质从阴极钢棒孔流出,称之为炉底漏炉。另一种是炉底内衬完好,由于操作管理不当,槽温过高,或效应持续时间过长,熔化边部电解质槽帮,烧穿侧部槽壳,电解质液和铝水从侧壁碳块的局部缝隙间漏出,称为侧部漏炉。

设计不合理,安装砌筑不好,也会引起漏炉。

漏炉时不仅该槽的运行遭到破坏,同时漏出的高温电解质或铝水可能会冲坏阴极母线——烧毁槽下部设备,影响整个系列生产。因此,生产中尽量避免漏炉,不仅对正常槽需要加强操作和管理,对严重破损槽也要准确掌握破损程度,适时停槽大修,以免发生漏炉事故。

漏炉事故的处理:

1迅速根据漏液的部位判断出是底部若为侧部漏炉漏炉还是侧部漏炉。

2安排专人监护槽电压,槽电压不得超过5V,如超过应手动降阳极。

3将结壳块运至漏炉旁,若为侧部漏炉,应扎漏炉边部,边扎边加结壳块和氧化铝,扎住后吹风冷却,以便快速形成炉帮

4若为底部漏炉,漏炉处滴铝时,可用镁砖碎块或镁砂进行修补。严重的炉底破损,必须紧急停槽,并组织操炉工人边扎边投入电解质块,袋装氟化钙或氟化镁等原料,强行筑起边部槽帮,以堵住漏洞。

1.难灭效应

正常生产的电解槽,阳极效应会周期性的发生,处理时也很容易熄灭。

当电解槽出现异常时,会发生难灭效应,即效应发生后数小时甚至十几个小时熄不灭,效应延续时间很长的现象,称之为难灭效应。

难灭效应发生的原因主要是由于电解质中氧化铝过饱和,并含有悬浮的氧化铝造成的。它常常发生在炉底沉淀多、电解质水平低的非正常运行槽上。

当这种槽来效应时,如果熄灭效应时机把握的不好,液体电解质中氧化铝浓度还未达到熄灭效应最低值,过早插入木棒,将炉底沉淀大量搅起进入电解质中,立即使电解质发粘,固体悬浮物增多,使得投入的氧化铝难以熔化,悬浮于电解质中,同时电解质性质恶化,对阳极的润湿性不能恢复,电阻增大,产生高热量,很快使电解质温度升高而含碳,效应难以熄灭,引起恶性病槽。

处理方法:

1) 出铝后铝水平低发生的难灭效应,应抬高阳极,向槽中灌入铝液或在沉淀少的地方加铝锭,将炉底和结壳盖住,并加入电解质或冰晶石,以稀释和溶解电解质中的过饱和氧化铝,降低温度,待电压稳定后即可熄灭。

2) 当电解槽来效应时,在某一部位进行效应熄灭无效时,变成了难灭效应,应重新选择突破口。新的位置一般选在两大面低阳极处,打开壳面,将木棒紧贴阳极底掌插入,对于严重者可多选一处,同时熄灭。

3) 因炉膛不规整,炉底沉淀多引发的难灭效应,应抬高阳极,局部炉帮空可用电解质块补炉邦,待电压稳定后即可将效应熄灭。

难灭效应熄灭后,会出现异常电压(异常电压达5一6Ⅴ),此时不能以降低阳极来恢复电压值,否则易造成压槽,只能让电压自动恢复,一般在l一2小时内电解质会逐渐澄清, 电压自动下降。为了加快恢复速度,可打开大面结壳,在电解质表面添撒冰晶石粉,一方面降低槽温,促使碳渣分离,同时增加液体电解质加速溶解悬浮物,加快槽状态恢复。

2.短路口放炮

新电解槽启动时,由于进行人工效应,应随电解质灌入慢慢抬高电压,电压偶然抬得过高,来效应时效应电压过高,或由于阳极失控上升引发的高电压,造成短路口电弧放电,使得短路口两侧钢板,螺栓绝缘套管与螺栓错位短路通流,以致熔断螺栓,螺栓熔断的瞬间相当于带负荷切断电流,造成短路口绝缘板击穿引起放炮。

处理:

1)当发现短路口出现弧光时,应立即降低电压,使效应熄灭,若出现起火,应用冰晶石粉扑灭火焰,并松开短路口螺丝增加一层绝缘板

2)当短路口发生放炮,并严重烧坏时,应立即联系动力调度系列停电。

3)迅速组织人员处理短路口,用绝缘物将两压接面紧急分离后再通电

4)若两压接面严重烧坏, 需停电2—3小时,对压接面补焊,挫平或更换。

5)处理完毕后,人员撤离现场后方可通知供电送电。

3.阳极导杆与母线打火

阳极导杆工作面有凸起部位,导杆弯曲,使导杆与母线不能完全接触及卡具未拧紧等,来效应时由于阳极发生震动,引起导杆与母线结合面相对滑动,造成打火现象。

处理:

