400KA電解槽槽殼變形的原因分析

李磊

摘要：伴隨著我國科學技術的不斷發展，我國工業技術也得到了進步。在一定程度上400KA電解槽槽殼變形成為限制大型預焙電解槽安全、高效以及平穩運行所需要解決的主要問題之一，這種情況的出現會嚴重影響到電解槽的槽壽命的。基于此，本文主要針對電解槽實際生產情況，根據電解槽殼的設計理念，在其中找到了電解槽槽殼變形的原因，并做出分析，在一定程度上給出針對性的措施，予以有關單位參考與借鑒。

關鍵詞：400KA電解槽;槽殼變形;原因分析;針對措施

前言

電解槽是鋁電解生產當中所需要使用的設備之一，其槽殼是電解槽體的重要組成部分，在長時間使用過程當中，因為各方面的因素影響，容易導致其出現變形，嚴重時還會影響到電解槽的正常生產。若是電解槽槽殼的變形影響到電解槽槽壽命的話，在一定程度上必定會影響到正常生產工作。要解決400KA電解槽槽殼變形就需要在生產中對技術條件進行優化，充分運用電解槽大修，從停槽管理到槽殼加固等方面進行各環節的管理，只有這樣才能讓電解槽槽殼變形現象有所降低。

一：400KA電解槽槽殼變形現狀

電解槽槽殼的變形是會直接影響到槽壽命的長短，電解槽槽殼變形主要是從焙燒啟動到停槽大修過程中。電解槽槽殼變形是會直接影響電解槽的安全穩定性，會造成電解槽的穩定性低。在某種程度上也會直接導致電解槽爐膛內部狀況越發惡劣，這種情況的出現會讓鋁水平的參數波動不斷變化。若是出鋁之后或是換極之后是很容易造成電解槽的參數大范圍波動的，在一定程度上也有可能造成電解槽槽殼出現變形現象。

二：電解槽槽殼變形的主要原因分析

2.1 電解槽槽殼自身材料強度較低

電解槽槽殼大多都是使用的10-22毫米的鋼板焊接組成的，然而對于很多的大型電解槽的容量一般都是400KA的電解槽槽型，對于這種大型的電解槽來說，由于涉及原因造成自身的強度相對較低，這種情況雖然不是電解槽槽殼變形的主要原因，但是這也是最為重要的原因之一。

2.2 生產技術條件不足，病槽現象頻發和鋁電解生產中液態電解質不斷地向陰極炭塊滲透

電解槽病槽的溫度明顯要高于正常溫度的950C°，這種情況也會直接引起鈉的析出而直接導致內襯的膨脹讓電解槽槽殼出現變形現象。據不完全統計調查，在400KA電解槽中若是內襯的壽命在3年之內，在某種程度上溶鹽滲透到熔體的凝固等溫度線條時會在一定程度上生成凝固物，其還能夠生成化合物比如Al4C3，這種情況會加速炭塊的膨脹速度的，這對于電解槽槽殼所添加的水平推力會更大。在一定程度上這個過程是緩慢的，連續性的，直到電解槽內襯受到破壞才會停止。

2.3 正常生產周期技術條件的影響

良好穩定的技術條件是防止電解槽槽殼變形的主要手段，在正常生產管理過程中電解槽槽殼變形所造成技術條件分子比，槽溫，鋁水平以及電解質水平等影響，下面我們對分子比和槽溫進行詳細的討論。

分子比。分子比是在電解生產中的作用主要是與電解質溫度有著密不可分的關系，分子比的高低對于初晶溫度的影響是非常大的，分子比較高，會在一定程度上產生大量的鈉離子，引起陰極內襯鈉膨脹應力的不斷變大，與此同時因為初晶溫度較高，其所造成的電解槽溫度也會較高，這對于電解槽槽殼的熱沖擊也會增加;若分子比較低，也會在一定程度上導致電解質初晶溫度和電解槽槽溫降低，這樣會形成沉淀，讓沉淀在爐底結殼，從而直接破壞陰極電流分布的均勻性，最終引起電解槽槽殼局部變形。

