關(guān)于提高鋁電解槽壽命途徑的研究

李積山

摘? ? 要：鋁電解槽的壽命問(wèn)題，需要大膽的開(kāi)創(chuàng)新的創(chuàng)新途徑，進(jìn)行有效的提升研究。對(duì)于其相關(guān)的陰極材料、焙燒啟動(dòng)工藝，以及生產(chǎn)技術(shù)條件等各個(gè)方面，都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整和創(chuàng)新改革，從而完成其壽命方面的延長(zhǎng)和提高。尤其是其使用新型材料或者新型技術(shù)方面。本文針對(duì)不同的工藝，探討如何提高鋁電解槽的使用壽命，從而提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平，提升綜合生產(chǎn)力。

關(guān)鍵詞：鋁電解槽;使用壽命;技術(shù)途徑

前言：

鋁電解技術(shù)，和其他科學(xué)技術(shù)一樣，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)的發(fā)展，逐漸走向科技前段，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的迅猛發(fā)展。這其中，鋁電解槽作為重要的鋁電解生產(chǎn)設(shè)備，其使用性能極大的影響了鋁電解生產(chǎn)的過(guò)程、成本以及安全和產(chǎn)能。提高鋁電解槽的使用壽命，是重要的優(yōu)化鋁電解技術(shù)能力和生產(chǎn)功能的一項(xiàng)技術(shù)突破。也是鋁電解槽本身的質(zhì)量和功能的提升。一方面要從鋁電解槽本身出發(fā)，其材料的強(qiáng)度以及爐膛內(nèi)的熱力能力都要更為合理和適中;另一方面其焙燒工藝的啟動(dòng)、完善、運(yùn)行，都要有正確的方法。因此，從這些方面入手，能夠有效的完成鋁電解槽的壽命提升。

一、影響鋁電解槽壽命的主要原因

1.炭塊邊縫固狀糊引起陰極材料開(kāi)裂

鋁電解槽的內(nèi)部材料在焙燒期間，即使是總體材料沒(méi)有明顯異常，也可能發(fā)生陰極材料的開(kāi)裂。這種情況的引發(fā)，主要是由于炭塊之間存在邊縫，燃燒期間邊縫之間存在不規(guī)則的固狀糊，其過(guò)度膨脹，引起了陰極電流的變化，造成開(kāi)裂。

鋁電解槽焙燒期間，當(dāng)中的炭塊固狀糊會(huì)由于燃燒放熱發(fā)生劇烈的膨脹，一般在三百攝氏度到五百攝氏度之間發(fā)生。由于其劇烈的膨脹，內(nèi)部材料的陰極材料受到擠壓，內(nèi)部電流發(fā)生劇烈變化，因此，造成材料的開(kāi)裂。并且這種情況中，炭塊不僅會(huì)發(fā)生膨脹，在后期溫度逐漸向五百攝氏度以上上升時(shí)，會(huì)出現(xiàn)劇烈的收縮，和之間的膨脹相互作用，產(chǎn)生的裂縫和孔隙更為明顯，可能造成鋁電解槽內(nèi)積壓鋁液的滲漏排出。

2.炭塊隆起

炭塊的隆起原因有很多，這種情況，也是鋁電解槽進(jìn)行生產(chǎn)焙燒時(shí)常常發(fā)生的影響其使用壽命的情況。一般來(lái)說(shuō)，鋁電解槽中的炭塊，受到電極、熱力或哦這其他作用，承受壓力，從而對(duì)于鋁電解槽槽體內(nèi)外部進(jìn)行擠壓，發(fā)生隆起情況。這種情況可能造成槽底和外殼等材料的變形，也可能由于化學(xué)因素造成機(jī)械的腐蝕。如果出現(xiàn)鋁電解槽熱力能力不合理的情況，可能造成炭塊的應(yīng)力嚴(yán)重超出炭塊的彎曲極限，是炭塊斷裂，嚴(yán)重的造成槽內(nèi)破損。

二、提高鋁電解槽壽命的途徑

1.焙燒工藝正確方法

（1）焦粒焙燒方法

炭塊邊縫的固狀糊的大量產(chǎn)生，主要是由于其燃燒過(guò)程中的孔洞和孔隙的產(chǎn)生和加深。這個(gè)加深過(guò)程，會(huì)形成滲透的通道，從而造成槽底和陰極材料的破壞。因此，在焙燒啟動(dòng)和運(yùn)行的初期，就需要采用影響其孔洞和邊縫的焦粒焙燒方法，是高溫鋁液和電解質(zhì)液體能夠在炭塊上面進(jìn)行反應(yīng)，滲透被有效的封堵。陰極材料避免腐蝕。

