鋁電解槽的焙燒啟動是電解槽進(jìn)入正常生產(chǎn)期的先決條件，也是關(guān)鍵時期。如新生兒一樣，只有從小時候堅持鍛煉，長大后才能有健壯的體格。
因此，電解槽的焙燒啟動直接影響電解槽的“體質(zhì)”，也影響電解槽的壽命，特別是內(nèi)襯的壽命。
一、焙燒啟動方法的選擇 對大型預(yù)焙槽而言，焙燒啟動方法的選擇主要應(yīng)遵循以下四項原則：
其一，延長電解槽壽命。在焙燒啟動期間，應(yīng)盡量減少對陰極內(nèi)襯的熱沖擊，避免因陰極裂紋而導(dǎo)致電解槽早期破損，影響槽壽命；
其二，盡量縮短焙燒時間，提高經(jīng)濟(jì)效益；
其三，焙燒操作要簡單易行，不能過于復(fù)雜；
其四，焙燒成本不能過高。
1、焙燒的目的： 焙燒的主要目是焙燒陰極：通過焙燒使陰極炭塊之間炭糊，或全部用炭糊搗固成的陰極爐襯進(jìn)行燒結(jié)，成為1個完整的炭素爐膛；烘干爐底內(nèi)襯并提高爐膛溫度，使之接近于生產(chǎn)溫度（約900℃左右），以利于下一步啟動；使陽極和陰極導(dǎo)電性能良好，因此，焙燒時溫度上升應(yīng)緩慢而均勻。焙燒期間要遵循兩個原則：其一，控制內(nèi)襯升溫速度，嚴(yán)格內(nèi)襯管理；其二，將陰極燒成一個整體。
2、焙燒方法概述： 目前，國際上常見的鋁電解槽焙燒方法有兩種，一為電焙燒法，二為燃?xì)?、燃油焙燒法。其中，電焙燒法按焙燒所需發(fā)熱電阻物料又分為鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、石墨粉焙燒法。
1）鋁液焙燒法： 該方法是在裝好的電解槽上，向爐內(nèi)注入一定量的鋁液（160kA預(yù)焙槽一般為2.5～3.0t），然后通以直流電。利用鋁液在通以直流電狀態(tài)下產(chǎn)生的熱量來焙燒陰極。陽極底掌至陰極碳塊表面距離20mm左右，由于鋁液鋪滿在爐底約8～15cm厚，且鋁液的電阻較小，故產(chǎn)生的熱量較低。鋁液溫度從初始的100～200℃緩慢升至900～1000℃，約需192h左右的時間。啟動6～8小時后灌鋁，轉(zhuǎn)入啟動后期管理階段。該方法操作簡單、焙燒溫度上升緩慢均勻，但在注入高溫鋁液時會使陰極內(nèi)襯受到強(qiáng)烈的熱沖擊，內(nèi)襯中的糊料因收縮而產(chǎn)生裂紋，由于液體鋁凝固點(diǎn)低，僅為660℃，鋁液滲入到內(nèi)襯中凝固下來。在后期的焙燒啟動及生產(chǎn)過程中，隨著溫度的升高，本已凝固的鋁會熔化并形成滲鋁通道，造成電解槽早期破損甚至漏爐。
2）焦粒焙燒法： 焦粒焙燒是在電解槽的陰極炭塊表面均勻鋪設(shè)一層焦粒，厚度為20mm，然后吊裝陽極，安裝分流器、軟連接等進(jìn)行通電。通電后利用焦粒電阻和陰、陽極炭塊的自身電阻加熱焙燒電解槽至啟動。這種焙燒方法需要安裝和拆卸分流器及軟連接，操作過程稍稍有些復(fù)雜，最大的缺點(diǎn)是側(cè)部燒成不好；其主要優(yōu)點(diǎn)是焙燒時從常溫開始逐漸升溫，槽內(nèi)首先生成的是冰晶石熔液，在焙燒期間和啟動初期沒有鋁液存在，高熔點(diǎn)的冰晶石熔體先行填堵了因材質(zhì)、筑爐，預(yù)熱焙燒等原因產(chǎn)生的內(nèi)襯裂縫，避免了鋁液焙燒灌入的高溫鋁液對陰極內(nèi)襯產(chǎn)生的強(qiáng)烈熱沖擊，減少了鋁水先接觸內(nèi)襯進(jìn)入陰極縫隙后隨溫度上升緩慢滲透導(dǎo)致破損停槽的危險；使用分流器可使電解槽在低于系列電流強(qiáng)度的電流下進(jìn)行焙燒，這樣就減小了加熱過程中的溫度梯度，降低了內(nèi)襯材料損壞的危險。且該法操作相對簡單，可行性高。因此，目前國內(nèi)鋁企業(yè)普遍采用焦粒焙燒法。
