200kA预焙槽技术创新应用

摘要

本文全面论述了山东铝业股份公司电解铝厂采用 200kA 预焙槽技术对60kA自焙槽的改造，介绍了改造的背景、条件、以及改造方案的确定。着重对 200kA 预焙槽的工艺设计、生产技术参数确定、生产操作进行了详细的论证，研究和探索 200kA 预焙槽的创新技术的应用，总结了 200kA 预焙槽的通电、焙烧、启动技术。通过实践生产和电解工艺设计计算，证明了整个系列运行平稳可靠，技术经济指标先进，全面完成了 60kA 自焙槽改造技术创新应用研究的目标和任务。 200kA 预焙槽改造技术创新应用研究，综合了国内先进的预焙槽技术和生产工艺：采用先进的物理场设计、窄加工面技术、科学的阳极升降技术、先进的配套系统一氧化铝超浓相输送系统、阴极母线优化配置，采用了改良型船型摇篮槽壳，槽侧部采用Si3N4结合 SiC 复合内衬材料，槽底部和底侧部分别采用干式防渗料和新型低水防渗浇注料替代耐火转和氧化铝层及边部耐火泥浆，采用机械化专用辅助提升机构抬升阳极母线等。生产工艺方面，采用了自行研发的计算机智能控制技术，预焙槽采用焦粒焙烧，湿法无效应启动工艺等。技术的应用达到了国内同类槽的先进水平，能有效地提高预焙槽生产运行的稳定性，有利于提高电解槽的技术经济指标。 200kA 预焙槽经半年来的正常生产运行的实践证明，系列的电流效率平均达到94％，比 60kA 自焙槽的指标提高 5％。原铝直流电耗达到 13450kWh/t-Al，比 60kA 自焙槽的指标降低 1043kWh/t-Al。铝锭综合交流电耗达到 15100kWh/t-Al，并总结出一整套适合大型预焙槽生产的工艺技术条件。 大型预焙槽在投资、节能降耗、自动化程度及环境保护等方面，都具有自焙槽无可比拟的优势。山东铝业股份公司电解铝厂 200kA 预焙槽技术创新应用，提高了企业的经济效益和产品的竞争能力，电解铝厂的产能由 5.5 万t提高到7.5万t，为企业的长远发展打下坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2改造的有利条件

1.3改造方案

1.4建设规模和产品方案

1.4.1产品市场预测

1.4.2铝的生产情况

1.4.3铝的消费

1.4.4建设规模与产品方案

第二章电解工艺改造方案

2.1槽型的选择

2.2生产工艺流程简述

2.3综合技术经济指标的确定

第三章铝电解工艺设计

3.1 200KA预焙槽结构参数的选择

3.1.1槽壳

3.1.2加工面

3.1.3阳极尺寸设计

3.1.4内衬

3.1.5母线配置

3.1.6阳极升降机构

3.1.7打壳下料机构

3.2电解槽主要结构参数和部分经济指标

3.3电解厂房的配置

3.4氧化铝及氟化盐贮运系统

3.5电解槽槽型的选择论证

第四章电解槽生产技术参数及操作

4.1生产技术参数

4.1.1电流强度

4.1.2电流密度

4.1.3槽工作电压

4.1.4电解质成分

4.1.5阳极效应系数

4.1.6氧化铝浓度控制

4.2电解槽主要生产操作

4.2.1阳极更换

4.2.2出铝

4.2.3熄灭阳极效应

4.2.4抬母线作业

第五章原料消耗与物料平衡计算

5.1对原材料的质量要求

5.1.1氧化铝原料

5.1.2熔剂--冰晶石和氟化铝

5.1.3预焙阳极块

5.2物料消耗计算

5.3氟的平衡

5.4物料平衡图

5.5电解槽电压平衡计算

第六章铝电解烟气净化及回收

6.1烟气的来源

6.1.1固态污染物的产生

6.1.2气态污染物的产生

6.2电解过程中氟化物的减排

6.2.1采用低电解温度，低分子比工艺

6.2.2采用低氧化铝浓度，低效应系数

6.2.3采用高极距

6.2.4控制原料的含水量

6.2.5降低炉衬的吸附量

6.3超浓相输送与烟气净化

6.3.1超浓相输送的技术特点

6.3.2烟气干法净化系统工艺流程

6.4电解槽烟气干法净化

6.4.1吸附反应

6.4.2吸附容量

6.4.3吸附方式

6.4.4吸附反应器

6.4.5气固分离设备

第七章200kA预焙槽的焙烧、启动及后期管理

7.1电解槽焙烧启动方案的确定

7.2前期准备工作

7.3电解槽装炉

7.3.1装炉前的准备工作

7.3.2铺设焦粒

7.3.3采用模糊联接方式安装阳极

7.3.4预埋热电偶

7.3.5装炉

7.4分流器的制作与安装

7.4.1分流器的制作

7.4.2分流器的安装

7.5通电焙烧

7.5.1通电焙烧前的检查工作

7.5.2通电焙烧

7.6通电焙烧过程的控制和测量

7.6.1焙烧过程的处理

7.6.2通电测试的内容

7.7分流器的拆除

7.8抬阳极

7.8.1电解槽抬阳极具备的条件

7.8.2抬阳极的操作要求

7.9启动

7.9.1电解槽启动的条件

7.9.2启动准备工作

7.9.3启动过程

7.9.4注意事项

7.10电解槽启动后期管理

7.10.1灌铝

7.10.2氧化铝加料控制

7.10.3启动后的电压调整

7.10.4电解质温度控制

7.10.5分子比管理

7.10.6铝水平控制和电解质水平

7.10.7效应系数

7.10.8加工作业

7.10.9出铝制度

7.10.10换极制度

7.11 200kA预焙槽生产工艺技术条件

7.12 200kA预焙槽主要生产技术经济指标

7.13结论

第八章效益分析

8.1改造工程总投资

8.2改造后经济效益

8.3静态投资回收期

8.4社会效益分析

第九章结论

参考文献

致谢