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當電解槽(cao)實際電解溫(wen)度高(gao)于(yu)正常控制(zhi)的電解溫(wen)度上限(xian)時,我們稱(cheng)該電解槽(cao)為熱槽(cao)或進(jin)入了熱行程。
從能量平衡的角度,形成熱槽的原因(yin)為熱收(shou)入增加,或因(yin)熱支出減(jian)少,或二者(zhe)同(tong)時存在。決(jue)定電(dian)(dian)(dian)解槽熱收入的主要(yao)因素有槽工(gong)作電(dian)(dian)(dian)壓、陽極(ji)效(xiao)應、系列電(dian)(dian)(dian)流、電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)電(dian)(dian)(dian)阻等。影響電(dian)解槽熱支出的(de)主(zhu)要因素有保溫(wen)料厚度(du)、鋁水平等。因(yin)熱(re)收入和(he)熱(re)支(zhi)出的(de)某項或幾項因(yin)素發生改變而導致電解槽溫度上(shang)升的(de)熱(re)槽,常稱(cheng)做普通熱(re)槽。而(er)由(you)于(yu)各(ge)項技術條件匹配不合理、槽(cao)(cao)膛嚴重畸形等多重深層次誘因引(yin)起的(de)病槽(cao)(cao),水平電流增加(jia),二(er)次反應加(jia)劇,電流效(xiao)率明(ming)顯下(xia)降,本(ben)該(gai)轉變為化學能的(de)電能大量(liang)以熱(re)能釋放出(chu)來,使槽(cao)(cao)溫上升(sheng),形成熱(re)槽(cao)(cao),我們把這種熱(re)槽(cao)(cao)稱(cheng)做(zuo)異(yi)常熱(re)槽(cao)(cao)。
具(ju)體分析,可(ke)能(neng)形成(cheng)熱槽的原因主要有以下(xia)幾種:
(1)極距(ju)保(bao)持過高,電(dian)(dian)解(jie)質電(dian)(dian)阻壓降增加,槽(cao)電(dian)(dian)壓偏(pian)高,槽(cao)內熱收(shou)入過多。造成極距過(guo)高有兩種可能原因,一種是電(dian)(dian)壓測量儀(yi)表有誤(wu)差,測量值低于(yu)實際電(dian)(dian)壓值,計算機按測量值調整極距,使極距控(kong)制偏(pian)高;另一(yi)種是人為地提高槽電壓沒有及時降下來。
(2)極距過(guo)低(di),引起二(er)次反應加劇。二次反應放出大(da)量熱量,使(shi)電解槽(cao)溫度上升。
(3)電解槽(cao)內鋁水平過低,鋁量少(shao),槽(cao)底散熱量減少(shao)形成熱槽(cao);或因電解質水平過低,液體電解質量(liang)少,氧(yang)化鋁溶解能力下降,槽底產生大(da)量(liang)沉淀,引起槽底發熱;電解質水(shui)平過低,電解槽熱(re)穩定性也變差,這也容易引起熱(re)槽。
(4)電(dian)流分布(bu)不均勻,局部電(dian)流集中,形成局部過熱現象(xiang)。
(5)陽極效應處理不及時,或處理方法不當,效應持(chi)續(xu)時間過長,造成(cheng)槽溫(wen)上升。
(6)由(you)于冷(leng)槽處理不(bu)及時或處理不(bu)得法而(er)轉變成(cheng)熱槽。因(yin)(yin)為冷(leng)槽(cao)因(yin)(yin)溫(wen)度低(di)而電解質萎縮,氧化鋁溶解能力降低(di),如果(guo)得不到及時處理,會(hui)形成大量沉淀,導(dao)致槽(cao)底發熱,加之(zhi)效應(ying)頻(pin)發,效應(ying)電壓高,槽(cao)溫(wen)上升,進(jin)而轉化成熱槽(cao)。
電解槽進入熱行程會有(you)以下外觀特征:
