電解鋁電解槽制作安裝要點(diǎn)及措施

曲百會(huì)

（七冶建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550014）

電解槽的設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代電解鋁電解槽高效且節(jié)能的優(yōu)勢(shì)特征發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鋁生產(chǎn)的質(zhì)量水平與鋁電解槽運(yùn)行的穩(wěn)定性息息相關(guān)，電解槽的應(yīng)力變形、磁流熱平衡和穩(wěn)定性也對(duì)鋁電解的穩(wěn)定性起著重要影響。使用高科技的生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，再經(jīng)過專業(yè)設(shè)計(jì)人員的改良，鋁電解槽的制作安裝水平將大幅度提升。

1 先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用

400kA電解槽鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量總和是七十噸左右（包括上部結(jié)構(gòu)）。它的鮮明特點(diǎn)就在于電解槽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、方便拆卸和組裝、容量體積大。電解槽的主體結(jié)構(gòu)是由支撐梁、電解槽殼搖籃架、下部槽、上部槽、母線提升裝置、槽上配管、槽上設(shè)備、陽極母線、陰極母線、濃相輸送裝置和收塵裝置構(gòu)成，室內(nèi)組裝的空間狹小，工期較短，時(shí)間緊迫，而且面臨著巨大的施工困難。電解槽殼是不可缺少的承重構(gòu)成要件，因?yàn)殡娊獠蹥ぴ诔掷m(xù)高溫、化學(xué)反應(yīng)激烈的客觀條件下不斷運(yùn)行工作，受到溫度、化學(xué)方面產(chǎn)生的作用極其容易發(fā)生變形的情況，這就造成電解槽的制作安裝要求的水平高，對(duì)質(zhì)量的要求更為苛刻的原因。

2 電解槽端頭壁板及其附件制作工藝的安裝技術(shù)要點(diǎn)

①下料前對(duì)各規(guī)格板材進(jìn)行外觀檢查，外觀有裂縫、縮孔、氣泡、重皮、夾渣等缺陷時(shí)不得使用。②下料時(shí)以半自動(dòng)切割及機(jī)械裁剪為主，從而保證料邊質(zhì)量。③端側(cè)板下料長度應(yīng)在設(shè)計(jì)長度的基礎(chǔ)上考慮焊接縫及調(diào)校收縮量。④端側(cè)板及為帶進(jìn)行彎制時(shí)必須在滾床上進(jìn)行。起弧切點(diǎn)及落弧切點(diǎn)定位要求準(zhǔn)確，弧度應(yīng)均勻。⑤彎制壁板上胎具后對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，再進(jìn)行剛性支撐固定，并且檢測(cè)壁板不平度。⑥加筋板、加筋環(huán)板、圍板等組對(duì)時(shí)從端頭壁板的縱橫中心線為基準(zhǔn)規(guī)線。⑦加筋板、端部環(huán)板、圍板焊接時(shí)盡量不采用立焊，在需要翻轉(zhuǎn)焊接時(shí)，端頭壁板及其附件必須與胎具整體翻轉(zhuǎn)。⑧端頭壁板是由多塊鋼板焊接而成的構(gòu)件，焊接前須將端側(cè)板緊固在焊接胎具上。⑨正式焊接前應(yīng)對(duì)組裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括：坡口角度、組裝尺寸、組對(duì)間隙等。⑩焊縫要求飽滿、表面光滑、無氣孔、結(jié)塊、弧坑、咬邊、夾渣等明顯缺陷。?各附件的焊接不得有強(qiáng)制性組合，組裝時(shí)允許有輔加附件，但在焊接完成后必須清除干凈。

3 配套裝置應(yīng)用

3.1 鋁電解槽加工與安裝時(shí)應(yīng)用的配套裝置

鋁電解槽加工與安裝時(shí)應(yīng)用的配套系統(tǒng)通常包括氧化鋁輸送裝置、大布袋除塵設(shè)備、VRI吸附反應(yīng)設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。綜合上述的配套設(shè)施，實(shí)際應(yīng)用操作如下。①氧化鋁輸送裝置運(yùn)行比較穩(wěn)定，后期的維修次數(shù)少、成本低，應(yīng)用過程中不用依賴于運(yùn)動(dòng)的零部件，具有氧化鋁的流速慢的特點(diǎn)。②大布袋除塵設(shè)備是通過高新的科學(xué)技術(shù)研制出的具有過濾面積大、過濾性能優(yōu)特點(diǎn)的電解槽加工設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)低壓反吹，可以高效無痕地清潔凈化氧化鋁。

