400KA 电解槽槽壳变形的原因分析.docx

400KA电解槽槽壳变形的原因分析作者：李磊来源：《科学与技术》2019年第1期摘要：伴随着我国科学技术的不断发展，我国工业技术也得到了进步在一定程度上 400KA电解槽槽壳变形成为限制大型预焙电解槽安全、高效以及平稳运行所需要解决的主要问 题之一，这种情况的出现会严重影响到电解槽的槽寿命的基于此，本文主要针对电解槽实际 生产情况，根据电解槽壳的设计理念，在其中找到了电解槽槽壳变形的原因，并做出分析，在 一定程度上给出针对性的措施，予以有关单位参考与借鉴关键词：400KA电解槽；槽壳变形；原因分析；针对措施刖言电解槽是铝电解生产当中所需要使用的设备之一，其槽壳是电解槽体的重要组成部分，在 长时间使用过程当中，因为各方面的因素影响，容易导致其出现变形，严重时还会影响到电解 槽的正常生产若是电解槽槽壳的变形影响到电解槽槽寿命的话，在一定程度上必定会影响到 正常生产工作要解决400KA电解槽槽壳变形就需要在生产中对技术条件进行优化，充分运用 电解槽大修，从停槽管理到槽壳加固等方面进行各环节的管理，只有这样才能让电解槽槽壳变 形现象有所降低一：400KA电解槽槽壳变形现状电解槽槽壳的变形是会直接影响到槽寿命的长短，电解槽槽壳变形主要是从焙烧启动到停 槽大修过程中。

电解槽槽壳变形是会直接影响电解槽的安全稳定性，会造成电解槽的稳定性低 在某种程度上也会直接导致电解槽炉膛内部状况越发恶劣，这种情况的出现会让铝水平的参数 波动不断变化若是出铝之后或是换极之后是很容易造成电解槽的参数大范围波动的，在一定 程度上也有可能造成电解槽槽壳出现变形现象二：电解槽槽壳变形的主要原因分析2.1电解槽槽壳自身材料强度较低电解槽槽壳大多都是使用的10-22毫米的钢板焊接组成的，然而对于很多的大型电解槽的 容量一般都是400KA的电解槽槽型，对于这种大型的电解槽来说，由于涉及原因造成自身的强 度相对较低，这种情况虽然不是电解槽槽壳变形的主要原因，但是这也是最为重要的原因之一2.2生产技术条件不足，病槽现象频发和铝电解生产中液态电解质不断地向阴极炭块渗透电解槽病槽的温度明显要高于正常温度的950C°，这种情况也会直接引起钠的析出而直接 导致内衬的膨胀让电解槽槽壳出现变形现象据不完全统计调查，在400KA电解槽中若是内衬 的寿命在3年之内，在某种程度上溶盐渗透到熔体的凝固等温度线条时会在一定程度上生成凝 固物，其还能够生成化合物比如A14C3，这种情况会加速炭块的膨胀速度的，这对于电解槽槽 壳所添加的水平推力会更大。

在一定程度上这个过程是缓慢的，连续性的，直到电解槽内衬受 到破坏才会停止2.3正常生产周期技术条件的影响良好稳定的技术条件是防止电解槽槽壳变形的主要手段，在正常生产管理过程中电解槽槽 壳变形所造成技术条件分子比，槽温，铝水平以及电解质水平等影响，下面我们对分子比和槽 温进行详细的讨论分子比是在电解生产中的作用主要是与电解质温度有着密不可分的关系，分子比 的高低对于初晶温度的影响是非常大的，分子比较高，会在一定程度上产生大量的钠离子，引 起阴极内衬钠膨胀应力的不断变大，与此同时因为初晶温度较高，其所造成的电解槽温度也会 较高，这对于电解槽槽壳的热冲击也会增加；若分子比较低，也会在一定程度上导致电解质初 晶温度和电解槽槽温降低，这样会形成沉淀，让沉淀在炉底结壳，从而直接破坏阴极电流分布 的均匀性，最终引起电解槽槽壳局部变形电解槽槽温在铝电解生产过程中电解槽槽温过低或过高都是会对电解槽槽壳产生强烈的 热冲力，使得电解槽槽体发生异常槽体低温会让氧化铝溶解变得缓慢，在炉底形成沉淀并结 壳，而且还会在阴极上产生电化学反应而让阴极内衬受到侵蚀，最后导致电解槽槽壳情况不容 乐观槽体高温会对电解槽的热冲击较大，伴随着温度的波动，阴极炭块会出现收缩与膨胀现 象，从而使电解槽槽壳热胀冷缩。