(1)火(huo)苗黃而無(wu)力,電(dian)解質(zhi)物理(li)化學性質(zhi)發生明顯改變,流(liu)動(dong)性極好,顏(yan)色發亮,揮發厲害,陽極周圍(wei)電(dian)解質(zhi)沸(fei)騰激烈,電(dian)流(liu)效率很低;
(2)炭(tan)渣(zha)(zha)與電(dian)解質分(fen)離不(bu)清(qing),在相對靜止的液體電(dian)解質表面有細粉狀炭(tan)渣(zha)(zha)漂浮,用漏(lou)勺(shao)撈時炭(tan)渣(zha)(zha)不(bu)上勺(shao);
(3)陽極著火,氧化(hua)嚴(yan)重;伸腿變小,槽底沉淀增多;
(4)殼(ke)面上(shang)電解質結殼(ke)變薄(bo),下(xia)料口結不上(shang)殼(ke),多處穿孔冒(mao)火,冒(mao)“白(bai)煙”;
(5)槽膛遭(zao)到破壞,部(bu)分被熔(rong)化,電(dian)解質溫度升高,電(dian)解質水平(ping)上漲(zhang),鋁水平(ping)下降,電(dian)解質摩爾比升高;測(ce)兩水(shui)平時,電解質與鋁液之間的界線不清,而且鐵釬下端變成白熱狀(zhuang),甚至冒白煙;
(6)電解(jie)質(zhi)對陽極潤濕性很差,槽電壓自動上(shang)升,陽極效應滯后發生(sheng),效應電壓較低(di),不易熄滅;
(7)嚴重熱(re)槽(cao)時,電解質溫度很高,整個(ge)槽(cao)無(wu)槽(cao)幫(bang),無(wu)表面結殼,白煙升騰,紅光耀眼;電(dian)解(jie)質黏度很大,流(liu)動性極差(cha),陽極基本處于停止工(gong)作狀態,電(dian)解(jie)質不(bu)沸騰,只出現微微蠕動。這種狀態在生產(chan)中稱(cheng)之為“開鍋”現象。
電(dian)解槽進入熱行程,要及(ji)早(zao)發(fa)現,及(ji)時處理。首先(xian)要分析(xi)屬(shu)于普(pu)通熱(re)槽還是異常熱(re)槽。
對于普通熱槽的處理,要分析(xi)熱槽產生的原因(yin)(yin),針對不同誘因(yin)(yin)采取不同措施:
(1)因設定電壓過高產(chan)生的(de)熱(re)槽(cao),將(jiang)電壓適(shi)當降低即(ji)可減少電解(jie)槽(cao)體系中的(de)熱(re)收入;
(2)因槽(cao)(cao)內鋁(lv)(lv)水(shui)平過低(di)引起的熱槽(cao)(cao),可采取減少出鋁(lv)(lv)或向槽(cao)(cao)內加(jia)入固體鋁(lv)(lv)的方(fang)法提高在產鋁(lv)(lv)量,增(zeng)加(jia)熱的傳導和散失;
(3)摩爾(er)比高引(yin)起的熱槽(cao),適當多添加(jia)氟化鋁,降低摩爾(er)比;
(4)保溫(wen)料(liao)厚(hou)的要適(shi)當減薄保溫(wen)料(liao);
(5)槽內炭(tan)渣(zha)(zha)量(liang)大的要做好(hao)撈(lao)炭(tan)渣(zha)(zha)工(gong)作,始終(zhong)保(bao)持電解質(zhi)清潔;
(6)還要(yao)適當保持(chi)較高的電(dian)解質(zhi)水平,增加電(dian)解槽的熱穩定性。
對于異(yi)常(chang)(chang)熱槽(cao)(cao)的(de)處(chu)(chu)理,關鍵仍然是要認(ren)真(zhen)檢查槽(cao)(cao)況,正(zheng)確判斷產生熱槽(cao)(cao)的(de)原因(yin),對癥實施(shi)處(chu)(chu)理措施(shi),否(fou)則不但不能(neng)使(shi)熱槽(cao)(cao)恢復正(zheng)常(chang)(chang),反而(er)能(neng)引起更(geng)多嚴重后果。一般檢查的(de)項目包括:首先校對電壓測量儀表是否存在誤差,然(ran)后(hou)檢查電解(jie)質(zhi)水平(ping)、鋁水平(ping)、槽(cao)底沉淀和(he)槽(cao)膛情(qing)況(kuang)(kuang)、槽(cao)電壓保持情(qing)況(kuang)(kuang)、陽極電流分布情(qing)況(kuang)(kuang);查(cha)看工(gong)作記錄,了(le)解該槽加工(gong)和效應情況(kuang)。根據收(shou)集(ji)到的(de)信息