③VRI吸附反應(yīng)器應(yīng)用這種裝置可以有效地減小氧化鋁破損的概率，讓鋁電解槽的加工安裝阻力更低和吸附率更強(qiáng)。吸附反應(yīng)裝置根據(jù)氣體流動(dòng)過程中多點(diǎn)錐形運(yùn)動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)原理，致使沸騰之下的氧化鋁經(jīng)過反應(yīng)裝置之后由錐形噴射孔內(nèi)噴射而出，最后形成圓截面的分布情況，氧化鋁會(huì)和煙氣混合一起，進(jìn)而可以吸附煙塵和氟化氫。

3.2 氮化硅結(jié)合碳化硅側(cè)塊

預(yù)焙電解鋁電解槽的加工安裝離不開鋁電解槽爐幫的輔助，爐幫能夠有效保護(hù)電解槽的側(cè)面，它的變化能夠?qū)︿X電解槽的溫度和熱量起到很好的調(diào)節(jié)作用。如果需要增大鋁電解槽爐幫的厚度，一般要通過降低傳熱系數(shù)、減緩溶體流速的方式來維護(hù)鋁電解槽的正常運(yùn)行和使用。磁場(chǎng)的分布情況和電流強(qiáng)度決定著氧化鋁液體流動(dòng)的速率，陽極氣體的噴出量也決定著電解質(zhì)的流速。

4 預(yù)焙電解鋁電解槽技術(shù)改良方法

4.1 應(yīng)用石墨化陰極炭塊

大規(guī)模的預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)具有電流強(qiáng)度大、日生產(chǎn)量高和自動(dòng)化、智能化水平高的特點(diǎn)。因?yàn)椴坌蜕a(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的廢氣量大，釋放出巨大的熱量，使得生產(chǎn)車間的溫度特別高，嚴(yán)峻考驗(yàn)著工作人員的工作能力，對(duì)廠內(nèi)的裝置設(shè)施能否正常運(yùn)行使用產(chǎn)生極大的挑戰(zhàn)。由于惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，導(dǎo)致近些年來國內(nèi)頻頻發(fā)生例如電解槽母線打火和整流機(jī)組元件爆炸，電解槽漏爐事故、鑄造鋁液爆炸等事故，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的安全隱患，導(dǎo)致了社會(huì)不穩(wěn)定因素的發(fā)生，得到了國家層面的高度重視。所以，對(duì)電解鋁電解槽生產(chǎn)條件的改進(jìn)和生產(chǎn)技術(shù)的更新成了該行業(yè)的迫切需要，有效的解決措施就是提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化、智能化水平，積極利用石墨化陰極炭，以達(dá)到節(jié)能減排、降低能源消耗，改善生產(chǎn)環(huán)境。

4.2 技術(shù)改造后果分析

我們企業(yè)應(yīng)用了自主研發(fā)的全石墨化陰極炭塊技術(shù)對(duì)鋁電解槽的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了有效的技術(shù)改良，極大提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)兼顧了節(jié)能環(huán)保的重要作用。通過分析鋁電解槽參數(shù)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，優(yōu)化生產(chǎn)模式，遵循低電壓和低效應(yīng)的理念，最終減少了至少450kW時(shí)的電耗能。在試驗(yàn)可行之后，企業(yè)對(duì)全部的鋁電解槽采取了改造工作，從根本上改變了鋁電解槽的生產(chǎn)條件，既能夠提高生產(chǎn)效率，又降低了能源消耗，節(jié)約了自然資源，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，承擔(dān)企業(yè)應(yīng)盡的社會(huì)責(zé)任。

5 結(jié)論

預(yù)焙陽極電解鋁電解槽技術(shù)在我國的電解鋁電解槽生產(chǎn)制造行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先的地位，不管是對(duì)能源的節(jié)約和環(huán)保力度的增強(qiáng)，還是生產(chǎn)效率的提高，都能發(fā)揮重要作用。大規(guī)模的對(duì)預(yù)焙鋁電解槽進(jìn)行改良和優(yōu)化，可以為鋁生產(chǎn)企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)利潤，拓展企業(yè)的發(fā)展空間，為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。