淺談如何延長(zhǎng)200kA預(yù)焙電解槽槽壽命

　　摘 要：我們通過對(duì)一期200kA預(yù)焙槽停槽的實(shí)際情況分析，發(fā)現(xiàn)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(duì)如何延長(zhǎng)電解槽槽壽命提出了幾點(diǎn)建議，盡供參考，因?yàn)殡娊獠鄣牟蹓勖苯雨P(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，關(guān)系到企業(yè)今后的發(fā)展道路，關(guān)系到企業(yè)的生死存亡。因此，提高電解槽的壽命是當(dāng)前鋁行業(yè)至關(guān)重要的課題。
　　關(guān)鍵詞：預(yù)焙鋁電解槽 設(shè)計(jì) 材質(zhì) 筑爐 焙燒啟動(dòng) 生產(chǎn)管理操作
　　中圖分類號(hào):TF821文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：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(shù)可達(dá)到5年至7年，影響電解槽壽命的綜合因素有：設(shè)計(jì)、材質(zhì)、筑爐、焙燒啟動(dòng)及操作管理等方面(設(shè)計(jì)占20％，材質(zhì)占10％，筑爐占20％，焙燒啟動(dòng)占25％，操作管理占25％)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大型預(yù)焙槽計(jì)算機(jī)模糊控制技術(shù)的應(yīng)用、人員技能水平的提高、生產(chǎn)操作管理因素所占的百分比例有所降低，然而隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，設(shè)計(jì)與材質(zhì)的質(zhì)量關(guān)有所增加，從而可以看出影響電解槽壽命的因素是相互關(guān)聯(lián)、密切聯(lián)系的，它們之間的關(guān)系是不可分隔的。
　　下面逐個(gè)對(duì)影響電解槽壽命的因素加以分析。
　　
　　1 設(shè)計(jì)
　　設(shè)計(jì)受力合理的槽殼結(jié)構(gòu)，不但是電解槽整體重量的承受體，而且也是電解槽內(nèi)應(yīng)力的緩沖體，剛?cè)徇m度的槽殼，受力點(diǎn)分布合理的支撐鋼架，可以有效地緩沖內(nèi)襯膨脹時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大應(yīng)力，消除或減輕電解槽爐底隆起和槽殼向外膨脹的現(xiàn)象。
　　目前，在大型預(yù)焙槽上均采用“搖籃式”支撐結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，受力均勻，緩性強(qiáng)，材料節(jié)省等優(yōu)點(diǎn)，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(duì)于延長(zhǎng)內(nèi)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(xiàn)象。適當(dāng)增強(qiáng)槽殼強(qiáng)度，特別是上帶的強(qiáng)度，也有助于阻止中縫裂開，對(duì)延長(zhǎng)電解槽的使用壽命有較大的好處。
　　
　　2 內(nèi)襯材質(zhì)高質(zhì)量的選擇
　　目前能夠滿足陰極碳?jí)K質(zhì)量要求的材料有半石墨碳?jí)K和石墨化碳?jí)K，此材料的選擇、內(nèi)襯材料的運(yùn)輸，必須嚴(yán)格符合技術(shù)要求，嚴(yán)禁日曬雨淋、強(qiáng)裂震動(dòng)和表面受潮。
　　
　　3 內(nèi)襯砌筑質(zhì)量的保證
　　鋁電解槽陰極內(nèi)襯砌筑質(zhì)量不好，往往會(huì)引起早期破損停槽，為此，電解槽內(nèi)襯砌筑質(zhì)量，必須無條件地嚴(yán)格按各工序的施工規(guī)范和質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不可忽視，麻痹大意。
　　
　　4 采用合理、正確的預(yù)熱啟動(dòng)方法
　　一般電解槽的預(yù)熱和啟動(dòng)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(dòng)方法是非常重要的，也是煉鋁者研究的一個(gè)課題。
