淺談如何延長200kA預焙電解槽槽壽命

　　摘 要：我們通過對一期200kA預焙槽停槽的實際情況分析，發現致使200kA電解槽破損到停槽的原因和影響電解槽槽壽命的因素，本文對如何延長電解槽槽壽命提出了幾點建議，盡供參考，因為電解槽的槽壽命直接關系到企業的經濟效益，關系到企業今后的發展道路，關系到企業的生死存亡。因此，提高電解槽的壽命是當前鋁行業至關重要的課題。
　　關鍵詞：預焙鋁電解槽 設計 材質 筑爐 焙燒啟動 生產管理操作
　　中圖分類號:TF821文獻標識碼:A文章編號：1672-3791(2011)11(c)-0106-01
　　
　　目前，我國一般鋁電解槽的使用壽命都在3年至5年之間，少數可達到5年至7年，影響電解槽壽命的綜合因素有：設計、材質、筑爐、焙燒啟動及操作管理等方面(設計占20％，材質占10％，筑爐占20％，焙燒啟動占25％，操作管理占25％)，隨著科學技術的發展，大型預焙槽計算機模糊控制技術的應用、人員技能水平的提高、生產操作管理因素所占的百分比例有所降低，然而隨著社會的飛速發展，設計與材質的質量關有所增加，從而可以看出影響電解槽壽命的因素是相互關聯、密切聯系的，它們之間的關系是不可分隔的。
　　下面逐個對影響電解槽壽命的因素加以分析。
　　
　　1 設計
　　設計受力合理的槽殼結構，不但是電解槽整體重量的承受體，而且也是電解槽內應力的緩沖體，剛柔適度的槽殼，受力點分布合理的支撐鋼架，可以有效地緩沖內襯膨脹時產生的強大應力，消除或減輕電解槽爐底隆起和槽殼向外膨脹的現象。
　　目前，在大型預焙槽上均采用“搖籃式”支撐結構，具有較強的強度，受力均勻，緩性強，材料節省等優點，可以有效的控制槽殼變形，爐底隆起，消除槽殼破損，撕裂等作用，對于延長內襯、槽殼使用壽命具有良好的效果。電解槽槽殼四角改成圓弧形狀，可以有效地控制角部裂開現象。適當增強槽殼強度，特別是上帶的強度，也有助于阻止中縫裂開，對延長電解槽的使用壽命有較大的好處。
　　
　　2 內襯材質高質量的選擇
　　目前能夠滿足陰極碳塊質量要求的材料有半石墨碳塊和石墨化碳塊，此材料的選擇、內襯材料的運輸，必須嚴格符合技術要求，嚴禁日曬雨淋、強裂震動和表面受潮。
　　
　　3 內襯砌筑質量的保證
　　鋁電解槽陰極內襯砌筑質量不好，往往會引起早期破損停槽，為此，電解槽內襯砌筑質量，必須無條件地嚴格按各工序的施工規范和質量技術標準進行，不可忽視，麻痹大意。
　　
　　4 采用合理、正確的預熱啟動方法
　　一般電解槽的預熱和啟動方法的好壞，是引起電解槽早期破損的原因之一，因此，采取合理的焙燒啟動方法是非常重要的，也是煉鋁者研究的一個課題。
　　目前，國內大型預焙槽的預熱方法勻采用焦粒變電流預熱法，無論采用哪種預熱方法，都必須要保證爐底溫度分布均勻，逐漸升溫，升溫速度不能太快，按計劃保證足夠的預熱時間，避免局部過熱、過冷，溫度上升時快時慢，這樣可以消除和減緩碳塊產生熱裂紋，減輕啟動后鈉及電解質等物的侵蝕，碳塊溫度達到900℃以上時，最好接近生產溫度950℃左右，這樣可以使碳塊的扎固糊良好焦化粘接嚴密，也能促使啟動期間產生的碳一鈉化合物分解，有效地抵制鈉的侵蝕。
　　由于直流電幾乎是從陽極垂直導入陰極，因此預熱期間電解槽邊部溫度較低，邊部扎糊預熱不良，為了避免啟動時邊部直接接觸高腐蝕液體電解質，通電前務必要求裝好爐，用電解質塊砌好沿墻，這樣可以有效地保護邊部不受突發性高溫熱沖擊，待電解槽啟動后，隨著砌筑體逐漸熔化，邊部溫度逐步升高，使其得以緩慢焙燒焦化，保證邊部扎糊不開裂、不起層，側部碳塊不出現熱震裂。電解槽焙燒時問的長短取決于焙燒槽是否具備了開動條件，如焙燒槽溫度達到900℃，已基本接近生產槽溫950℃左右，中縫電解質已基本連通，兩大面處也有了一定量的電解質，陰極工作良好，即可進入啟動階段。生產實踐證明，電解槽的焙燒時間與焦粒層的厚度有直接關系，電解槽的啟動盡量采取灌液體電解質的濕法啟動，啟動期間液體電解質量大，槽內溫度均勻，電解質清潔，爐底沉淀極大，不會出現爐底局部過熱而破壞內襯，啟動過程中不能向電解槽沖添加氟化鈉或碳酸鈉，以免在啟動高溫期間大量析出鈉而強烈侵蝕碳系內襯。含鈉物質必須在啟動完畢后一定時間，待槽溫開始下降時進行添加，啟動中嚴禁停電，要求電流必須穩定，以免發生電解質凝固，使爐底生成大量沉淀，出現受熱不均，從而嚴重影響電解槽槽壽命。
　　
　　5 合理地加強各項生產操作管理，保持電解槽穩定運行
　　電解槽自從焙燒啟動后到爐膛的形成是非常重要的，重點是要使電解槽形成堅實規整的槽膛內型，電解槽槽膛形成的好壞，直接關系到電解槽能否走向正常生產，也關系到電解槽的使用壽命的長短。因此，在此期間不能出現冷行程或槽溫居高不下，嚴格按基準保持好各項技術條件，不能使溫度降的太快，影響內襯溫度均衡或出現冷槽。保證電解槽長期穩定運行，可以有效地延長電解槽內襯使用壽命。生產中首先應保證各項技術條件，控制在要求范圍內，保持穩定的熱平衡和槽膛內型，提高各項作業質量，及時消除可能引發病槽的潛在因素，使電解槽長期平穩運行，以延長電解槽的槽壽命。
　　
　　6 結語
　　隨著社會的飛躍發展，電解槽也在日新月異的演變，由小型自焙電解槽轉變為大型預焙電解槽，與國內外同行業相比，我國的鋁電解槽槽壽命還遠遠不如人家，無論在設計、材質、筑爐質量、焙燒啟動、后期生產操作管理方面比較落后，因此如何延長電解槽槽壽命是我們應該不懈去追求的目標，我深信我們在今后的大修槽中，嚴抓設計、材質、筑爐質量、焙燒啟動及生產操作管理，做到任何一個細節問題我們都不放過，都嚴格按規程進行操作，我相信我們的電解槽槽壽命一定會得到提高。
　　
　　參考文獻
　　[1]田應甫．大型預焙鋁電解槽生產實踐[M]．長沙：中南工業大學出版社，2003．
　　[2]