试验用双阳极12KA电解槽设计制造安装启动技术总结

试验用双阳极12KA电解槽设计
制造安装启动技术总结
苏继勇   运城市关铝设备材料有限公司
试验用双阳极12KA电解槽在六十七天的时间中（2009年2月3日～4月12日），就完成了设备的设计、制造、安装调试、通电焙烧启动，并投入了正常的生产运行模式运行二十五天停运，对设备作了部分修正后，于5月13日二次启动运行至今运行良好，完全达到了用于做小型电解生产工艺生产产品的成份、品质试验的目的。就目前所知，在国内东北大学有此类试验用小电解槽在使用，企业在一无小电解槽的设计经验；二无同型号设备设计技术资料；三无符合电解槽正常生产运行的配套供电设备；四无符合电解槽通电焙烧启动生产时的原材料；五是在无任何双阳极小电解槽通电焙烧启动的经验与技术资料的情况下，只用了六十七天的时间，就园满地完成了试验用双阳极12KA电解槽设备的设计、制造、安装调试、通电焙烧启动，并达到了设备正常生产运行的工作状态。在4月13日即将处于正常生产运行状态的试验用双阳极12KA电解槽交付使用单位投入到了正常的生产运行使用中去。成绩可喜可贺。
现对试验用双阳极12KA电解槽设备设计、制造、安装调试、通电焙烧启动工作的优缺点总结如下：
一、设备的设计、制造、安装调试、通电焙烧启动的几大优点
1、试验用双阳极12KA电解槽的结构设计、槽膛保温设计合理，满足了试验用双阳极12KA电解槽的生产工艺技术要求，特别是电解槽生产运行时的热场技术参数要求。
2、试验用双阳极12KA电解槽、阳极提升机构的设计、制造、安装调试准确到位、运行灵活可靠、提升高度的精确值己达到了0.2mm，给电解槽启动过程中阳极高度提升值达到了理想化状态，保证了小电解槽在启动过程中的电压提升梯度达到了理想状态，从而避免了启动时产生的冲击电压对电解槽槽膛等设备造成的伤害。
3、试验用双阳极12KA电解槽设备系统的绝缘材料、结构设计、供电母线等的制造安装，均满足并部分超过了规范要求值。特别是一级绝缘部位的绝缘度（即阳极提升架与槽壳的连接处）要求是≥10MΩ，实际安装调试后已达到了100MΩ。保证了设备生产运行的安全可靠。
4、试验用双阳极12KA电解槽的侧部槽罩板结构尺寸、保温、绝缘性能的设计制造安装，均符合并完全满足了试验用小电解槽的技术参数要求，及小电解槽生产运行的操作使用技术规范要求。
5、参加试验用双阳极12KA电解槽通电焙烧启动的人员，具有较高的组织与指挥能力，有丰富的电解槽通电焙烧启动操作经验，有较强的电解槽通电焙烧启动生产运行的技术、安全生产运行的应变及处置能力。
从而园满地完成了试验用双阳极12KA电解槽设备的设计、制造、安装调试、通电焙烧启动投入正常的生产运行。
二、设备的设计、制造、安装调试、通电焙烧启动的几大缺点
（一）、设备、材料的配制
1、试验用双阳极12KA电解槽由于所要设备时间紧，根据甲方要求，按75KA电解槽的建设材料进行的设计制造，并规定了电解槽采用双阳极、总供电电流为10～12KA。则造成电解槽工作的电流密度为0.73，而试验用电解槽阳极单位体积的散热面积是75KA电解槽的2.5～3倍，从而造成试验用电解槽通电焙烧启动所需供电热值不够，使电解槽的焙烧启动升温慢、长时间电解槽内工作温度达不到启动的工作状态，拖延了电解槽的焙烧启动时间。根据实际焙烧启动的成功经验与生产运行情况，电解槽实际焙烧最后二十六小时的运行电流密度达到0.85后电解槽才具备了启动的技术条件。
所以，此试验用双阳极12KA电解槽的通电焙烧启动工作电流应设置为12～14KA。
