淺談240KA電解槽早期側部破損的工藝措施及修復

劉萬喜

摘 要 說明了240KA鋁電解系列生產運行現狀，初步分析了240KA鋁電解槽側部發紅及側漏原因，從工藝技術角度提出了較為全面的綜合工藝措施加以改善運行狀態，促進電解槽形成規整的爐膛，并對不同部位的側部破損提出了修復措施。

關鍵詞 鋁電解槽;電解質;爐膛

1目前240KA電解槽運行現狀

該系列電解槽自投運生產以來，一直就沒有形成穩定有效的爐邦，致使槽四周側部異型炭塊和人造伸腿長期處于電解質、鋁液不斷沖刷和侵蝕以及熱應力作用下，伸腿容易脫落，異型炭塊極易發生爆層、斷裂脫落現象。該現象在2016年下半年就有所苗頭，為此經報告公司應引起高度重視，采取措施促進爐邦形成，否則持續下去會嚴重化和普遍化。目前電解槽側部早期破損已出現普遍化，部分槽槽況開始惡化。

2電解槽運行狀況初步分析

（1）電解槽爐膛自啟動以來沒有形成較為完整的爐邦及伸腿，槽四周側部炭塊和伸腿沒有得到有效地保護，長期持續必然出現側部早期破損現象，直至發生側漏;

（2）目前電解質已為復雜性電解質體系，依據目前運行技術條件及參數初步分析電解槽熱收入偏多，過熱度偏大[1]。

3工藝措施

3.1 改善電解質

目前電解槽電解質水平普遍偏低，且成分復雜，鉀鹽含量平均3.5%左右，分子比均大于2.7，建議加大高品質電解質投入或增加冰晶石添加，適度添加氟化鹽調整分子比，使電解質水平達到18cm以上;

3.2 調整工藝技術條件

（1）針對目前電解質進行實地取樣分析其成分和分子比，測定目前電解質初晶溫度，依據合適的過熱度確定電解溫度，同時隨著電解質改善進行測定逐步調整電解溫度，建議過熱度6～8℃。

（2）加大電解質投入量，對成分進行一定程度的改善，提高電解槽電解質水平達到18～22cm，分子比逐步從3.0調整2.4～2.8，具體思路可參照槽初期工藝規程要求執行。

（3）電解槽電流是最主要的工藝參數，最好不要隨意調節，特別是升電流對電解槽所形成的爐邦破壞嚴重，降電流有利于形成爐邦，同時從理論分析，爐邦形成與過熱度有關，降低內熱，降電流是最簡單和直接的，為了確保電解槽系列安全以及爐邦形成，建議系列運行電流逐步降至228～235KA，過高的電流強度也不利于爐邦的形成。

（4）據了解，北方復雜型電解質體系電解槽運行，一般均采取較高的鋁水平，較高的分子比、較低的電壓，建議240KA電解槽鋁水平控制在24～30cm，槽工作電壓最終應控制在3.90～3.95v。

（5）北方復雜型電解質相對氧化鋁濃度降低，建議氧化鋁濃度可控制在1.5%～2.5%之間，盡量避免沉淀產生;

（6）240KA電解槽生產長期效應多發，效應系數處于0.2～0.4次/槽·日之間，對電解槽穩定運行和爐邦形成影響較大，要嚴格控制效應發生，首先控制到0.15次/槽·日以下，最終要求處于0.08次/槽·日以下。

（7）外部促進措施

為了促進240KA電解槽爐邦的形成，在調整工藝技術條件和按電解槽初期管理外，也可采取如下措施：

（8）工藝技術參數調整最總目標值（見表1）

3.3 強化電解生產管理及作業質量

近幾年來隨著國家經濟轉型發展的要求，電解鋁行業節能降耗標準和行業準入條件，以及環保政策法規要求愈來愈高，電解槽從設計到工藝要求也相應嚴細，可控范圍要求越來越小，勢必要求電解生產管理精細化，作業嚴格化，作業質量到位。這就要求電解生產系統轉變思想觀念，拋棄粗放式管理方式。嚴格執行工藝規程，依據車間實際細化作業規程，加強作業質量和時效考核，加強槽況檢測分析及時調整，確保電解槽運行在可控預期目標范圍內。（具體由生產管理系統制定電解鋁生產精細化管理各項管理制度和作業規范以及檢查檢測考核辦法）

4側部破損修補措施

依據破損狀況主要有四側部修補方式，具體如下：

（1）電解槽側部人造伸腿脫落，發現存在沖蝕坑、槽之類要及時采取鎂砂修補;

（2）電解槽側部異型炭塊僅上塊損壞脫落，依據破損情況可采取以下措施：

下塊較為完整，上面平整可用新上塊進行更換，采用炭膠泥固定，背縫填充緊實，內側塊料保護;

下塊破損，上表面不平整，采用熱搗糊填充扎固，具體作業按糊料扎固要求執行，內側塊料保護;

（3）側部異形塊部分爆層脫落

可采用砸邊操作結合風管冷卻，就是采用多功能機組對破碎處進行砸補，將部分冷料借助外力強行砸補，以形成爐幫，同時采用風管對此出強制冷卻，促進爐幫形成。（操作前需監測定位破損處）

（4）側部異形塊完全脫落

修補方式有兩種，一種采用糊料在側部直接扎固填充原側塊缺失空間，形成新的側部。內側填充高分子電解質塊及氧化鋁砸補形成爐邦。一種是采用碳塊重塑法，該方式作業難度較大，步驟復雜，必須由具備一定電解作業經驗的熟練工人執行，具體操作步驟參見相關資料。

為了240KA鋁電解系列電解生產安全平穩高效，必須通過物料、技術、設備、環境及生產管理等各方面進行綜合治理和采取措施，調整技術條件，投入物料改善電解質性能，促進電解槽完整爐邦形成，使電解槽有規整爐膛，從而從根本上消除電解槽側部安全風險，為電解鋁生產高效低耗創造良好的基礎。

參考文獻

[1] 梁學民，張松江.現代鋁電解生產技術與管理[M].長沙：中南大學出版社，2011：29.