影響鋁電解11噸真空抬包出鋁速度原因分析

1、C h i n aS c i e n c e ＆ T e c h n o l o g yO v e r v i e w高端裝備制造 影響鋁電解1 1 噸真空抬包出鋁速度原因分析 馬 子 敬 ( 黃河鑫業(yè)有限公 司， 青海西寧 8 116 0 1 )【 摘 要】 筆者對(duì)本~ - , _ l k 3 7 5 k A g < ． 型預(yù)焙鋁電解槽投產(chǎn)初期啟動(dòng)真空抬包堵管頻次較多， 嚴(yán)重影響投產(chǎn)進(jìn)度和正常電解出鋁， 通過(guò)對(duì)影響鋁電解兒t真空

2、抬 包因素分析， 找 出主要 因素， 制定改進(jìn)措施， 提出適合大型預(yù)焙鋁電解生產(chǎn)的l l t 真空抬改造方法。【 關(guān)鍵詞】電解槽 抬包 出鋁 速度 措施 1前言 真空抬包是電解鋁冶煉過(guò)程 中的一個(gè)重要設(shè)備 ， 主要功能是將 鋁 電解槽 中的 電解鋁液吸出并倒運(yùn) 至混合爐進(jìn) 行鑄錠 【 】 】 。 隨著國(guó) 內(nèi)大型預(yù)焙 電解槽 的研發(fā)成功 ， 電流 已陸續(xù)提 高至3 0 0 K A、 3 5 0 KA、4 0 0 K A、 5 0 0 K

3、A， 電解槽單槽 日產(chǎn)鋁量不斷增大 ， 小型吸鋁真空抬包 已不 能滿(mǎn) 足 大 型 預(yù) 焙 電解 槽 生 產(chǎn) 的需 要 。 本企 業(yè) 電解 系 統(tǒng) 由3 7 5 KA、 4 0 0 KA2 條生產(chǎn) 線共 計(jì)5 2 2 臺(tái)電解槽組成 ， 配套 使用 l 1 t 真 空抬包 ， 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容積大 ， 符合企業(yè)原鋁液出鋁需求 。 但是3 7 5 K A系列A I , 2 0 0 9 年5 月投產(chǎn)至2 0 1 0 ~4 月之間， 由 于原設(shè)計(jì)l

4、1 t 真空抬包在 改公司投產(chǎn)過(guò)程 中使用的效果并不理想 ， 嚴(yán)重制約該公司正常出鋁 和投產(chǎn)進(jìn)度 。 為了解決生產(chǎn)難題 ， 組織技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)， 本文 重點(diǎn)從該企業(yè)解決出現(xiàn)上述 問(wèn)題的處理方法 ， 闡述該企業(yè)的改進(jìn)措 施 ， 解決 了生產(chǎn)過(guò)程難題 ， 保證了整個(gè) 生產(chǎn)系統(tǒng)的有序運(yùn)行 ， 提高 了工作效率 ， 積累了寶貴的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)同行 業(yè)同事參考 。表 1出鋁不及時(shí)原因原因調(diào)查表 序 出鋁不及時(shí)的原因 確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn) 頻 比 號(hào)

5、 次 例 l真空抬包出鋁速度太慢 單包出鋁時(shí)間 3 0 分鐘 1 0 45 3 ％2吸鋁管出現(xiàn)堵管、斷管 出現(xiàn)堵管、斷管現(xiàn)象 2 5l 3 ％吸鋁管質(zhì)量較差管壁易因質(zhì)量原因出現(xiàn)管壁燒 31 O5 ％破損 損 ’天車(chē)調(diào)配不合理 ，耽誤 天 車(chē)使用混亂 ， 造 成長(zhǎng) 42 0l 0 ％了出鋁時(shí)間 時(shí)間等待 操 作不熟 練 ， 出鋁前準(zhǔn) 5一 般準(zhǔn)備時(shí)間為 1 0 分鐘 53 ％備時(shí)間太長(zhǎng) 抬 包車(chē)輛拉 運(yùn)不及時(shí) ，出現(xiàn)

6、長(zhǎng)時(shí)間等待抬包車(chē) 61 05 ％延誤了時(shí)間 現(xiàn)象 7鑄 造分廠返 包不及 時(shí) ，● 耽誤出鋁 長(zhǎng)時(shí)間等待抬包的現(xiàn)象 1 26 ％備 用吸鋁管 數(shù)量太少 ，無(wú) 備用吸鋁 管 ， 需 先清 81 05 ％周轉(zhuǎn)不靈活 管再安裝圖 1出鋁不及 時(shí)影響 因素柱狀圖 2制約因素現(xiàn)狀調(diào)查 2 ． 1制 約 因素現(xiàn) 狀分 析 通過(guò)對(duì) 電解3 7 5 K A 系列投產(chǎn)初期出鋁全過(guò)程 的調(diào)查， 導(dǎo)致 出鋁 不及 時(shí)， 影響 電解槽壓鋁 的原