3）石墨粉焙燒法 與焦粒焙燒法操作基本相同，先將石墨粉鋪設(shè)于槽底，厚度為21～28mm，坐上陽極，通以直流電，靠石墨粉本身的電阻發(fā)熱來燒成陰極。該法不需用分流器，全電流焙燒，石墨粉質(zhì)軟，且鋪設(shè)厚度較高，陽極底部接觸好，電流分布均勻，溫度分布均勻，具有焦粒焙燒法的優(yōu)點(diǎn)；但操作可行性差，焙燒終止時，溫度不能提高，灌入電解質(zhì)后只能用效應(yīng)啟動，使槽底升溫過快。
4）燃?xì)?、燃油焙燒? 采用燃?xì)?、燃油等燃料進(jìn)行預(yù)熱焙燒啟動法，該法溫度控制好，焙燒時陰極面上的溫度分布均勻，焙燒產(chǎn)生的熱量在良好的保溫狀態(tài)下散失較少，焙燒效果好，焙燒速度也較快，但因其焙燒成本太高，且管理難度大而很少被生產(chǎn)采用。
二、焦粒焙燒法 焦粒焙燒是在電解槽的陰極炭塊表面均勻鋪設(shè)一層焦粒，然后吊裝陽極，安裝分流器、軟連接等進(jìn)行通電。通電后利用焦粒電阻和陰、陽極炭塊的自身電阻加熱焙燒電解槽至啟動。
1、焙燒裝爐作業(yè) 裝爐前，首先要對電解槽進(jìn)行全面徹底的檢查，檢查項目如下：電源、陽極升降裝置、回轉(zhuǎn)器、槽上料箱氧化鋁量、氧化鋁下料、打殼擊頭、煙管排風(fēng)量轉(zhuǎn)換閥門、陽極母線與鋁導(dǎo)桿接觸面、短路片安裝、陰極棒的焊接、母線裝置的異物、各種絕緣測試、陽極大母線位置等等。檢查完畢并確認(rèn)達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)后，即可進(jìn)行裝爐作業(yè)。首先將槽底清掃干凈，鋪上一定厚度的焦粒，一般為15～25mm，粒度為1～4mm，用板尺刮平；然后吊裝陽極、裝料，裝料順序一般為氟化鈣、電解質(zhì)塊、槽達(dá)、冰晶石，也有用冰晶石混合其中：既先裝氟化鈣，鋪上一層冰晶石，堆砌電解質(zhì)塊，裝一定量槽達(dá)，鋪上一層冰晶石，再裝槽達(dá)，用冰晶石裝滿爐膛；最后，安裝軟連接、分流器，通電焙燒。
2、裝爐作業(yè)的技術(shù)問題
1）焦粒的鋪設(shè)方法 ①鋁框、鋁環(huán)法 此種方法是預(yù)先將鋁框、鋁環(huán)放置在槽底，其間鋪以焦粒，然后吊裝陽極。 ②柵欄框架法 此種方法是利用柵欄框架逐步鋪設(shè)焦粒。先將柵欄框架平整地擺放在陽極投影區(qū)域，倒入焦粒，用扳尺刮平，然后將柵欄框架取走，繼續(xù)用來鋪設(shè)下塊極所用的焦粒。 ③鋁扳框架法 鋁扳框架由多個錐形格點(diǎn)組成，焦粒通過此小錐形孔漏下，當(dāng)裝上陽極后，小錐形的焦粒將被壓成一定高度的平面，陽極與焦粒接觸良好。
2）分流方式的選擇 焦粒焙燒主要是利用焦粒來導(dǎo)電，利用焦粒電阻發(fā)熱焙燒。焦粒的導(dǎo)電情況是由焦粒自身電阻和焦粒之間的接觸電阻來決定的。由于焦粒電阻遠(yuǎn)大于鋁液電阻，所以焦粒焙燒需采用分流器構(gòu)成電流并聯(lián)支路，來防止通電初期沖擊電壓過高,對陰極內(nèi)襯造成損傷并解決短時間內(nèi)難以達(dá)到全電流而給系列供電帶來的影響,從而保證系列其它電解槽的正常生產(chǎn)。
分流器一般選用普通鋼材，分流器的作用：
