電解鋁電解槽制作安裝要點及措施

曲百會

（七冶建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550014）

電解槽的設計對現代電解鋁電解槽高效且節能的優勢特征發揮著關鍵作用。鋁生產的質量水平與鋁電解槽運行的穩定性息息相關，電解槽的應力變形、磁流熱平衡和穩定性也對鋁電解的穩定性起著重要影響。使用高科技的生產技術和先進的機械設備，再經過專業設計人員的改良，鋁電解槽的制作安裝水平將大幅度提升。

1 先進的技術應用

400kA電解槽鋼結構的質量總和是七十噸左右（包括上部結構）。它的鮮明特點就在于電解槽的結構復雜、方便拆卸和組裝、容量體積大。電解槽的主體結構是由支撐梁、電解槽殼搖籃架、下部槽、上部槽、母線提升裝置、槽上配管、槽上設備、陽極母線、陰極母線、濃相輸送裝置和收塵裝置構成，室內組裝的空間狹小，工期較短，時間緊迫，而且面臨著巨大的施工困難。電解槽殼是不可缺少的承重構成要件，因為電解槽殼在持續高溫、化學反應激烈的客觀條件下不斷運行工作，受到溫度、化學方面產生的作用極其容易發生變形的情況，這就造成電解槽的制作安裝要求的水平高，對質量的要求更為苛刻的原因。

2 電解槽端頭壁板及其附件制作工藝的安裝技術要點

①下料前對各規格板材進行外觀檢查，外觀有裂縫、縮孔、氣泡、重皮、夾渣等缺陷時不得使用。②下料時以半自動切割及機械裁剪為主，從而保證料邊質量。③端側板下料長度應在設計長度的基礎上考慮焊接縫及調校收縮量。④端側板及為帶進行彎制時必須在滾床上進行。起弧切點及落弧切點定位要求準確，弧度應均勻。⑤彎制壁板上胎具后對準基準點，再進行剛性支撐固定，并且檢測壁板不平度。⑥加筋板、加筋環板、圍板等組對時從端頭壁板的縱橫中心線為基準規線。⑦加筋板、端部環板、圍板焊接時盡量不采用立焊，在需要翻轉焊接時，端頭壁板及其附件必須與胎具整體翻轉。⑧端頭壁板是由多塊鋼板焊接而成的構件，焊接前須將端側板緊固在焊接胎具上。⑨正式焊接前應對組裝質量進行檢查，檢查內容包括：坡口角度、組裝尺寸、組對間隙等。⑩焊縫要求飽滿、表面光滑、無氣孔、結塊、弧坑、咬邊、夾渣等明顯缺陷。?各附件的焊接不得有強制性組合，組裝時允許有輔加附件，但在焊接完成后必須清除干凈。

3 配套裝置應用

3.1 鋁電解槽加工與安裝時應用的配套裝置

鋁電解槽加工與安裝時應用的配套系統通常包括氧化鋁輸送裝置、大布袋除塵設備、VRI吸附反應設備、計算機控制系統。綜合上述的配套設施，實際應用操作如下。①氧化鋁輸送裝置運行比較穩定，后期的維修次數少、成本低，應用過程中不用依賴于運動的零部件，具有氧化鋁的流速慢的特點。②大布袋除塵設備是通過高新的科學技術研制出的具有過濾面積大、過濾性能優特點的電解槽加工設施，能夠實現低壓反吹，可以高效無痕地清潔凈化氧化鋁。

③VRI吸附反應器應用這種裝置可以有效地減小氧化鋁破損的概率，讓鋁電解槽的加工安裝阻力更低和吸附率更強。吸附反應裝置根據氣體流動過程中多點錐形運動的空氣動力學原理，致使沸騰之下的氧化鋁經過反應裝置之后由錐形噴射孔內噴射而出，最后形成圓截面的分布情況，氧化鋁會和煙氣混合一起，進而可以吸附煙塵和氟化氫。

3.2 氮化硅結合碳化硅側塊

預焙電解鋁電解槽的加工安裝離不開鋁電解槽爐幫的輔助，爐幫能夠有效保護電解槽的側面，它的變化能夠對鋁電解槽的溫度和熱量起到很好的調節作用。如果需要增大鋁電解槽爐幫的厚度，一般要通過降低傳熱系數、減緩溶體流速的方式來維護鋁電解槽的正常運行和使用。磁場的分布情況和電流強度決定著氧化鋁液體流動的速率，陽極氣體的噴出量也決定著電解質的流速。

4 預焙電解鋁電解槽技術改良方法

4.1 應用石墨化陰極炭塊

大規模的預焙鋁電解槽生產具有電流強度大、日生產量高和自動化、智能化水平高的特點。因為槽型生產時所產生的廢氣量大，釋放出巨大的熱量，使得生產車間的溫度特別高，嚴峻考驗著工作人員的工作能力，對廠內的裝置設施能否正常運行使用產生極大的挑戰。由于惡劣的生產環境，導致近些年來國內頻頻發生例如電解槽母線打火和整流機組元件爆炸，電解槽漏爐事故、鑄造鋁液爆炸等事故，對人民的生命財產安全造成了極大的安全隱患，導致了社會不穩定因素的發生，得到了國家層面的高度重視。所以，對電解鋁電解槽生產條件的改進和生產技術的更新成了該行業的迫切需要，有效的解決措施就是提高生產設備的自動化、智能化水平，積極利用石墨化陰極炭，以達到節能減排、降低能源消耗，改善生產環境。

4.2 技術改造后果分析

我們企業應用了自主研發的全石墨化陰極炭塊技術對鋁電解槽的生產工藝進行了有效的技術改良，極大提高了生產效率，同時兼顧了節能環保的重要作用。通過分析鋁電解槽參數，改進生產工藝，優化生產模式，遵循低電壓和低效應的理念，最終減少了至少450kW時的電耗能。在試驗可行之后，企業對全部的鋁電解槽采取了改造工作，從根本上改變了鋁電解槽的生產條件，既能夠提高生產效率，又降低了能源消耗，節約了自然資源，為實現企業的可持續發展奠定了基礎，承擔企業應盡的社會責任。

5 結論

預焙陽極電解鋁電解槽技術在我國的電解鋁電解槽生產制造行業內處于領先的地位，不管是對能源的節約和環保力度的增強，還是生產效率的提高，都能發揮重要作用。大規模的對預焙鋁電解槽進行改良和優化，可以為鋁生產企業帶來更大的經濟利潤，拓展企業的發展空間，為整個行業的發展做出貢獻。