提高槽寿命的根本途径课件.ppt

摘摘 要要 •如何延长电解槽的使用寿命、防止电解槽的早期破损一直是国内外铝电解生产者研究探索的一个课题结合桥头铝电240kA预焙电解槽生产实践,笔者从电解槽的内衬结构、筑炉质量、焙烧启动质量、正常生产管理方面进行一些分析探讨 前前 言言• 铝电解槽是铝电解生产的核心装置,它的使用寿命直接关系到铝的产量、质量和成本等各项指标和生产的经济效益槽寿命的长短受槽型结构、筑炉材料和方法、焙烧启动过程和工艺操作制度等方面因影响、它们所占比例大致如下：• 槽型结构设计:20%、筑炉工艺技术:20%、材质:10%、焙烧启动方法:25%、生产管理（工艺制度操作）:25%• 但实际情况并非完全如此，因为上述诸多因素中的任何一项严重失误，都可能造成电解槽早期破损反之，早期破损往往又是几种因素复合作用的结果 所以对槽寿命问题要据实分析对待，不能一概而论一、内衬结构、侧壁的改变：n 我公司一期六区于2004年3月份全部顺利投产，二期五区于2006年3月全部投产，它们内衬结构不同的是后者对侧壁结构进行了优化1、一期侧壁原来是侧部炭块和碳化硅砖粘结而成，因施工中对粘结剂的含量、温度控制不是太好，加之受焙烧启动经验不成熟的影响，启动后三个月侧部碳化硅就开始脱落，造成侧部炉帮发红，硅含量上升。

鉴于此、二期侧部改用整体厚碳化硅砖，直接去掉外面的一层炭块启动至今无一碳化硅脱落和硅含量上升现象，这是因为碳化硅材料具有很大地抗氧化、抗腐蚀、抗冲刷能力，而且具有较高的强度和化学堕性，较高的热导率和电阻率而且整体碳化硅没有了侧部普通炭块与炭化硅的粘接缝炭化硅砖和钢壳之间没有其他材料时，它对稳定侧壁槽帮是最有效的，这更符合电解槽侧部要求散热的设计理念，利于炉帮的形成l 2、 一期侧壁炭化硅和侧壁底碳之间卧缝刚好处于电解槽的极距处电解质和铝液在强磁场、阳极气体的作用下不断地向该缝处冲刷，使得侧壁腐蚀和氧化并有部分电流从侧壁经过这将会造成侧部碳块的损坏，电流效率的损失（如水平电流的增加） l 因此，二期直接将人造伸腿提高2cm，将炭化硅和底碳块的卧缝扎于人造伸腿内，避免了因电解质对侧缝冲刷造成的早期破损隐患二、提高筑炉质量：1.在材质的选择上采用半石墨质阴极碳块和侧壁氮碳化硅砖，有效降低了炉低压降，提高了炭素内衬抗腐蚀、抗热冲击能力，对延长槽寿命起到了积极的作用 n在吸取一期的经验上，二期电解车间派出有经验的专职人员对每台电解槽的铺设，轻质浇注料和防渗料的养生时间、碳块组装、筑炉工艺中的每一道工序详细监督，严格按规程标准检查。

n碳湖扎固：n扎固是电解槽内衬大修的最后一道关键工序，是获得较高槽寿命的基础条件扎而不实不行，扎过紧不行，分寸很难把握，而且对风压、环境温度、糊料温度、粘结剂含量、扎糊方法要求非常严格2. 施工质量的跟综检查： § 糊料温度施工时可根据糊料到货情况适当调整，作业人员鞋底必须保持干净在阴极碳块立缝处喷一层厚度为0.5mm的煤焦油，温度70℃±10℃,按定量加糊后用样板刮平,将碳块上的料扫干净再进行扎固作业,扎固一次不少于两个往复,分八次扎完风压不低于0.6MPa,压缩比为1.6—1.8：1，碳帽应高出阴极碳块但不得超过5mm,宽度45—50mm,表面平整光洁无麻面2.1. 扎立缝： 糊料与碳块缝的预热温度 项目碳块沟槽表面温度 糊料温度 碳胶温度 使用温度90——110 90——120 50——90 使用温度 100±10 100±10 70±10 中间立缝扎固厚度测量 层数前后 1 2 3 4 5 6 7 8 1370 400320 360270 300225 255170 200120 15070 10020 50 2375 410325 350275 305220 250170 200130 15575 10525 55 3370 405310 355270 300220 250175 205110 14575 10525 55 4370 400325 350275 305225 255180 200125 10065 10020 502.2. 扎固周围缝及人造伸腿： • 周围缝扎固应先在两小面扎至第三层后分前后两部分进行，大面分五次扎完，小面分八次扎完。

