大型鋁電解槽投產后的維修措施及應用

吳家龍

（廣西百色銀海鋁業(yè)有限責任公司廣西百色　533000）

大型鋁電解槽投產后的維修措施及應用

吳家龍

（廣西百色銀海鋁業(yè)有限責任公司廣西百色533000）

2008年后，我國原有的耗能高于產能、污染嚴重的小型預焙槽，逐步被300kA以上產值高、耗能低的新型環(huán)保大型鋁電解槽取代。大型鋁電解槽投產后，其維修具有重要的意義，掌握大型鋁電解槽的維修，可以確保電解槽正常運作，同時避免一定的經濟損失。本文將展開探討鋁電解槽的維修與應用，希望對各大企業(yè)有所幫助。

大型鋁電解槽；陰極鋁母線；陽極鋁母線；殼體；維修

1　前言

近年來，由于政府積極落實節(jié)能減排、低碳環(huán)保的政策，城市規(guī)劃快速發(fā)展，科技領域不斷創(chuàng)新，新型環(huán)保型工業(yè)建設不斷發(fā)展。原有的小型鋁電解槽也隨之被淘汰，具有煙氣凈化系統、自動控制系統的低碳環(huán)保、低勞動強度、高產能的300kA以上槽型的大型鋁電解槽取而代之，并在我國市場逐漸增多。下面是鋁電解過程總的反應方程式：

鋁電解生產的高效、節(jié)能就是高產率、高電流效率和低電耗。這是鋁電解生產的三個主要技術經濟指標[1]。但是大型鋁電解槽投產運行后必須定期巡檢、維護和維修，防止發(fā)生零配件損壞、系統故障等事故發(fā)生，以確保其正常運作和預期產能。針對后期運作中可能發(fā)生的不良事件，本文簡述大型電解槽投產后不同維修部位所應采取的不同維修方法，提出預定的有效解救方案。

2　陰極鋁母線的維修

在電解槽設備上，主要裝置著陰極與陽極的鋁母線，其中陰極母線又由回流、立柱以及槽間母線構成。陰極母線本身電流強度很大，在生產過程中，如導電面積不足或焊接質量不好，將會造成一定的經濟損失。當陰極母線無任何故障可以正常導電時，整個電解槽將能正常運作；反之，電解槽運作將出現異常。維修人員做到以下幾點將能保證陰極鋁母線正常導電：

（1）在陰極回流母線上，針對每個焊接點進行定期巡檢，對焊接處溫度進行測溫，巡檢周期小于3個月。當焊接處溫度處于80～120℃，只需采取簡單的方式使焊接處降溫，如出現溫度大于120℃，應檢查焊接處壓降、導電狀況，針對存在的問題進行相應處理。

（2）對槽間母線每個焊接點定期巡檢，對焊接處溫度進行測溫，巡檢周期小于1個月。當焊接處溫度處于60～100℃，只需采取簡單的方式使焊接處溫度降低，溫度大于100℃時，采取有效的方法降低壓降。

（3）對立柱母線的所有焊接處和壓接處認真檢查并測量溫度，排除故障，至少每星期檢查測溫一次。針對溫度高低采取相應措施，簡單的通風降溫法適用于溫度處于60～100℃的情況下。當焊接處溫度大于100℃，壓接處溫度超過80℃時，采取有利措施，增加導電面積降低壓降。

3　陽極鋁母線的維修

在電解槽陽極母線上，有并排著的兩根由銑面加工而成的鋁板和均流母線，各自懸掛在上部架上，同時與軟鋁片焊接而成。維修人員做到以下幾點將能有效確保陽極鋁母線無導電異?，F象：

（1）在陽極母線之間，裝置著均流片，針對均流片的每個焊接點進行定期檢查，對焊接處進行測溫，巡檢周期小于1個月。當焊接處溫度大于100℃時，應測量壓降，檢查導電情況，采取有效的措施降低壓降。

（2）對陽極母線及立柱母線之間的焊接點逐一進行檢查，對焊接處進行測溫，巡檢周期小于3個月。針對溫度高低不同采取相應降溫法，當焊接處溫度處于，簡單的通風降溫方式適用于溫度處于60～100℃的情況下，溫度大于100℃時，采取有效措施及時處理。

（3）由陽極母線至上部鋼架，兩者之間裝置著絕緣原體，對絕緣體進行定期檢查，如絕緣程度降低、絕緣體老化、絕緣體破損時及時維修或更換。而升降機構容易存在電阻率不合格、運行異常等現象，維修人員每周定期檢查其運行狀況，杜絕運行故障。

4　電解槽中殼體和內襯材料的維修

電解槽設備中最重要的結構部分，即槽體和內襯材料，當內襯材料由于各種因素遭到破損時，便會出現鋼棒熔化、鋁液鐵含量升高，鋁水所含參數超出原有指標，槽體破裂嚴重等現象，嚴重時導致斷電停槽。當鋁液中的鐵含量連續(xù)超過1%時，表示陰極炭塊已發(fā)生嚴重破損[2]。因此必須注意維護與檢修，應注意以下幾點：

（1）在槽體周圍，存在一些重要焊接縫隙，維修人員在檢查時應重點監(jiān)測，并注意監(jiān)測槽壁溫度變化指數。當出現異常情況，如槽殼重要焊接縫隙出現破裂、槽壁溫度過高，應立即進行相應的降溫措施并修復焊接縫隙破裂處。對修復處每月檢查一次，其溫度在1個月內不能高于200℃。