在某种程度上所引起的电解槽温度波动而直接影响到电解槽 的热量冲击过大，这些原因都是会直接导致电解槽正常生产过程中出现槽壳变形等现象2.4电解槽焙烧启动时的影响电解槽槽内衬膨胀变形所产生的应力，在一定程度上是会直接导致槽壳变形的阴极炭块 是槽内衬最主要的部分，阴极炭块若是受到温度梯度的影响会出现热膨胀应力的变化，当电解 质渗透到防渗透料之后所出现的凝固结晶体和反应物不断累积，所产生的应力会出现3种热膨 胀应力，其中不平衡的热膨胀主要是是因为电解槽的启动和焙烧的管理不严格所导致的电解槽 槽壳变形当温度在100C到400C之间，钠会在真空中对炭块的破坏作用伴随着温度的升高 而减弱在电解槽槽底焙烧过程中，当焙烧的温度达到900C度到950C度之后才会开始启动， 在一定程度上是能够消弱对内衬的侵蚀作用所以在电解槽焙烧过程中的炉膛和阴极炭块的升 温梯度快慢会直接影响后期生产期间钠离子向阴极炭块渗透的多少，对于阴极炭块是会产生不 同的变形弯曲应力的，其也是影响电解槽槽壳变形的主要原因之一三：电解槽槽壳变形的预防针对措施3.1强化电解槽生产中技术条件的优化电解槽在实际生产期间必须要时刻保持稳定的热平衡以及均匀的供给物料，只有这样才能 够避免电解槽槽壳变形几率，在这种情况中，电解槽的主要温度管理对于槽壳变形的直接影响 是相对较大的，但是在电解槽技术条件当中都是相对吻合的，只有当各方面的技术条件稳定， 才能够在一定程度上做好电解槽槽壳温度上的管理，这样能够有效的降低电化学反应的出现以 及钠离子对于电解槽阴极的侵蚀伤害，这样也能够降低因为电解槽槽温度动荡对于槽壳的热冲 击，从而直接防止电解槽槽壳变形情况的出现。

3.2 强化电解槽焙烧启动管理为了能够在一定程度上缓解电解槽焙烧启动对于槽壳变形的实际影响，相关人员在电解槽 焙烧启动期间对半空腔装炉，一二级分流使用以及焦粒焙烧等方法去优化槽壳变形的影响在 这个操作过程中必须要去控制焙烧电解槽炉膛升温梯度的平衡性，这样能够优化非正常期技术 条件的保持，从而在一定程度上把非正常期技术条件保持由原来的4个月改变成为现目前的2 个月，这样能够让电解槽越快形成高温炉帮，从而直接降低电解槽槽壳上部位和下部为的内衬 温差，直接降低电解槽槽壳变形几率3.3强化电解槽大修质量的管理强化电解槽停槽之后的实际管理，电解槽停槽之后的温度会降低到正常温度，为了能够降 低槽壳变形的逐渐加重，主要采用以下措施：第一是大修时要是用新技术和新方法，在当阴极 内衬的保温性能低时，那么在电解槽实际生产过程中电解质会在阴极炭块中出现结晶现象，这 种结果主要是炭块在前期所出现的拉裂等现象直接导致的电解槽槽壳变形现象所以相关人员 在实际对大修电解槽中强化了其侧部和底部的保温现况，从而在一定程度上缓解了电解槽槽壳 变形的实际情况出现第二充分运用大修期间对于电解槽槽壳的加固结语总而言之，400KA电解槽槽壳变形的原因有很多方面，本文主要是针对电解槽生产过程中 技术条件的优化，对电解槽槽壳变形的原因进行分析，提出了强化电解槽大修质量的管理以及 强化电解槽焙烧启动管理进行完善，充分优化这些方面能够有效的降低槽壳变形的几率。