包头铝业有限公司,内蒙古包头市 014000
摘要:众所周知,槽寿命是现代铝电解生产技术高低水平的关键,其对企业的经济效益和社会效益具有直接的影响。通过调查研究,我们发现,国内的电解槽的使用寿命大多都在1200天左右,个别的铝厂电解槽的使用寿命甚至不足1000天,这在一定程度上,对企业的发展具有明显的阻碍作用。因此,我们有必要对大型电解槽进行认真的研究和分析,识别电解槽的种类和特征,从而进一步延长电解槽的使用寿命。鉴于此,本文主要针对大型电解槽破损原因及延长寿命问题进行相关浅析,仅供参考。
关键词:大型电解槽;破损原因;延长;槽寿命;问题研究
1、电解槽的破损原因及特征分析
1.1 电解槽的破损原因
早期电解槽的破损因素包括:设计因素、内衬材料的质量因素、筑炉质量因素、焙烧启动与后期的管理质量因素。依据电解槽遭到破坏因素实际比例可了解到,设计因素占比10%、内衬材料的质量因素与筑炉质量因素均各自占比20%、焙烧启动与后期的管理质量因素占比50%。而若想确保槽的使用寿命得以提升,就应当从源头上着手,严控各个节点。
①设计因素
注重设计的科学合理性,弹性槽壳对于内衬的材料膨胀所产生应力缓冲作用,对其膨胀予以有效地限制。内衬材料,可吸收启动焙烧时阴极膨胀所产生部分应力,防止阴极扎固的碳缝出现断裂或起层等问题状况。
②内衬材料的质量因素
阴极碳块的质量相对较差,启动焙烧时阴极碳块极易有隆起或折断情况出现。糊料质量若不达标,则会导致剥落、起层情况出现,甚至会出现裂缝问题;保温砖的保温性能若不佳,则炉底部温度会相对较高,其电解质等相应温凝固线会逐渐上移到碳块上,促使碳块被破坏。故而,保证内衬材料的质量,属于提升槽实际使用寿命关键点,需得到充分重视。
③筑炉质量因素
若钢棒、糊料、碳块等温控不佳,并能严格依据筑炉工艺开展施工操作,则会导致碳块压的接压降差较大,电流会集中于向压降低阴极,促使阴极钢棒的温度过于高,加剧膨胀,极易导致阴极碳块被折断。筑炉期间带入过多水分,人造的伸腿扎固是质量较低,均会导致焙烧时有较多通道形成,促使电解质逐渐沿着通道向下进行渗透。
④焙烧启动与后期的管理质量因素
焙烧时,阳极电流不均匀的分布,促使阴极表面的温度差异较大,若为得到及时调整处理,则恶性循环便会形成,促使电多阳极的导电增加,所对应阴极的导电逐渐增加,阴极具备的温度会处于较高状态,则阴极碳块极易有裂缝问题出现,铝液通道进而形成。在启动时,若温度处于较高状态,渗透至阴极裂缝内部电解质无法凝固,借助电解质无法对阴极缺陷进行弥补处理,促使阴极破损发生率较高[1]。
1.2 电解槽的破损特点
预焙阳极式电解槽的破损,主要指的是阴极槽体损耗与破坏程度,基本特点如下:①排除外界硅、铁来源之后,铝液内硅、铁含量逐渐增加,亦或者是处于较长时间段内维持只高而不下的状态;②槽底部膨胀隆起,即为槽底部沿着长度方向,主要呈现着山丘状态隆起,四面低、中间高状况出现;③阴极的炭块断裂,阴极扎固的炭缝有起层开裂、侵蚀等情况存在,导致底部出现漏槽破损问题;④阴极棒孔位置有漏槽情况存在;⑤槽壳面处于升高状态,顶到槽腹板,抬母线的周期被迫缩短;⑥电解槽的槽底部压降提高幅度较大,促使槽底部压降处于超高状态,即为超过500-600mv;⑦侧部出现漏槽破损问题[2]。
2 、延长大型电解槽寿命的主要措施和方法
2.1应用半石墨质阴极炭块
石墨化炭化具有较好性能,但是材料的价格比较昂贵,在经济可行性存在一定的欠缺,为此,我们可以采用半石墨炭块。其具有良好的抗磨损能力和抗热震能力,具有较高的热导率,抗压强度也能满足实际的需求,能够有效延长大型电解槽的寿命。而且我们还应该合理采用圆柱阴极钢棒,有效减少因膨胀差异对炭块作用的应力,使得半石墨质阴极炭块发挥作用和价值[3]。