①分級增加輸入槽內(nèi)電流，減輕電流沖擊。②可盡快升至全電流，減少對系列生產(chǎn)槽的影響。安裝分流器通電后，可使部分電流通過分流器進(jìn)入陰極母線，另一部分電流通過焙燒槽進(jìn)入陰極母線。隨著槽內(nèi)溫度不斷上升，焦粒及陽極、陰極的導(dǎo)電狀況逐漸改善，可分段拆除分流器。分流器的安裝方式很多，但基本都是以操作簡單、分流率不能過大、分流時間不能過長為原則。分流器的安裝部位一般有兩種，一種是在陽極與陰極間分流；另一種是在陽極母線與陰極母線間分流。
3、啟動
1）啟動的必要條件 ①表面60～70%部分溫度達(dá)到900℃以上。
②槽內(nèi)60%以上面積有10～15cm熔融電解質(zhì)。
2）啟動方法 焙燒槽的啟動一般有干法和濕法兩種，因干法啟動對內(nèi)襯熱沖擊過大，因此，生產(chǎn)中一般采用濕法啟動。濕法啟動又分為濕法效應(yīng)啟動和濕法無效應(yīng)啟動，其中濕法效應(yīng)啟動比較適宜，為平穩(wěn)的啟動方法。
①濕法效應(yīng)啟動 濕法效應(yīng)啟動是先向槽內(nèi)注入一定量的電解質(zhì)，并逐漸提升陽極，使之發(fā)生陽極效應(yīng)，效應(yīng)電壓為20～30V，效應(yīng)持續(xù)時間為20～30分鐘，待槽內(nèi)物料基本熔化后，熄滅效應(yīng)，啟動結(jié)束。注入電解質(zhì)量一般為5噸左右，啟動結(jié)束后，電解質(zhì)水平為25～35厘米。
②濕法無效應(yīng)啟動 濕法無效應(yīng)啟動是分3次向槽內(nèi)注入約8噸電解質(zhì)，同時提升陽極，但要加以控制，使電解槽不發(fā)生陽極效應(yīng)。一般電壓保持8～10V，持續(xù)時間1小時左右，待槽內(nèi)物料基本熔化后，降低電壓到7～8V，啟動結(jié)束。一般采用濕法無效應(yīng)啟動電解槽后，要等待一個效應(yīng)，使電解槽轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。
因此，電解槽的焙燒啟動直接影響電解槽的“體質(zhì)”，也影響電解槽的壽命，特別是內(nèi)襯的壽命。
一、焙燒啟動方法的選擇 對大型預(yù)焙槽而言，焙燒啟動方法的選擇主要應(yīng)遵循以下四項原則：
其一，延長電解槽壽命。在焙燒啟動期間，應(yīng)盡量減少對陰極內(nèi)襯的熱沖擊，避免因陰極裂紋而導(dǎo)致電解槽早期破損，影響槽壽命；
其二，盡量縮短焙燒時間，提高經(jīng)濟(jì)效益；
其三，焙燒操作要簡單易行，不能過于復(fù)雜；
其四，焙燒成本不能過高。
1、焙燒的目的： 焙燒的主要目是焙燒陰極：通過焙燒使陰極炭塊之間炭糊，或全部用炭糊搗固成的陰極爐襯進(jìn)行燒結(jié)，成為1個完整的炭素爐膛；烘干爐底內(nèi)襯并提高爐膛溫度，使之接近于生產(chǎn)溫度（約900℃左右），以利于下一步啟動；使陽極和陰極導(dǎo)電性能良好，因此，焙燒時溫度上升應(yīng)緩慢而均勻。焙燒期間要遵循兩個原則：其一，控制內(nèi)襯升溫速度，嚴(yán)格內(nèi)襯管理；其二，將陰極燒成一個整體。
2、焙燒方法概述： 目前，國際上常見的鋁電解槽焙燒方法有兩種，一為電焙燒法，二為燃?xì)?、燃油焙燒法。其中，電焙燒法按焙燒所需發(fā)熱電阻物料又分為鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、石墨粉焙燒法。