7、因主要有8 個(gè)方面 ， 具體見(jiàn)表 1 。由圖1 可看 出， 造成 出鋁不及時(shí)的原 因中， 抬包出鋁慢 出現(xiàn)比例 最大 、 影響最多 ， 它 是出鋁不及 時(shí)的主要 因素。2 ． 2針 對(duì) 出鋁 速度 慢進(jìn) 行 現(xiàn) 場(chǎng)調(diào) 查 針對(duì) 出鋁 速度慢 ， 隨機(jī)對(duì) 8 臺(tái)1 1 噸真空抬包的單槽 出鋁時(shí) 間進(jìn) 行 了跟蹤統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2 ， 平均單槽 出鋁所用 時(shí)間為2 1 ． 5 分鐘 ， 平均出鋁 速度 約為0 ． 1 3 噸／ 分 。表 2單槽 出

8、鋁時(shí)間統(tǒng)計(jì)表 包號(hào)時(shí)間 l 991 6l 8l 5l 31 0l 7第一臺(tái)槽 2 22 l2 02 32 02 32 22 3第二臺(tái)槽 2 02 32 22 12 12 22 12 0第三臺(tái)槽 2 02 22 12 22 22 32 02 l平均單槽 出鋁所用時(shí)間為 2 1 ． 5分鐘， 平均 出鋁速度約為平均值 o ． 1 3噸／ 分 平均 出鋁 該公司電解分廠單槽出鋁量平均為 2． 8噸 量 通過(guò)對(duì)周邊同槽型新建鋁廠的了

9、解， 出鋁速度約為 O ． 4噸／備注 分 針對(duì) 出鋁速度慢 ， 跟蹤了一個(gè)月 出鋁情況 ， 對(duì) 出鋁時(shí)間太 長(zhǎng)的次數(shù)進(jìn)行 了統(tǒng)計(jì) ， 并進(jìn)行 了原 因分析 ， 分析 影響原因主要有 四個(gè)方 面 因素 ， 見(jiàn)表 3 。表 3影響出鋁速度原 因調(diào)查表 序 原因確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn) 頻次 比 例 號(hào) 引射器產(chǎn)生 的負(fù)壓 1引射器排風(fēng)順暢，有力4 77 8 ． 4 O ％不夠，吸力不足 風(fēng)源壓力不 2風(fēng)壓不足 58． 3 0 ％小 于 o．

10、6 M p a3抬包密封不良無(wú)漏風(fēng)點(diǎn) 58 ． 3 0 ％4操作工誤操作 按出 鋁規(guī)程操作 35 ％通過(guò)對(duì)影 響出鋁速度 因素分析 ， 從 圖2 反映引射器產(chǎn) 生的負(fù)壓 不夠 ， 吸力不足 占影響 比例的7 9 ％， 是影響出鋁速度主要原因。圖 2影響出鋁速度 因素比例圖作 者簡(jiǎn)介： 馬子敬， 男， 1 9 7 8 年 1 月生， 籍貫： 青海省互助縣， 畢業(yè)于青 海大學(xué)化 學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)， 最高學(xué)歷： 本科， 電解鋁 工程師，

11、 生產(chǎn)技術(shù)部 生產(chǎn)技 術(shù)主管， 從 事鋁 電解生產(chǎn)技 術(shù)管理工作 。2 0 1 3 年 7 月 下第 1 4 期總 第 1 7 0 期 1 1 1高端裝備制 造 C h i n aS c i e n c e & T e c h n o l o g yO v e r v i e w圖3沉降速 率相 同時(shí)不同濃度 的加藥量 曲線 數(shù)據(jù)分析： 由圖2 可見(jiàn)， 在加藥量相同的情況下， 隨著礦漿濃度 的升 高， 沉 降速率呈下降趨勢(shì) ，

12、 且濃度越高， 下降趨 勢(shì)越 明顯。 由圖3可見(jiàn) ， 隨著礦漿濃度的上升 ， 絮凝劑用量加大趨勢(shì)非常明顯， 濃度翻 倍 ， 用量呈數(shù)倍上升 。綜上所述 ， 礦漿濃度是影響絮凝劑沉降效果的一個(gè)非常重要 的因素 ， 濃度越高 ， 顆粒間表面 電荷斥力作用越 明顯 ， 布 朗運(yùn) 動(dòng)越 劇烈 ， 顆粒越難 以沉降。3 ． 2 ． 3p hi - ~試驗(yàn) 試驗(yàn)條件： 礦漿濃度1 4 ％， 加藥量2 O g ／ t ， 細(xì)度為一 2 0 0 目占8