　　目前，國內(nèi)大型預(yù)焙槽的預(yù)熱方法勻采用焦粒變電流預(yù)熱法，無論采用哪種預(yù)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(jì)劃保證足夠的預(yù)熱時(shí)間，避免局部過熱、過冷，溫度上升時(shí)快時(shí)慢，這樣可以消除和減緩碳?jí)K產(chǎn)生熱裂紋，減輕啟動(dòng)后鈉及電解質(zhì)等物的侵蝕，碳?jí)K溫度達(dá)到900℃以上時(shí)，最好接近生產(chǎn)溫度950℃左右，這樣可以使碳?jí)K的扎固糊良好焦化粘接嚴(yán)密，也能促使啟動(dòng)期間產(chǎn)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(dǎo)入陰極，因此預(yù)熱期間電解槽邊部溫度較低，邊部扎糊預(yù)熱不良，為了避免啟動(dòng)時(shí)邊部直接接觸高腐蝕液體電解質(zhì)，通電前務(wù)必要求裝好爐，用電解質(zhì)塊砌好沿墻，這樣可以有效地保護(hù)邊部不受突發(fā)性高溫?zé)釠_擊，待電解槽啟動(dòng)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(cè)部碳?jí)K不出現(xiàn)熱震裂。電解槽焙燒時(shí)問的長(zhǎng)短取決于焙燒槽是否具備了開動(dòng)條件，如焙燒槽溫度達(dá)到900℃，已基本接近生產(chǎn)槽溫950℃左右，中縫電解質(zhì)已基本連通，兩大面處也有了一定量的電解質(zhì)，陰極工作良好，即可進(jìn)入啟動(dòng)階段。生產(chǎn)實(shí)踐證明，電解槽的焙燒時(shí)間與焦粒層的厚度有直接關(guān)系，電解槽的啟動(dòng)盡量采取灌液體電解質(zhì)的濕法啟動(dòng)，啟動(dòng)期間液體電解質(zhì)量大，槽內(nèi)溫度均勻，電解質(zhì)清潔，爐底沉淀極大，不會(huì)出現(xiàn)爐底局部過熱而破壞內(nèi)襯，啟動(dòng)過程中不能向電解槽沖添加氟化鈉或碳酸鈉，以免在啟動(dòng)高溫期間大量析出鈉而強(qiáng)烈侵蝕碳系內(nèi)襯。含鈉物質(zhì)必須在啟動(dòng)完畢后一定時(shí)間，待槽溫開始下降時(shí)進(jìn)行添加，啟動(dòng)中嚴(yán)禁停電，要求電流必須穩(wěn)定，以免發(fā)生電解質(zhì)凝固，使?fàn)t底生成大量沉淀，出現(xiàn)受熱不均，從而嚴(yán)重影響電解槽槽壽命。
　　
　　5 合理地加強(qiáng)各項(xiàng)生產(chǎn)操作管理，保持電解槽穩(wěn)定運(yùn)行
　　電解槽自從焙燒啟動(dòng)后到爐膛的形成是非常重要的，重點(diǎn)是要使電解槽形成堅(jiān)實(shí)規(guī)整的槽膛內(nèi)型，電解槽槽膛形成的好壞，直接關(guān)系到電解槽能否走向正常生產(chǎn)，也關(guān)系到電解槽的使用壽命的長(zhǎng)短。因此，在此期間不能出現(xiàn)冷行程或槽溫居高不下，嚴(yán)格按基準(zhǔn)保持好各項(xiàng)技術(shù)條件，不能使溫度降的太快，影響內(nèi)襯溫度均衡或出現(xiàn)冷槽。保證電解槽長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，可以有效地延長(zhǎng)電解槽內(nèi)襯使用壽命。生產(chǎn)中首先應(yīng)保證各項(xiàng)技術(shù)條件，控制在要求范圍內(nèi)，保持穩(wěn)定的熱平衡和槽膛內(nèi)型，提高各項(xiàng)作業(yè)質(zhì)量，及時(shí)消除可能引發(fā)病槽的潛在因素，使電解槽長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行，以延長(zhǎng)電解槽的槽壽命。
　　
　　6 結(jié)語
　　隨著社會(huì)的飛躍發(fā)展，電解槽也在日新月異的演變，由小型自焙電解槽轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮皖A(yù)焙電解槽，與國內(nèi)外同行業(yè)相比，我國的鋁電解槽槽壽命還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如人家，無論在設(shè)計(jì)、材質(zhì)、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、后期生產(chǎn)操作管理方面比較落后，因此如何延長(zhǎng)電解槽槽壽命是我們應(yīng)該不懈去追求的目標(biāo)，我深信我們?cè)诮窈蟮拇笮薏壑?，?yán)抓設(shè)計(jì)、材質(zhì)、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)及生產(chǎn)操作管理，做到任何一個(gè)細(xì)節(jié)問題我們都不放過，都嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行操作，我相信我們的電解槽槽壽命一定會(huì)得到提高。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]田應(yīng)甫．大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)實(shí)踐[M]．長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，2003．
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