240KA铝电解槽早期破损的原因及改进措施

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1、■海斟技2009年第4期240kA铝电解槽早期破损的原因及改进措施李玉娟(青海桥头铝电有限公司，青海大通810100)摘要：本文根据240kA电解槽早期破损的现象，从槽结构、焙烧启动及其后期管理等方面进行了分析，经改进，延长了电解槽的使用寿命。关键词：铝电解槽；早期破损；原因分析；改进措施1引言的使用寿命。电解槽是铝电解生产的主体设备。槽寿命是一个投产以来，电解槽侧部炉帮形成不理想。当生产综合性的技术经济指标，目前国外先进的大型预焙槽过程中发现散热窗温度偏高甚至发红现象时，一定是寿命为25003000d，而我国电解槽寿命为1500侧部复合块腐蚀比较严重，尤其是电解质与铝液界面

2、2000d。影响电解槽寿命的原因主要是电解槽内衬设以上部位。在长期高温熔融电解质的冲蚀下，电解槽计、焙烧启动和生产操作等环节。以我公司240kA大侧部变得越来越薄，造成炉膛增大，铝水平降低，槽型预焙槽为例，一台电解槽大修和焙烧启动费用高达温升高，熔体水平电流增大；水平电流变化引起水平几十万元，因此减少早期破损，延长电解槽寿命是我磁场发生变化，电解槽针振发生，槽温进一步升高，公司亟待解决的重要问题之一。一并加快电解槽内熔体流速，加剧了熔体对侧部复合块2电解槽破损现象分析的冲刷腐蚀，如此恶性循环导致电解槽侧部破损加青海桥头铝电有限公司第一个铝电解l5万t系列从剧。2003年投产至

3、今，经历了5年多的时间。期间常出现碳氮化硅材料与传统的侧部炭块相比，具有良好电解槽破损现象，其破损情况主要有两种：一种是阴的抗腐蚀性能和较高的高温电阻率。通常，电解槽使极破损，另一种是侧部破损。用氮化硅作为碳化硅的黏结剂，然而，从热力学意义2．1阴极破损上讲，在高温电解条件下氮化硅比碳化硅容易遭受腐从刨槽状况来看，阴极破损主要有以下几种：蚀。在电解质与气体界面上，氮化硅与电解过程中生(1)炉底表面较为平整，局部有裂纹、隆起和冲成的二氧化碳及挥发的单冰晶石发生反应，致使侧壁蚀坑。碳化硅结构粉化、疏松，在电解质熔体的冲刷下侧部(2)边缝破损，主要是阴极中缝与大面伸腿交接破损加速。

4、处的T字缝，多数是铝液通过T字缝渗透，造成破损。在生产过程中，两水平界面处炉帮是最薄的部(3)阴极炭块隆起，主要是阴极炭块受到应力作位，炉帮空化现象也首先从该处发生；界面处往往是用，逐步上抬，当受到的应力超过其抗压强度时，造侧部散热最多的部位，因为侧部碳氮化硅砖散热性很成阴极断裂。好，在没有炉帮保护的情况下，大量的热量将从这里2-2侧部破损散发出去。240kA电解槽侧部采用碳氮化硅砖或碳氮化硅结在电磁冶金学中，铝冶金专家们试图找到两水平合的炭素复合块。在生产过程中存在一个共性问题，界面的最佳流速场，而实际上是比较困难的。熔体中即炉帮不稳定引起侧部破损较多，从而会影响电解槽垂直

5、磁场与水平电流作用形成强大的回流，水平磁场(4)这次大一暴雨天气出现前期，青海海东地区(5)西藏、青海南部地区中尺度对流云团沿西南高低空的涡度、散度、垂直速度场的配置，满足了低气流加强北上，是海东地区这次大暴雨形成的又一层辐合、高层辐散条件，有利于上升运动发展。个重要原因。0412009年第4期青海斟技对铝液作用形成铝液界面隆起，特别在工艺技术条件力变化不均匀；焦粒层与阳极底掌接触不均匀，导致匹配不合理、伸腿和炉帮不规整、阳极更换作业质量电流分布不均匀，引起热场应力不均匀；两者都能引差以及阳极电流分布不均匀时，铝液界面隆起更加严起人造伸腿早期破损，从而为流速场不稳定留下隐重。

6、大型预焙电解槽局部稳定性很差，区域性很强，患。因此，控制均匀稳定的焦粒焙烧过程，可以有效区域电磁力变化的作用，将加剧槽内熔体的流速，铝减少侧部破损几率。液和电解质中非溶解态氧化铝不停地对侧部碳氮化硅3．5过热度管理进行冲蚀，从而加剧侧部破损。大型预焙电解槽生产管理要以槽温为中心，特别3改进措施是要加强过热度和传热系数的管理。一个能量效率高3．1加强筑炉控制和材料控制的电解槽，一定具备能量平衡和物料平衡，凡具备这(1)选用均匀、优质的半石墨阴极炭块。两个平衡的电解槽，其槽膛或槽帮必然十分规整。在(2)严格打底糊质量控制，优化各项工艺参数。生产中，侧部炉帮随着这两个平衡的波动时而

7、增厚，(3)轧方钢是关键工序，要严格规范操作。时而减薄。目前，就散热而言，对于先进的电解槽，3-2焙烧启动其侧部结壳或槽帮的厚薄主要决定于电解质的过热(1)焙烧时间不低于4d，根据配料严格控制炉底度。但过热度不宜过大，若过热度过大，炉帮熔化变温升曲线和分流片作业，最终焙烧温度达960℃左右。薄，会加速侧部薄弱部位的冲刷腐蚀。(2)启动后不急于来效应，让侧部物料缓慢熔3．6不停槽状态下进行侧部修补化，使温度逐渐上升，减少边部热冲击。3．6．1侧部炉帮修补方法的确定(3)启动后期高温时间不要太长。240kA