13、 1 ． 2 ％ 。將 中性礦漿用 鹽酸 和氫 氧化鈉配置成為酸性和堿性礦漿 。表 5p H值不同對(duì)應(yīng)的沉降速率 礦漿 p H值 沉降時(shí)間 S沉降速率 m／ h69 2 80 ． 1 984 6 4O ． 3 875 4 30 ． 3 3數(shù)據(jù)分析 ： 由表 5 可見(jiàn) ， 酸性和堿性環(huán)境對(duì)聚 丙烯 酰胺 的絮凝 作用均有影響 ， 而堿性條件 中絮凝劑沉 降效果更好 ， 更利于礦漿的沉降 。從靜 電引力觀點(diǎn)和聚丙烯酰 胺的化學(xué)性質(zhì)來(lái)看 ，

14、 p H 值對(duì)絮凝 效果的影 響主要表 現(xiàn)在兩個(gè)方面 ： 一是膠體粒子的表面 電位 ， 二是 聚丙烯酰胺上的基因水解 。 尾礦顆粒帶有正 電荷， p H 值越大， 顆粒表 面正 電性越強(qiáng)， 顆粒與陰離子型聚丙烯酰胺表面基團(tuán)的吸引力就越 強(qiáng) ， 從顆粒角度講 ， p H 值越大越有利于礦石顆粒的沉 降。 從聚丙烯酰 ? · · ·上接第 l l 2 頁(yè) ( 7 ) 上報(bào)計(jì)劃 ， 儲(chǔ)備一定量的吸鋁管， 做到緊張

15、時(shí)期的周轉(zhuǎn)靈活 。7結(jié)語(yǔ) 實(shí)踐證明 ， 不 同的真空抬包所使用的引射器數(shù)量在不同的企業(yè) 使用效果不同的， 每一個(gè)企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情 況， 結(jié)合生產(chǎn)使用效果 ，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整 ， 解決 問(wèn)題要深入現(xiàn)場(chǎng)， 找出主要制約 因素進(jìn)行技術(shù) 攻 關(guān)。 該公司經(jīng)過(guò)一系列的整改措施 ， 整個(gè)出鋁過(guò)程 已 快捷順暢、 井 ? ? 上接 第1 l 0 頁(yè) 密封油擴(kuò)大槽 與浮子油箱平衡管手動(dòng) 門(mén) 被 關(guān) ， 造成 浮子油箱滿(mǎn)油 ，密封油差壓 閥油一 氫壓差 大

16、， 擴(kuò)大槽油位升高溢流。 經(jīng)過(guò)處理 后， 再 次啟動(dòng)密封油泵運(yùn) 行， 擴(kuò)大槽 、 浮子油箱回油正 常， 沒(méi)有 滿(mǎn)油現(xiàn)象 。( 3 ) 密封油真空油箱 的空氣和水分 ， 通過(guò)2 臺(tái)羅茨真空泵和1 臺(tái)水 環(huán)泵抽吸排出廠外， 保證密封油清潔度并維持油箱真空。 調(diào)試密封 油系統(tǒng)時(shí)， 發(fā)現(xiàn)油箱真空下降至- _ 8 0 k p a ， 通過(guò)仔細(xì)檢查管路和閥門(mén)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)密封不嚴(yán)現(xiàn)象， 2 臺(tái)羅茨真空泵也運(yùn)轉(zhuǎn)正常， 但用測(cè)溫槍檢 查保護(hù)罩內(nèi)水環(huán)式真空泵

17、時(shí)， 發(fā)現(xiàn)泵體溫度達(dá)到9 0 。 ， 2 臺(tái)羅茨泵體溫 度9 5 。 。 分析認(rèn)為， 水環(huán)式真 空泵原理為通過(guò)改變水環(huán)容積來(lái)抽 吸氣 體 ， 葉輪幾乎完全浸在密封水 中， 且密封水為常溫工業(yè)水 ， 泵體 溫度 一 般不會(huì)太高 ， 經(jīng)逐步排查 ， 發(fā)現(xiàn)水環(huán) 真空泵 出 口的汽液分離器排 1 1 42 0 1 3 年 7 月 下 第 1 4 期總 第 1 7 0 期胺的表面活性來(lái)看 ， 部分水解的- C O O - 基變成了- C O O