做出判斷,擬定并實施對癥處理辦法:
(1)因(yin)極(ji)距(ju)(ju)過低,二次(ci)反(fan)應增加引起的熱(re)槽,首先(xian)要將(jiang)極(ji)距(ju)(ju)調至正常,減少二次(ci)反(fan)應,消除增加發熱(re)量的因(yin)素。
(2)槽(cao)(cao)內沉淀(dian)(dian)多(duo),或因槽(cao)(cao)底(di)結殼造成槽(cao)(cao)底(di)壓降大(da),引起槽(cao)(cao)底(di)發熱而產(chan)生(sheng)的熱槽(cao)(cao),要先處(chu)理沉淀(dian)(dian),如通過扒沉淀(dian)(dian),或調整技術條件逐步消除槽(cao)(cao)底(di)沉淀(dian)(dian)。
(3)因電流分布不均(jun)(jun)勻(yun)形成(cheng)的(de)熱槽(cao),要查找電流分布不均(jun)(jun)勻(yun)的(de)原因并采取(qu)措(cuo)施消(xiao)除(chu)。如因陽極(ji)某部位(wei)與沉淀接(jie)觸引起(qi)的偏流(liu),要處理該(gai)部位(wei)的沉淀;如(ru)因(yin)陽(yang)極長包或掉塊引起的偏流,要盡快(kuai)處(chu)理異(yi)常(chang)陽(yang)極。
(4)由于電(dian)解(jie)質(zhi)電(dian)阻(zu)大引起電(dian)解(jie)質(zhi)過(guo)熱而形成(cheng)的熱槽,可以短時間打開大面結殼,使陽極和電(dian)解(jie)質(zhi)裸(luo)露,加強電(dian)解(jie)槽上部(bu)散熱;同時向槽內添加(jia)氟(fu)化(hua)鋁和冰晶(jing)石粉的混(hun)合(he)料。混合(he)料的熔(rong)化將(jiang)吸收(shou)大量熱量,降低槽溫;添加的氟化鋁則降(jiang)低摩(mo)爾比(bi),降(jiang)低初晶(jing)溫度并改(gai)善(shan)電解質的導(dao)電性能。
(5)嚴重的(de)熱槽(cao)可以采取倒換電解質(zhi)的(de)方法來(lai)降低槽(cao)溫;需要(yao)注意(yi)的是,絕不能用添加(jia)氧化鋁來降低槽溫。
(6)因病槽引(yin)起的(de)熱槽,要先采取措施使電解槽槽況(kuang)穩定后,再處理槽溫高(gao)的(de)問(wen)題;由冷(leng)槽惡化轉(zhuan)變成的熱槽,要分(fen)析判斷(duan)原(yuan)因,參照以上(shang)所述方(fang)法及時處理。
熱槽好轉的標志是陽極工作(zuo)正常、電解(jie)質(zhi)沸騰有力、表面結殼均勻完(wan)整、炭渣分離(li)良好。這時再(zai)逐漸降低槽工作電(dian)壓,并(bing)配合(he)恢復極上保(bao)溫(wen)料,根(gen)據具(ju)體情況,緩緩撤出鋁液,消除槽底沉淀,使電(dian)解槽穩(wen)步恢復正(zheng)常運行(xing)。
熱槽好轉后,往(wang)往(wang)槽底(di)仍(reng)存在較多沉淀(dian),尤其(qi)是(shi)嚴重熱槽,沉淀(dian)層厚度大。但這種(zhong)沉淀(dian)與冷行程的沉淀(dian)不(bu)同,因(yin)其槽底溫度高,沉淀(dian)疏(shu)松不(bu)硬,容(rong)易熔化。在恢復階段(duan),只(zhi)要嚴格控制電壓下降(jiang)程度(du),合(he)理掌握出鋁量,適當保持效應(ying)系數,沉淀即可消除(chu),電解槽很(hen)快(kuai)就(jiu)能(neng)轉入正常,但若控制不好,也很(hen)容易反復。因此,恢復階(jie)段必須精心調整各項(xiang)技術條件,時刻注意(yi)槽況變化,確保電解槽平穩轉入正(zheng)常運行。