1）鋁液焙燒法： 該方法是在裝好的電解槽上，向爐內(nèi)注入一定量的鋁液（160kA預(yù)焙槽一般為2.5～3.0t），然后通以直流電。利用鋁液在通以直流電狀態(tài)下產(chǎn)生的熱量來焙燒陰極。陽極底掌至陰極碳塊表面距離20mm左右，由于鋁液鋪滿在爐底約8～15cm厚，且鋁液的電阻較小，故產(chǎn)生的熱量較低。鋁液溫度從初始的100～200℃緩慢升至900～1000℃，約需192h左右的時間。啟動6～8小時后灌鋁，轉(zhuǎn)入啟動后期管理階段。該方法操作簡單、焙燒溫度上升緩慢均勻，但在注入高溫鋁液時會使陰極內(nèi)襯受到強(qiáng)烈的熱沖擊，內(nèi)襯中的糊料因收縮而產(chǎn)生裂紋，由于液體鋁凝固點(diǎn)低，僅為660℃，鋁液滲入到內(nèi)襯中凝固下來。在后期的焙燒啟動及生產(chǎn)過程中，隨著溫度的升高，本已凝固的鋁會熔化并形成滲鋁通道，造成電解槽早期破損甚至漏爐。
2）焦粒焙燒法： 焦粒焙燒是在電解槽的陰極炭塊表面均勻鋪設(shè)一層焦粒，厚度為20mm，然后吊裝陽極，安裝分流器、軟連接等進(jìn)行通電。通電后利用焦粒電阻和陰、陽極炭塊的自身電阻加熱焙燒電解槽至啟動。這種焙燒方法需要安裝和拆卸分流器及軟連接，操作過程稍稍有些復(fù)雜，最大的缺點(diǎn)是側(cè)部燒成不好；其主要優(yōu)點(diǎn)是焙燒時從常溫開始逐漸升溫，槽內(nèi)首先生成的是冰晶石熔液，在焙燒期間和啟動初期沒有鋁液存在，高熔點(diǎn)的冰晶石熔體先行填堵了因材質(zhì)、筑爐，預(yù)熱焙燒等原因產(chǎn)生的內(nèi)襯裂縫，避免了鋁液焙燒灌入的高溫鋁液對陰極內(nèi)襯產(chǎn)生的強(qiáng)烈熱沖擊，減少了鋁水先接觸內(nèi)襯進(jìn)入陰極縫隙后隨溫度上升緩慢滲透導(dǎo)致破損停槽的危險；使用分流器可使電解槽在低于系列電流強(qiáng)度的電流下進(jìn)行焙燒，這樣就減小了加熱過程中的溫度梯度，降低了內(nèi)襯材料損壞的危險。且該法操作相對簡單，可行性高。因此，目前國內(nèi)鋁企業(yè)普遍采用焦粒焙燒法。
3）石墨粉焙燒法 與焦粒焙燒法操作基本相同，先將石墨粉鋪設(shè)于槽底，厚度為21～28mm，坐上陽極，通以直流電，靠石墨粉本身的電阻發(fā)熱來燒成陰極。該法不需用分流器，全電流焙燒，石墨粉質(zhì)軟，且鋪設(shè)厚度較高，陽極底部接觸好，電流分布均勻，溫度分布均勻，具有焦粒焙燒法的優(yōu)點(diǎn)；但操作可行性差，焙燒終止時，溫度不能提高，灌入電解質(zhì)后只能用效應(yīng)啟動，使槽底升溫過快。
4）燃?xì)?、燃油焙燒? 采用燃?xì)?、燃油等燃料進(jìn)行預(yù)熱焙燒啟動法，該法溫度控制好，焙燒時陰極面上的溫度分布均勻，焙燒產(chǎn)生的熱量在良好的保溫狀態(tài)下散失較少，焙燒效果好，焙燒速度也較快，但因其焙燒成本太高，且管理難度大而很少被生產(chǎn)采用。
二、焦粒焙燒法 焦粒焙燒是在電解槽的陰極炭塊表面均勻鋪設(shè)一層焦粒，然后吊裝陽極，安裝分流器、軟連接等進(jìn)行通電。通電后利用焦粒電阻和陰、陽極炭塊的自身電阻加熱焙燒電解槽至啟動。
1、焙燒裝爐作業(yè) 裝爐前，首先要對電解槽進(jìn)行全面徹底的檢查，檢查項目如下：電源、陽極升降裝置、回轉(zhuǎn)器、槽上料箱氧化鋁量、氧化鋁下料、打殼擊頭、煙管排風(fēng)量轉(zhuǎn)換閥門、陽極母線與鋁導(dǎo)桿接觸面、短路片安裝、陰極棒的焊接、母線裝置的異物、各種絕緣測試、陽極大母線位置等等。檢查完畢并確認(rèn)達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)后，即可進(jìn)行裝爐作業(yè)。首先將槽底清掃干凈，鋪上一定厚度的焦粒，一般為15～25mm，粒度為1～4mm，用板尺刮平；然后吊裝陽極、裝料，裝料順序一般為氟化鈣、電解質(zhì)塊、槽達(dá)、冰晶石，也有用冰晶石混合其中：既先裝氟化鈣，鋪上一層冰晶石，堆砌電解質(zhì)塊，裝一定量槽達(dá)，鋪上一層冰晶石，再裝槽達(dá)，用冰晶石裝滿爐膛；最后，安裝軟連接、分流器，通電焙燒。