18、 H， 降低了水解度 ， 使得 絮凝劑沉降效果提高。3 ． 2 ． 4 細(xì)度條件試驗(yàn) 試驗(yàn)條件 ： 礦漿濃度1 4 ％ ， 加藥量2 0 g ／ t ， p H 值7 。將尾礦千樣過(guò)5 0 o 目 篩子脫泥 ， 篩上物測(cè)定- 2 o o H占6 9 ． 8 ％ ， 用此篩上物作為對(duì) 比 礦樣 。表 6細(xì)度不 同對(duì)應(yīng)的沉 降速率 一 2 o o 目 占 ％I 沉降 時(shí)間s沉降 速率I rh8 1 ． 2l5 4 30 ． 3 36 9 ．

19、 8l4 24 ． 2 O數(shù)據(jù)分析 ： 由表6 可見(jiàn) ， 在 相同 的條 件下 ， 礦漿 中的微細(xì)顆粒 減少后 ， 沉 降速率有 明顯 的提高 。 究 其主要原 因是礦石顆 粒間帶 電荷 ， 在斥力作用下顆粒 發(fā)生 原地 振動(dòng) ， 抵消重力沉降作 用 ， 顆粒 越細(xì)， 抵消效果越明顯 而且對(duì)于一些超微細(xì)的泥化顆粒， 是絮凝 劑無(wú)法捕 捉的 。 因此 ， 礦 漿的細(xì)度也 是決定沉 降速率 的一個(gè)主要 因素 。4結(jié) 語(yǔ) ( 1 ) 絮凝劑

20、 水處理具有簡(jiǎn)便、 高效、 投資小等優(yōu)勢(shì) ， 近些年來(lái)， 隨 著人 們對(duì)水處理認(rèn)識(shí)的不斷提 高， 絮凝劑 已經(jīng)遍及生產(chǎn) 、 生 活水處 理等各個(gè)行業(yè) ， 得到越來(lái)越多的重視 。( 2 ) 影響絮凝劑沉 降效果 的因素有 ： 礦漿濃度 、 粒級(jí)組成 、 p H 值 及加藥量 等。( 3 ) 該選礦廠處于生產(chǎn)初期 ， 原礦性質(zhì)多變且生產(chǎn) 流程復(fù)雜 ， 影 響生產(chǎn)的因素也 比 較多， 尾礦礦漿濃度 、 細(xì)度、 p H 值等性質(zhì)經(jīng)常會(huì)發(fā) 生改變

21、 ， 而加藥制 度調(diào)整不及時(shí)會(huì)造成濃縮池溢流水渾濁 ， 造成生 產(chǎn)不穩(wěn)定 。 此條件試驗(yàn)對(duì)于該選礦廠 日 常加藥方案有著 非常重要的指導(dǎo)意義 。參考文獻(xiàn)：[ 1 ] 田玲， 王九思． 李玉金． 水處理 絮凝劑的絮凝原理及其研究進(jìn)展． 甘 肅教 育學(xué)報(bào)( 自 然科學(xué)版) ， 2 0 0 4 ． 1 ： 5 4 - 5 7 ．[ 2 1 張華， 曾 艷． 張明青． 泥煤水絮凝沉 降性能影響 因素試驗(yàn)研究． 能源環(huán)境保護(hù)， 2 0 0 9 ．

22、 8 ， 2 3 ( 4 ) ： 2 8 — 3 1 ．[ 3 ] 李鳳久， 牛福生。 倪 文． 微細(xì)鮞狀赤鐵礦顆粒絮凝行為研 究． 金屬礦 山． 2 0 0 9 ． 11 ： 5 4 - 5 7 ．井有條 ， 充分 發(fā)揮出1 I t 真空抬包的優(yōu)勢(shì)， 解決了出電解質(zhì) 、 出鋁慢等 問(wèn)題 ， 為保 障 電解生 產(chǎn)秩序穩(wěn)定 打下 了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) ， 也為該 公司4 0 0 k A 系~ ] 2 7 6 臺(tái) 電解槽 能夠在9 2 天安全高效地

23、完成啟動(dòng)創(chuàng)造 良好 的條件 。參考文獻(xiàn)：[ 1 ] 邱竹賢． 鋁 電解[ H ] ． 冶金出版社， 1 9 8 2 ．[ 2 ] 劉業(yè)翔， 李劫． 現(xiàn)代鋁電解[ H ] ． 冶金工業(yè)出版社。 2 0 0 8 ．水管排水很少 ， 且有蒸汽冒出， 即可判斷水環(huán)泵密封水堵塞， 造成抽吸能力下降 ， 通過(guò)敲打密封水進(jìn)水管后 ， 分離器排水突然增大 ， 并且 3 臺(tái) 泵運(yùn)行溫度也很快降了下來(lái)， 真空也升高到一 9 0 K 1 ) a ， 真空油箱