淺論鋁電解槽大修技術的應用與發(fā)展戰(zhàn)略

張貴東

[摘? ? 要 ]本文論述了鋁電解槽大修技術的應用與發(fā)展戰(zhàn)略，為鋁電解槽大修技術走可持續(xù)發(fā)展的道路提供了一定的見解。

[關鍵詞]鋁電解槽;大修技術;應用;發(fā)展戰(zhàn)略

[中圖分類號]TF821 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]This article discusses the application and development strategy of aluminum electrolytic cell overhaul technology， and provides some insights for aluminum electrolytic cell overhaul technology to take a sustainable development path.

[Keywords]aluminum reduction cell; overhaul technology; application; development strategy

鋁電解槽是電解生產主要設備，鋁電解槽壽命的長短不僅關系到大修費用、啟動費用、鋁液的質量和產量，而且直接關系到企業(yè)的生產成本和經濟效益。國外先進鋁電解槽的系列壽命已達2 500 d，近幾年我國多數企業(yè)的平均槽壽命在1 800 d左右，且其穩(wěn)定性、均衡性較差。如何提高鋁電解槽的質量、延長其壽命，在正常生產控制方面，不少專家都做了大量研究。設計對電解槽質量的影響基本是一定的，要提高電解槽的質量，主要是做好筑爐、大修施工質量管理和電解槽的焙燒啟動管理。

1 對鋁電解槽大修技術應用的分析與認識

1.1 鋁電解槽大修工作的特點

（1）大修次數多。鋁電解生產需要在溫度接近千度的熔融電解質中工作。內襯砌體需要承受侵蝕、高溫、沖刷、摩擦和熔融等多種因素的共同作用，從而導致槽的壽命基本小于2000 d。這就使得需要大修的槽增多。

（2）現場修理多。鋁電解槽內襯砌體較重，不方便進行運輸。大多數廠家在對鋁電解槽進行修理時，一般都采用現場修理的辦法。

（3）工期較短。要想保證槽的生產日，就得提高鋁電解槽的使用效率。因為生產部門一般要求進行大修的設備快速完工，這樣才能保證止常的生產使用，所以大修工作的工期一般都較短，而且時間緊迫。

（4）施工現場狹窄，作業(yè)條件差。在多數鋁電解生產車間里，其生產工藝的布局都呈現緊湊的狀態(tài)，現場施工會受到空間的制約，即大修的場地比較狹窄。在通風較差的情況下，其大修施工工作容易受到煙塵、高溫等問題的影響，而且工作的環(huán)境也較差。

（5）存在不安全因素。負責對鋁電解槽進行大修的工作人員，極容易受到電解廠房中各種不安全因素的影響，如煙塵、電、高溫、磁場和有毒氣體等。同時大修工作自身也存在安全隱患，如在拆爐和修爐時產生的粉塵、熱搗錘產生的噪聲等，這些因素都有可能給大修工作帶來危險。

（6）用料品種多、大修費用高。電解槽大修需要使用功能大量鋁材、鋼材、電氣絕緣材料、耐火材料和焊接材料。由于其使用的材料較多，而且筑爐材料較貴，爐子又需要經常修理，因此其會產生較多的維修費用。

（7）采用集體作業(yè)的方式。鋁電解槽大修工作需要多個工種共同配合來完成。其各類施工都需要以集體合作的形式來完成。這種作業(yè)不同于電解工、天車工和車工等作業(yè)。電解工和車工能夠獨立完成任務，而大修工作必須由多個團隊共同完成。

（8）質檢檢測落后。隨著科學技術的發(fā)展，電解槽施工的技術也在不斷提高。但就施工質量管理工作來看，用來檢測的手段和技術仍然比較落后?，F階段的檢測方式主要以目測為主。其經常用到的檢測工具也只是水平尺、放大鏡、尺子和塞尺等，而且很少會用到電子儀器儀表等檢測工具。因為這些檢測手段缺乏一定的科學性和精準性，所以當電解槽砌筑完成之后，如果之前有漏檢的地方，那么內部的缺陷就很難彌補。

（9）大修工作的服務性。負責鋁電解槽修理的人員一般都能夠認識到大修工作的重要性。從生產企業(yè)來說，大修工作是一種服務性質的工作。其最終效益需要依靠鋁產品的銷售來實現。鋁電解槽大修工作只有根據廠部的需求和經濟情況來開展。才能更好的為電解生產服務。