1) 要迅速拧紧卡具

2) 点降电压适当,迅速熄灭效应。

3) 效应熄灭后,重新校正导杆与母线使之完全接触,卡具上紧。

4)若打火严重,烧伤母线及导杆的要从新修补处理。

4.阳极升降失控

采用计算机自动控制的电解槽常因电气原件质量问题或安装问题,出现电路串线或继电器接点粘接,电动机抱闸失灵引起控制失灵或误操作,出现恶性事故。

阳极升降失控,是生产中常见的恶性事故

阳极自动无限量下降将电解质、铝水被压出槽外,造成大跑电解质。

阳极自动无限量上升,直至顶坏上部阳极提升机构,使电解槽遭到破坏;,或使阳极与电解质脱离发生断路,引发电弧放电,短路口发生严重放炮事故。

当发现阳极自动无限量下降时,应立即断开槽控箱的动力总电源,切断控制。通知检修部门立即捡修,清除设备故障,并将跑出的电解质块及时清理干净,并适当抬高阳极,以增加电解槽的热收入。尽量不加过量的固体电解质,可以灌入液体电解质或冰晶石,以补充电解质的损失。

当阳极上升到短路口严重打弧光,人巳无法进到槽前时,应立即通知紧急停槽,以防止严重爆炸事故引起重大损失。

要防止设备引发的事故,关键是要采用高性能高质量的设备,并要加强设备的维护保养,定期检查,以保证设备处于正常运行中。

5. 出铝操作严重过失

出铝操作过失是指出铝时全部吸出电解质使得出铝实际量大大超过指示量,或者抽错槽号造成重复吸出等。

生产中严禁此种现象的发生,否则会严重破坏电解槽的正常运行。当发现吸出的是电解质而不是铝水时,应立即倒回槽中,。并适当提高槽工作电压,以弥补所损失的热量;但出铝时实出量超过指示量200kg时,应将多出的量倒回原槽,若出现重复吸出,必须从其他槽抽取相当的量灌入。以保证铝水平稳定,以免引发病槽。

为此出铝工必须具有较强的责任心和认真的工作态度,以保证电解槽的稳定生产。

电解生产中电压摆的问题

一、 电压摆形成原因

电压摆是指电解槽在生产过程中产生的工作电压偏离设定电压并呈周期性变化的一种现象。

造成电压摆动的主要原因

1、炉膛不规整,炉膛内型偏离标准内型。

2、炉底有较大量的沉淀存在。

3、阳极电流分布不均匀引起电压摆动。

4、炉底生成结壳。

5、由于熔化炉底沉淀结壳,需要一定的时间,电压摆动就持续一段时间。

二、电压摆的危害

1、直接升高工作电压,增加电耗。

2、电解槽发生电压摆动,增加了处理时间和工作难度。耗费大量人力,物力和设备,潜在着较大间接损失。

3、由于电压摆动使电解质和铝液的流速加快,界面层变化大,铝的二次反应增加,降低了电流效率;另外,电解温度将上升许多,导致电解质中氟化铝挥发加快,增加了氟化盐的损失。

三、电压摆的表现形式及处理方法

第一种曲线:

图1 化炉底引起的电压摆

这种曲线特点:

属于高幅度低频率的,一般是化炉底、炉底沉淀较多的原因。

分析:

炉底有结壳或沉淀,增大了阴极电压降,在电压一定的情况下,就会形成压极距状态,引起电压摆动。

处理方法:

提高设定电压20—50mv,1—2天之内随着炉底的干净逐渐把电压降到正常值。

图2为电压调整2小时以后的曲线。

第二种曲线:

图3 阳极设置原因引起的电压摆曲线

这种曲线特点:

属于低幅度高频率,一般是阳极设置的原因。

分析:

如果某组阳极设置偏低,则通过的电流会增加,导致这组阳极的电流密度大,与电解质中的氧化铝发生反应速度加快,产生的阳极气体增加,阳极坐的又深,气体逸出不畅,积聚在阳极底掌,阻碍电流通过,引起电流的频率改变,从而引起电压摆动。

处理方法:

测20组阳极的电流分布。对数值摆动幅度大、数值较大的阳极进行调整即可。图3可以看出,在对此台电解槽进行AC工作时,对电流分布不稳定的一组阳极进行调整,曲线立即平稳。

第三种曲线:

图4阳极长包引起的电压下滑

这种曲线特点:

属于低幅度低频率、间歇性电压下滑。

分析:一般是设备故障或阳极长包,从而引起电压摆动。

处理方法:

检查槽上部结构及控制系统,如正常则检查阳极工作状态,如有钢爪发红、阳极四周黄火苗严重者,则检查阳极是否长包。图4是341#A10长包的曲线,原因是把A10拔极后第一轮AC时,阳极存在导电不均的问题。对此,工区利用三天时间把前42台槽的A10、B10又处理一遍。彻底杜绝了这类曲线的发生。

重视工艺技术条件的保持和调整,运用双平衡思想去研究电解曲线,把电解槽运行保持在稳定有序的状态下工作。曲线异常时快速发现问题,到现场求证后根据分析的原因制定措施及时纠正,杜绝电压摆的发生。从而实现稳定生产的目的。

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