2、试验用双阳极12KA电解槽所配套的供电系统设备不配套，供电设备的设计使用电压为0～20V，电流为0～15KA。设备可运行控制的电压，根本无法满足电解槽生产工艺所需要的供电电压等级要求。造成电解槽在焙烧启动生产运行时，无法对电解槽采用效应启动所需的温度值来对电解槽进行升温焙烧、电解质的熔化等工作，从而使电解槽达到焙烧启动时所需的电解槽槽内运行工况的技术目的。
因此，试验用双阳极12KA电解槽配套的供电设备，所需要的供电电压等级应为：0～10V、8～100V两个电压等级的控制档位来进行生产运行控制的供电设备。
3、生产所用冰晶石含水率太高，巳接近10％（在购买时含水率巳达6.08％，购回存贮时未保管好缝雨天吸潮造成其潮湿到，用手一捏即成块状的局面）而进行装槽使用，严重地影响了电解槽的通电焙烧温度、冰晶石的融化速度及电解槽的焙烧周期，延长了电解槽的焙烧启动时间，同时增大了氟化物的气体生成量造成的不利影响。
4、电解槽与供电设备电源接线中，三夹二连接供电设备正、负极接线柱的连接软母线时，正、负极的软母线设计值为75片，实装为90片。虽然三夹二连接处的安装处理还不错，通电后的压降为28mv。但由于连接处的软母线少了，造成过流截面小，使软母线两端焊接处发热，带来软母线焊接处、三夹二接线柱的端子板温度达到了85℃上，最后采用了轴流风机的降温措施将各结点的温度降到了45～65℃上。
实际对三夹二接线柱连接正、负极的软母线设计中，各极的软母线设置应为≥180片。
5、分流器、软连接所用卡具中，只有软连接与水平母线用小号卡具能满足尺寸的使用要求，而分流器、软连接与阳极导杆的连接尺寸均不能使用，大的大，小的小。也就是说130×130阳极导杆组所用的卡具，配的却是200×180阳极导杆组所用的卡具(最后是对大卡具采用增焊方管后，才满足使用要求进行使用的)。
（二）、设备制造、安装
1、在电解槽的生产制造中未严格进行技术质量把关，使槽膛中轴线一角向工作大面侧一角偏移了4～5cm，而且槽膛中轴与电解槽中轴线不重合，整体偏移。使带阳极碳块的阳极导杆组下不到槽底，无法正常装槽。在装槽前一天检查出后，提前采取了人工方法将伸腿进行凿打修改后，才保证了装槽时所需要的各项技术参数条件的要求。
2、电解槽在筑槽过程中，对电解槽侧部的保温砖侧所装填的干防渗料未装填充实，至使电解槽装车运输40公里左右时，所装填的干防渗料充填物就已经产生了下沉现象，从而大大降低了设置防渗层的防渗作用（设备运到安装现场后，又采用了冰晶石进行了再次封填）。
3、供电母线压接面的安装设计中：一是、紧固螺栓采用的是M24小了；二是、紧固螺栓选用了弹簧垫片，并且安装时未对中，造成通电后立柱母线上部压接面的电压降最高达到了100mv、压接面的温升达到了110℃。在供电母线的四个压接面中，供电设备的阴极母线压接面安装调整的最好，通电运行后其压降只有7～8mv。而还有其它二个压接面通电后的压降在66mv、78mv。造成供电母线五个压接面的实际总电压降达到了280mv，提高了供电母线各结点的工作温度，给电解槽的工作环境、条件带来了不利因素。经多次努力也只将五个电接点的实际总电压降降到250mv。
因此，在今后的类似工作中必须注意：
1、电解槽各供电母线压接面的紧固螺栓必须选用≥M30螺栓；
2、供电母线压接面的紧固螺栓所用垫片，必须是平整的钢板制作后来使用的；
3、供电母线任何螺栓连接的部位都不得使用弹簧垫片；
4、供电母线压接面在安装前，必须将各压接面位置加工、包装、运输造成的毛刺或附着物全部清理、清洗干净后，才准进行后续的安装调试工序；
5、供电母线压接面的紧固螺栓在安装连接时，必须采用加力工具将各个紧固螺栓紧到位，使母线的两压接面平整地完全紧密配合，尽可能地降低供电母线压接面通电后的电压降，降低压接面的工作温度。