2.2采用先进的捣固检测技术
众所周知,电解槽中的阴极炭快与侧部之间是电解槽最为薄弱的部位,在此方面,我们可以采用先进的捣固检测技术,金属和电解质液渗透到阴极内部,提供一个有效的缓冲层。捣固湖的密实性对于槽的寿命有着很大的影响,其能够在一定程度上,直接影响在加热过程中和炭块的配合。为此,我们要对其捣固密度给予严格的控制。
2.3采用先进的科学防渗技术
为了进一步地提高电解的质量,延长电解槽的寿命,我们可以加强对阴极防渗技术的应用。阴极防渗技术主要分为物理防渗技术和化学防渗技术两个部分。而化学防渗技术具有更好的先进性,其能够是吸纳对槽寿命的有效延长,提高了电解槽生产的效率,实现对热平衡的有效协调。目前,国外很多研究人员都采用了化学防渗技术,取得了较好的效果。
2.4提高生产的技术和管理水平
我们在实际的研究和电解过程中,应该加强对相关技术的有效应用,把视线对技术和管理效果的有效创新,使得整体的操作更具精细化,避免电磁场对生产效果的影响,这样也可以在一定程度上,有效防止机械的进一步腐蚀。除此之外, 我们还要对供电制度进行合理的控制,保证供电的稳流,减少电流波动对于电解槽热平衡的影响,也在一定程度上,进一步降低了化学腐蚀物的扩散和渗透的可能性。最后,我还要严格保证相关人员的综合素质和专业技术能力,使得其在整个电解操作的过程中,进一步保证工作的规范性,从而进一步提高生产技术和管理水平。
3、破损槽的运行管理
3.1 保障破损槽技术条件
炉底部沿着破损的槽,需适当将槽底部温度降低,炉底部设计技术包含条件即为:低电压、高铝水、低槽温、低分子比等。炉帮沿着破损槽,需通过增厚炉帮,进行技术条件设定,包括低铝水、高电解质、高分子比、低过热度、低槽温。炉帮与炉底沿着破损槽,应加强日常巡视检查,并做好综合平衡处理。
3.2 管控破损槽效应
严控破损槽阳极效应的系数、效应持续的时间,对下料间隔予以科学调整,尽可能地防止阳极效应出现。
3.3 控制破损槽出铝
出铝量应当保证均匀性,应避免出现非进度的出铝及过多出铝情况出现,铝液高度应维持稳定状态,避免热槽情况出现。
3.4 破损槽操作管理
严格依据操作规范与标准,做好破损槽操作管理,防止病槽情况出现,若有异常状况出现,需及时做好针对性地消除处理,切勿存在拖延思想,针对于所出现的异常情况必须及时向相关负责人交代清;强化换极操作质量,防止发生异常电压情况,若发现有炭渣存在,应及时捞出炭渣,确保电解质处于清洁状态;手边整形处理需做好,预留充足的散热带,强化炉帮散热;测量并对比炉底部与炉帮;在硅、铁实际含量并未达到正常的水平前期,应不定时巡视破损槽,破损部位需通过风管降温手段做好防护;破损槽经多次修补处理后效果仍不显著,则应及时上报,并将停槽各项准备工作做好[3]。
4、结语
综上所述,电解铝业已逐步进入了微利时代,现阶段,铝企之间竞争日益激烈化,适当将电解质的寿命延长,并降低铝企实际生产成本,便于提升核心竞争力与经济效益。全面了解与掌握电解槽实际破损原因,予以优化设计,进一步提升材料质量,并提升作业及运行管理的有效性,能够控制电解槽实际破损率。铝电解的基层管理者应全面了解破损槽基本特征,借助破损槽的在线修补及运行管理各种手段,尽可能地将电解槽的实际寿命延长,这对于铝企在新时期进一步的发展意义重大。
参考文献
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