電解槽槽溫。在鋁電解生產過程中電解槽槽溫過低或過高都是會對電解槽槽殼產生強烈的熱沖力，使得電解槽槽體發生異常。槽體低溫會讓氧化鋁溶解變得緩慢，在爐底形成沉淀并結殼，而且還會在陰極上產生電化學反應而讓陰極內襯受到侵蝕，最后導致電解槽槽殼情況不容樂觀。槽體高溫會對電解槽的熱沖擊較大，伴隨著溫度的波動，陰極炭塊會出現收縮與膨脹現象，從而使電解槽槽殼熱脹冷縮。在某種程度上所引起的電解槽溫度波動而直接影響到電解槽的熱量沖擊過大，這些原因都是會直接導致電解槽正常生產過程中出現槽殼變形等現象。

2.4 電解槽焙燒啟動時的影響

電解槽槽內襯膨脹變形所產生的應力，在一定程度上是會直接導致槽殼變形的。陰極炭塊是槽內襯最主要的部分，陰極炭塊若是受到溫度梯度的影響會出現熱膨脹應力的變化，當電解質滲透到防滲透料之后所出現的凝固結晶體和反應物不斷累積，所產生的應力會出現3種熱膨脹應力，其中不平衡的熱膨脹主要是是因為電解槽的啟動和焙燒的管理不嚴格所導致的電解槽槽殼變形。當溫度在100C°到400C°之間，鈉會在真空中對炭塊的破壞作用伴隨著溫度的升高而減弱。在電解槽槽底焙燒過程中，當焙燒的溫度達到900C度到950C度之后才會開始啟動，在一定程度上是能夠消弱對內襯的侵蝕作用。所以在電解槽焙燒過程中的爐膛和陰極炭塊的升溫梯度快慢會直接影響后期生產期間鈉離子向陰極炭塊滲透的多少，對于陰極炭塊是會產生不同的變形彎曲應力的，其也是影響電解槽槽殼變形的主要原因之一。

三：電解槽槽殼變形的預防針對措施

3.1 強化電解槽生產中技術條件的優化

電解槽在實際生產期間必須要時刻保持穩定的熱平衡以及均勻的供給物料，只有這樣才能夠避免電解槽槽殼變形幾率，在這種情況中，電解槽的主要溫度管理對于槽殼變形的直接影響是相對較大的，但是在電解槽技術條件當中都是相對吻合的，只有當各方面的技術條件穩定，才能夠在一定程度上做好電解槽槽殼溫度上的管理，這樣能夠有效的降低電化學反應的出現以及鈉離子對于電解槽陰極的侵蝕傷害，這樣也能夠降低因為電解槽槽溫度動蕩對于槽殼的熱沖擊，從而直接防止電解槽槽殼變形情況的出現。

3.2 強化電解槽焙燒啟動管理

為了能夠在一定程度上緩解電解槽焙燒啟動對于槽殼變形的實際影響，相關人員在電解槽焙燒啟動期間對半空腔裝爐，一二級分流使用以及焦粒焙燒等方法去優化槽殼變形的影響。在這個操作過程中必須要去控制焙燒電解槽爐膛升溫梯度的平衡性，這樣能夠優化非正常期技術條件的保持，從而在一定程度上把非正常期技術條件保持由原來的4個月改變成為現目前的2個月，這樣能夠讓電解槽越快形成高溫爐幫，從而直接降低電解槽槽殼上部位和下部為的內襯溫差，直接降低電解槽槽殼變形幾率。

3.3 強化電解槽大修質量的管理

強化電解槽停槽之后的實際管理，電解槽停槽之后的溫度會降低到正常溫度，為了能夠降低槽殼變形的逐漸加重，主要采用以下措施：第一是大修時要是用新技術和新方法，在當陰極內襯的保溫性能低時，那么在電解槽實際生產過程中電解質會在陰極炭塊中出現結晶現象，這種結果主要是炭塊在前期所出現的拉裂等現象直接導致的電解槽槽殼變形現象。所以相關人員在實際對大修電解槽中強化了其側部和底部的保溫現況，從而在一定程度上緩解了電解槽槽殼變形的實際情況出現。第二充分運用大修期間對于電解槽槽殼的加固。

結語

總而言之，400KA電解槽槽殼變形的原因有很多方面，本文主要是針對電解槽生產過程中技術條件的優化，對電解槽槽殼變形的原因進行分析，提出了強化電解槽大修質量的管理以及強化電解槽焙燒啟動管理進行完善，充分優化這些方面能夠有效的降低槽殼變形的幾率。

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