2、裝爐作業(yè)的技術(shù)問題
1）焦粒的鋪設(shè)方法 ①鋁框、鋁環(huán)法 此種方法是預(yù)先將鋁框、鋁環(huán)放置在槽底，其間鋪以焦粒，然后吊裝陽極。 ②柵欄框架法 此種方法是利用柵欄框架逐步鋪設(shè)焦粒。先將柵欄框架平整地擺放在陽極投影區(qū)域，倒入焦粒，用扳尺刮平，然后將柵欄框架取走，繼續(xù)用來鋪設(shè)下塊極所用的焦粒。 ③鋁扳框架法 鋁扳框架由多個錐形格點(diǎn)組成，焦粒通過此小錐形孔漏下，當(dāng)裝上陽極后，小錐形的焦粒將被壓成一定高度的平面，陽極與焦粒接觸良好。
2）分流方式的選擇 焦粒焙燒主要是利用焦粒來導(dǎo)電，利用焦粒電阻發(fā)熱焙燒。焦粒的導(dǎo)電情況是由焦粒自身電阻和焦粒之間的接觸電阻來決定的。由于焦粒電阻遠(yuǎn)大于鋁液電阻，所以焦粒焙燒需采用分流器構(gòu)成電流并聯(lián)支路，來防止通電初期沖擊電壓過高,對陰極內(nèi)襯造成損傷并解決短時間內(nèi)難以達(dá)到全電流而給系列供電帶來的影響,從而保證系列其它電解槽的正常生產(chǎn)。
分流器一般選用普通鋼材，分流器的作用：
①分級增加輸入槽內(nèi)電流，減輕電流沖擊。②可盡快升至全電流，減少對系列生產(chǎn)槽的影響。安裝分流器通電后，可使部分電流通過分流器進(jìn)入陰極母線，另一部分電流通過焙燒槽進(jìn)入陰極母線。隨著槽內(nèi)溫度不斷上升，焦粒及陽極、陰極的導(dǎo)電狀況逐漸改善，可分段拆除分流器。分流器的安裝方式很多，但基本都是以操作簡單、分流率不能過大、分流時間不能過長為原則。分流器的安裝部位一般有兩種，一種是在陽極與陰極間分流；另一種是在陽極母線與陰極母線間分流。
3、啟動
1）啟動的必要條件 ①表面60～70%部分溫度達(dá)到900℃以上。
②槽內(nèi)60%以上面積有10～15cm熔融電解質(zhì)。
2）啟動方法 焙燒槽的啟動一般有干法和濕法兩種，因干法啟動對內(nèi)襯熱沖擊過大，因此，生產(chǎn)中一般采用濕法啟動。濕法啟動又分為濕法效應(yīng)啟動和濕法無效應(yīng)啟動，其中濕法效應(yīng)啟動比較適宜，為平穩(wěn)的啟動方法。
①濕法效應(yīng)啟動 濕法效應(yīng)啟動是先向槽內(nèi)注入一定量的電解質(zhì)，并逐漸提升陽極，使之發(fā)生陽極效應(yīng)，效應(yīng)電壓為20～30V，效應(yīng)持續(xù)時間為20～30分鐘，待槽內(nèi)物料基本熔化后，熄滅效應(yīng)，啟動結(jié)束。注入電解質(zhì)量一般為5噸左右，啟動結(jié)束后，電解質(zhì)水平為25～35厘米。
②濕法無效應(yīng)啟動 濕法無效應(yīng)啟動是分3次向槽內(nèi)注入約8噸電解質(zhì)，同時提升陽極，但要加以控制，使電解槽不發(fā)生陽極效應(yīng)。一般電壓保持8～10V，持續(xù)時間1小時左右，待槽內(nèi)物料基本熔化后，降低電壓到7～8V，啟動結(jié)束。一般采用濕法無效應(yīng)啟動電解槽后，要等待一個效應(yīng)，使電解槽轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。