特别是接头处角部是重点部位，需用火焰加热器烘烤，不能将糊料烧成炭化物，加热温度90——115℃• 传统工艺要求先用方锤扎实，再用平锤扎成光滑表面在一期破损槽清刨过程中，经常能发现扎固糊料层之间有铝或电解质夹层 为了解决好这个问题，二期在电解槽扎固中采用梅花锤取代方锤，既起到了修正层面的作用，又可将糊层表面拉毛，使其能与下一层完整结合角部接头和大面最上面一层扎时一定要把好质量关，一次扎实扎平、表面光滑，不能有麻面或裂纹如扎固不良、则高温液体通过其间缝向下渗透，轻者使内衬保温性能变坏、耐火材料变质，且渗下的液体结晶时释放出巨大的上抬力使炉底隆起重者液体直接渗透倒阴极钢棒，熔化钢棒后从窗口窜出槽外形成漏炉• 因此，对扎固完的槽内衬还要做好保温工作，使其内衬的水份均匀缓慢排出• 把好检查验收关，如有人造伸腿与侧壁处有裂缝的采取氧化镁粥浇实• 这些措施对提高240ka电解槽筑炉质量效果比较明显三、三、焙烧启动比较；焙烧启动比较；• 1.一期六区启动后打捞炭渣时，601——622#槽都有不同程度的人造伸腿分层脱落现象• 分析原因：• （1）.因为是新建厂，职工队伍年轻，焙烧启动经验不足。

• （2）.启动工艺不够完善• （3）.焙烧时间短（72小时）、炉体升温不均，启动温度过低会加剧钠的侵蚀据资料显示、碳块表面温度高于950℃时可减轻钠的破坏作用、延长槽寿命，而这一点我们掌握的不够好•（4）.启动时电压的保持：•一期六区启动时灌完电解质后电压为6.0——6.5V，随着物料的融化，极距没有及时拉开阳极气体难以排出，容易在人造伸腿上产生应力而导致人造伸腿产生裂纹分层脱落•（5）.灌铝时间在启动后12小时左右2.在总结一期焙烧启动经验的基础上、对在总结一期焙烧启动经验的基础上、对二期焙烧方案做适当调整二期焙烧方案做适当调整• （1）.焙烧时间延长至96小时、确保电解槽启动前槽体温度达到900℃以上，角部温度达到800℃以上，使电解槽在焙烧期间生成的碳钠化合物分解，减少对炭素材料的侵蚀  焙烧电压和温度控制焙烧电压和温度控制 焙烧时对阳极，阴极电流分布变化每1小时测一次变化大的及时处理尽量减小局部电流分布不均造成温度不均现象焙烧天数1 2 3 4焙烧电压（V）3．8~3.43.4~2.92.9~2.52.5~2.2焙烧温度（℃）150~300350~600750~950850~960（2）.在阳极上加厚保温预热料。

随着物料的熔化在电解质表面覆盖一层预热料，加强焙烧槽的保温工作3）.启动时灌完电解质后槽电压保持8~9V随着原料的融化，将两极间的距离大于120mm.（4）.灌铝时间在启动后24小时后灌铝启动和后期管理是对电解槽焙烧启动的继续，避免过早往新槽中灌铝的用意在于让阴极中的小的裂缝先被电解质填充满让内衬中的糊料彻底焙烧好并且体积膨胀时不让铝液先进去，有益于延长电解槽的使用寿命一期六区和二期五区电解槽早期破损比较 现象单位人造伸腿脱落（台）红炉帮（台）占总槽数（%）一期六区 11 1053.8二期五区 2 1 0.075四、完善正常管理： o1．保证稳定的电力供应，系列供电不足或停电可引起电解槽早期破损（一期六区经历了两次系列大停电）o 2．保证电解槽的平稳生产杜绝病槽的出现另外要保持酸性电解质并添加氟化钙．氟化镁以抑制钠的析出减少碳素内衬表面对钠的吸收 四、完善正常管理：n3．建立理想的能量平衡和物料平衡状态控制阳极效应系数，目前五区已控制在0.133 次/槽.日综合分析，正确判断，把握好电解槽的运行趋势如炉底有大量沉淀可在参数上进行调整。

改变传统上人为对炉底的搅动n4．提高操作质量：n 杜绝长重效应，提高换极﹑出铝操作质量等，对提高槽寿命显得更为重要 结束语结束语•目目前前国国内内大大多多数数铝铝电电解解槽槽寿寿命命，，平平均均在在1800天天左左右右，，而而国国外外一一些些国国家家的的槽槽寿寿命命在在2000天天以以上上虽虽然然我我公公司司二二期期槽槽寿寿命命较较一一期期有有很很大大提提高高,但但比比起起其其它它厂厂家家还还是是有有一一定定差差距距,这这反反映映了了我我们们在在结结构构设设计计，，材材料料质质量量，，筑筑炉炉,焙焙烧烧启启动动,操操作作技技术术及及管管理理水水平平上上还还有有较较大大的的差差距距，，这这正正是是我我们们以以后努力的方向后努力的方向 参考文献参考文献n n [1] [1] 《《铝电解槽寿命研究铝电解槽寿命研究》》何允平何允平. .段段继文编继文编. .n n [2] [2] 轻金属轻金属20002.~2 20002.~2 《《提高槽寿命途提高槽寿命途径径》》陈人鑫等陈人鑫等. .n n [3] [3] 《《预焙槽炼铝预焙槽炼铝》》第三版第三版. .邱竹贤邱竹贤. .n n [4] [4] 电解槽内衬砌筑施工方案电解槽内衬砌筑施工方案 《《二十二十二冶二冶》》n n [5] [5] 电解槽扎固记录电解槽扎固记录《《内部资料内部资料》》n n [6] [6] 电解槽焙烧启动日志电解槽焙烧启动日志《《内部资料内部资料》》。