（2）由于受某些外在因素干擾，有時無法對內襯材料的受損面積和受損程度進行判定，則需要硬性權威的指標來判定，判定標準為鋼棒溫度變化或化驗鋁液參數指標。借助判定標準確定內襯材料受損后，需停槽對內襯破裂處進行維修。每月檢查鋼棒溫度升降情況同時做好詳細記錄。

（3）制定正確操作規(guī)程和檢查維修制度，定期針對維修人員進行培訓，使維修人員熟練掌握操作規(guī)程及注意事項，可以避免維修人員在操作過程中因操作不當導致炭塊斷裂等現象，同時提高工作效率。

5　上部鋼架的維修

上部鋼架是鋁電解槽中支撐其它結構的鋼結構，并與其它結構之間帶有絕緣，上部鋼架可能出現的異常情況為短路打火。因此需要注意以下幾個方面的維修：

（1）位于槽殼上方的結構為上部鋼架，上部鋼架絕緣性能良好。絕緣原件遍布在槽殼和上部支架的支腿之間，維修人員應定期對該處絕緣原件進行檢查與維修，出現絕緣度降低或損壞時采取維修措施，及時更換。每月至少檢查一次。

（2）在上部鋼架上的結構還有陽極母線，通常絕緣體絕緣性能穩(wěn)定良好。母線與上部鋼架的每個支架之間裝置有絕緣原件，維修人員應對其進行定期檢查，出現絕緣性能減弱或損壞時，采取措施及時更換或維修。每月至少檢查一次。

（3）在上部鋼架上，各機構設備與上部鋼架均帶有絕緣原體，維修人員需對該處絕緣體進行檢查。出現絕緣性能減弱或損壞時，采取措施及時更換或維修。每月至少檢查一次。

（4）上部鋼架上的各個主要焊接點和緊固件是重點檢查部位，維修人員發(fā)現破損或異常時及時處理。至少每三個月檢查一次。

6　打殼機構、下料機構、母線提升機構的維修

這是鋁電解槽的重要組成部分，位于上部鋼架上，由上部鋼架支撐和固定，與上部鋼架之間裝置有性能穩(wěn)定的絕緣體。在運行中，當該部分機構無法正常運作時，電解槽的產量將會受到直接影響，企業(yè)利益也會受損。

（1）母線提升機構對鋁液之間的接觸程度的控制來自陽極母線。假如在運行過程中陽極母線出現異常，將會對電解槽煉鋁功能造成直接影響。所以維修人員需每天定期對機構的各方面進行檢查，及時發(fā)現問題及時處理，保證機構得以正常運行，避免不必要的經濟損失。維修人員需注意對以下部位進行檢查與維修：

①電機是否正常運行：電機的電流運行異常時，會出現電流過大或溫度升高現象，當有異常及時解決。

②減速機是否正常運行：維修人員檢查減速機在運行狀態(tài)下和非運行狀態(tài)下的溫度差異，及時處理異常現象，更換或維修。

③傳動部件有無異常：在運行狀態(tài)下，檢測傳動部位是否出現異常現象。

④母線行程有無異常：正常狀態(tài)下陽極母線行程及拉桿行程應位于最初設置的尺寸，出現異常及時調整。

（2）打殼機構和下料機構的主要組成配件是氣缸，在高溫狀態(tài)下，氣缸無法按照程序正常運行，電解槽的生產數量將會受到直接影響。維修人員每天對該設備進行檢查維修將能有效確保氣缸正常運行，發(fā)現氣缸異常時及時處理。

①下料機構有無異常：維修人員注意監(jiān)測下料氣缸的初始設置時間有無改變，當設置值出現異常應對其進行準確調整。

②打殼機構有無異常：檢查打殼氣缸的初始設置時間有無改變，當設置值出現異常應對其進行準確調整。氣缸運行時如若出現雜音、打殼錘頭出現磨損較嚴重等狀況時，維修人員及時調整或更換。打殼氣缸與上部鋼架之間帶有絕緣原件，應注意檢查其是否固定良好，如有絕緣原件損壞或老化、絕緣性能降低時，維修人員及時給予更換。當發(fā)現配件出現松動現象及時擰緊或更換。

7　結語

目前整個社會各行各業(yè)都在提倡節(jié)能減排，再加上我國正處于產業(yè)調整和振興規(guī)劃的關鍵時期，電解鋁行業(yè)也應該順應時勢研發(fā)很多新的電解槽節(jié)能技術[3]。高性能高產量的300kA以上大型鋁電解槽的發(fā)明，不僅意味著電解鋁行業(yè)的飛速發(fā)展和進步，也意味著該行業(yè)的操作人員及維修人員的職業(yè)技能也應隨之有所提高和進步，掌握大型鋁電解槽的維修及維護，制定相應的有效應急措施，做好相關應急預案工作，是確保企業(yè)正常運作、取得預期產能的有力保障。

[1]廖賢安，楊曉東.談談鋁電解生產的高效、節(jié)能和環(huán)保[J].輕金屬，2015（1）：20～23.

[2]喬榮來.淺談鋁電解槽的破損及維修[J].科技與企業(yè)，2013，9.

[3]趙虎.論350kA電解槽的優(yōu)化設計和技術改造[J].價值工程，2015（14）：98～101.

TF351

A

1673-0038（2015）26-0129-02

2015-6-8

吳家龍（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事電解鋁相關工作。