320kA铝电解槽早期破损原因和预防措施

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.08.006320kA铝电解槽早期破损原因及预防措施刘建辉，艾自金（中国有色金属建设股份有限公司，北京100029）摘要：详细叙述了某电解铝厂320kA大型预焙电解槽个别槽阴极内衬出现的早期破损现象，探讨了电解槽破损的原因，分析了工艺条件对电解槽破损的影响，进而提出通过控制工艺技术条件来预防电解槽破损的措施。关键词：320kA铝电解槽；早期破损；工艺技术；管理；预防措施中图分类号：TF821文献标识码：A文章编号：1007-7545（2012）08-0000-00ReasonsforEarlyBrea

2、kageof320kAAluminumCellandItsPreventionMeasuresLIUJian-hui,AIZi-jin(ChinaNonferrousMetalIndustry’sForeignEngineeringandConstructionCo.,Ltd.,Beijing100029,China)Abstract:Theearlybreakageofcathodeliningofindividual320kApre-bakedaluminumcellwasdescribedindetail.Thebreakagereasonswereexplor

3、edandtheeffectoftechnicalconditionsonbreakagewasanalyzed.Themeasureofcontrollingtheaccordingtechnicalconditionstopreventbreakagewasproposed.Keywords:320kApre-bakedaluminumcell;earlybreakage;technology;management;preventionmeasures作者全程参与了采用我国自主知识产权、中国公司承包最完整的国外某25万t/a电解铝厂320kA大型预焙阳极电解槽工程

4、，见证了从工程前期开发、施工建设、试车投产和生产运营各个阶段。由于业主后期管理和生产运营没有跟上，个别槽阴极内衬出现早期破损现象，这些经验对我国大型电解铝生产有一定借鉴价值。1电解槽破损状况早期破损的电解槽主要有102#、815#、130#、109#、802#和105#，其寿命分别是651、671、654、731、706和747天。破损电解槽的实物照片见图1。(a)(c)(b)(f)(e)(d)图1早期破损的电解槽照片(a)-侧部炉帮；(b)-SiC砖；(c)-阴极炭块；(d)-阴极炭块隆起；(e)-渗透的电解质和铝液；(f)-阴极钢棒Fig.1Picturesofe

5、arlybreakagealuminumcell(a)-sideledge;(b)-SiCbrick;(c)-cathodeblock;(d)-upliftedcathodeblock;(e)-penetratedelectrolyteandaluminummelt;(f)-erodedcathodebar在刨炉过程中，我们发现其破损有较多相似的现象，这些现象也从侧面反应了电解槽的运行状况以及破损原因：收稿日期：2012-01-16作者简介：刘建辉（1968-），男，河南扶沟人，硕士，高级工程师.1）6台电解槽在停槽后都见不到明显的侧部炉帮，侧部的SiC砖受侵蚀非常严

6、重，大部分已经几乎没有；另外，很多部位都采用捣固周围糊的方法对侧部进行过修补（图1a电解槽侧部黑色的部位）；2）SiC砖受热膨胀现象严重，或向上拱起，或与槽壳分离，出现缝隙（图1b）；3）阴极炭块表面有较多的冲蚀坑和层状剥落现象，造成阴极表面高度下降，并出现有大的纵向裂缝，长度较长，大量的铝液和电解质通过裂缝通道渗入阴极炭块和内衬材料中（图1c）；4）阴极炭块向上隆起严重，最高的隆起高度约有8~9cm（图1d）；5）阴极炭块碳间缝糊位置和内部都有明显的渗透电解质和铝液，还有反应生成的黄色物质Al4C3（图1e）。特别是在炭块与阴极钢棒的交界位置有凝固的电解质，这也是造

7、成炉底压降高的主要原因；6）阴极炭块被凿开后，铝液渗透严重的位置对应的钢棒已被侵蚀严重，且很容易脱落。拆卸出来的钢棒已被铝液严重侵蚀，孔隙较多，有的部分基本已经蚀空，钢棒周围有大量凝固的铝液和黄色Al4C3存在。结合漏槽的位置，可以判断这是漏槽的主要通道；7）阴极炭块下面的各种耐火材料保持较为完好，经反应后形成结晶体；8）阴极钢棒变形较为严重，向上隆起，拆卸时发现一些阴极钢棒已经从中间断裂，或者已经很容易断裂。阴极钢棒下表面几乎都出现较严重的侵蚀(图1f)；9）大面和小面侧部的浇注料、周围糊、耐火砖等耐火、保温材料都保存较好；10）钢质槽壳向外膨胀，