（2）啟動(dòng)技術(shù)方法

啟動(dòng)技術(shù)方法需要對(duì)啟動(dòng)物料的加填和定制進(jìn)行嚴(yán)格的執(zhí)行，不得少加、漏加或者錯(cuò)加。還需要確定加填的時(shí)間，不能遲加或者早加。鋁電解槽的生產(chǎn)啟動(dòng)時(shí)間，都需要根據(jù)焙燒的電流分布，進(jìn)行調(diào)整，一般保持在30分鐘，完成焙燒的均勻性。啟動(dòng)技術(shù)方法對(duì)于電壓的限制也較為重要，為防止鋁電解槽中的物料出現(xiàn)不穩(wěn)定的揮發(fā)，造成不必要的損失，電壓需要控制在20伏到30伏這個(gè)之間，確保材料的穩(wěn)定。啟動(dòng)技術(shù)方法的正確應(yīng)用，意味著合理的電解化學(xué)反應(yīng)在鋁電解槽中完成，擁有良好的化學(xué)反應(yīng)條件，穩(wěn)定鋁電解槽的堅(jiān)固性，從而延長(zhǎng)鋁電解槽的使用壽命。

（3）焙燒過(guò)程技術(shù)管理

穩(wěn)定鋁電解槽當(dāng)中的焙燒啟動(dòng)后的過(guò)程，直接影響鋁電解槽使用壽命的長(zhǎng)短，因此具有重要的提高鋁電解槽使用壽命的意義。其后期的技術(shù)管理，可能從1個(gè)月到3個(gè)月不等，根據(jù)鋁電解槽的使用情況，3個(gè)月為一個(gè)周期。這個(gè)周期中，焙燒技術(shù)管理要嚴(yán)格的監(jiān)控鋁電解槽的生產(chǎn)運(yùn)行情況。對(duì)于其中存在的分子比進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。以免由于分子比問(wèn)題，造成不良的鋁電解槽內(nèi)炭塊隆起問(wèn)題。另外，添加物料也要根據(jù)月份進(jìn)行調(diào)整，以防止化學(xué)反應(yīng)造成的物料問(wèn)題和炭塊問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，會(huì)調(diào)整加入氧化鋁、氟料等，但是要注意不能夠添加氟化鋁。

（4）電解質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)

在鋁電解槽進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程中，會(huì)從液態(tài)電解質(zhì)中不斷地滲透不同的離子進(jìn)入到陰極材料中。滲透時(shí)間和滲透量會(huì)根據(jù)鋁電解槽的使用時(shí)間而逐漸的增加。因此，穩(wěn)定其中的電解質(zhì)離子，有助于提升槽內(nèi)材料的使用壽命。對(duì)其鋁電解槽內(nèi)的反應(yīng)，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間，要進(jìn)行化合物的分析，對(duì)于腐蝕滲透的電解質(zhì)要持續(xù)通過(guò)添加劑的方式，緩解其分離離子的過(guò)程，從而縮短其滲透時(shí)間和減少其滲透量。鋁電解槽內(nèi)襯材料以及陰極材料的破損，通過(guò)這種緩慢的穩(wěn)定過(guò)程，獲得減緩。

2.鋁電解槽材料的有效維護(hù)

鋁電解槽材料的強(qiáng)度以及爐膛內(nèi)的熱力能力方面也是鋁電解槽的壽命的重要決定部分。因此，對(duì)于其材料的維護(hù)以及鋁電解槽熱力能力的設(shè)計(jì)都要有明確的實(shí)行方法。對(duì)于焙燒過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題的槽底，日常維護(hù)可以將焙燒爐進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳咸Щ蛘呶恢谜{(diào)整，確定其內(nèi)部壓強(qiáng)的增高;對(duì)于焙燒過(guò)程中的電壓，設(shè)定水平要適中，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部鋁反應(yīng)的平衡。這些維護(hù)方法，有利于槽體的穩(wěn)定，幫助維護(hù)鋁電解槽的材料，提升材料固性，降低損害。對(duì)于爐內(nèi)熱力能力的設(shè)計(jì)，要嚴(yán)格的控制出鋁量，一方面確保熱力的平衡，避免溫度的過(guò)分起落，影響槽內(nèi)的承受能力;另一方面主要針對(duì)熱能造成的電壓電流變化進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)過(guò)多的電流變化引起槽內(nèi)材料對(duì)槽壁的擠壓。

結(jié)論：

提高鋁電解槽的壽命，就是降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。就是提升企業(yè)的生產(chǎn)效益，和工業(yè)產(chǎn)能。從材料的維護(hù)以及焙燒工藝方法的選擇兩個(gè)方面進(jìn)行有效的把控，控制其出現(xiàn)炭塊邊縫固狀糊造成的材料破損以及炭塊的隆起造成的鋁電解槽機(jī)械體問(wèn)題。多角度的把控工藝的運(yùn)用，確保鋁電解槽的正確使用以及修理維護(hù)，不超負(fù)荷使用，同時(shí)對(duì)于淘汰的問(wèn)題鋁電解槽不進(jìn)行二次不利用。重視鋁電解槽的壽命問(wèn)題，做好嚴(yán)格的把控監(jiān)督，從而實(shí)現(xiàn)鋁電解槽的壽命提高。

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