1.2 鋁電解槽大修管理模式的構建措施

在對鋁電解槽大修工作的特點進行初步了解以后，就能夠有針對性地開展管理工作。對于負責鋁電解槽大修的施工單位來說，雖然其職工人數占工廠總人數的比例較小，但是其內部體系相對完善。要想構建好鋁電解槽大修管理模式，需要從以下幾個方面著手。

（1）樹立良好的工作態(tài)度，以服務企業(yè)為主要目的。在開展生產活動的過程中，工作人員是其中最活躍的因素。因為工作人員的行為既能夠決定目標的完成度，也能夠關系到工作質量的好壞，所以作為負責鋁電解槽大修的人員，一定好加強自身的道德教育和建設，樹立起為企業(yè)服務的理念，通過自己的實際行動去促進企業(yè)的發(fā)展。

（2）只有加強對資料的收集和整理，才能確保大修技術的進步。鋁電解槽大修質量的提高是大修工作中的重點內容。在日?；顒庸ぷ髦衅鋺撟龊脤﹄娊獠凼┕ず瓦\行方面的記錄，而且對刨爐情況進行收集和整理，建立好鋁電解槽的檔案，從而為其工藝的改進奠定一定的基礎。

（3）做好質量管理工作。鋁電解槽的質量問題是鋁電解槽大修管理中必須要注意的問題。在對其質量進行管理的過程中，只有明確質量目標、質量控制的重點和難點以及具體的驗收標準，才能有針對性地制定出組織和施工方案。還應該加強對生產投入中各項要素的管理，如材料、工具和人員方面。

（4）做好安全環(huán)境管理。在鋁電解槽大修工作開展的過程中，其應該將安全問題作為開展工作的核心內容。在大修工作中存在大量不安全因素，所以只有構建出安全管理的環(huán)境，才能保證工作人員和國家財產的安全。

（5）加強組織協(xié)調工作，對現場條件進行優(yōu)化。在鋁電解槽大修管理的過程中，應對修理的時間和空間進行合理安排，做好貨物運送和動力供應工作，而且保證現場的衛(wèi)生清潔。大修管理工作的領導必須要做好本職工作，而且起到帶頭作用。

2 依靠技術進步，以促進鋁電解槽大修技術的可持續(xù)發(fā)展

2.1 電解槽離線大修工藝流程

離線大修指的是將電解槽從其工作位置吊至專門的大修工作區(qū)域，然后集中進行大修工作。根據電解槽設計的不同，拆卸和連接電解槽的部位和方法可能存在差異。其拆卸部分主要包括以下幾點。

（1）槽上設備分離：集氣支煙管絕緣節(jié)連接處、槽上配管軟管連接處、氧化鋁溜槽軟連接處、溜槽供風管軟連接處等。

（2）上部槽與下部槽分離：煙道端及出鋁端門型立柱底座連接處、立柱母線螺栓連接處。

（3）下部槽與陰極母線：陰極爆炸焊塊螺栓連接處。

2.2 鋁電解槽大修質量的控制

2.2.1 焊接質量

焊接質量的好壞直接影響到電解槽的槽周母線壓降，這是影響電能消耗的重要原因。應該盡量把好焊接質量關，盡可能降低焊接壓降。通過在電解槽大修施工現場觀察發(fā)現，焊接質量不合格主要有以下幾個原因。

（1）焊工技術不過硬。電流和電壓的調節(jié)不適宜，造成焊接不透或夾渣、氣泡。

（2）焊工不嚴格遵守操作規(guī)程。某些施工現場曾發(fā)現有個別焊工1次焊接2塊連接板。這也是造成焊不透的原因。

（3）焊絲選擇過小。對于10 mm的鋁連接板來說，采用φ1.6 mm的焊絲就不易焊透。其應該采用φ20 mm，而且質量好的焊絲，以保證焊接透且焊縫飽滿平滑。

（4）焊縫尺寸不合理。一般焊縫的大小應視連接板的厚度而定。10 mm厚的連接板應保持5～10 mm的焊縫為宜。該尺寸能夠較好地保證焊接質量，過大或過小對焊接質量均有影響。

2.2.2 焊接質量的檢驗

除了加強施工管理，減少因焊接造成的質量問題之外，還可以通過質量檢驗的方法來提高焊接質量。焊接質量的檢驗有射線探傷法、電阻法等。實際施工中由于施工現場的場地限制和設備限制，因此其一般通過撬板和通電后的短路實驗來檢測。

（1）撬板是通過破壞的手段將焊接好的板撬開，以檢查其焊透率和夾渣、氣孔情況，是一種抽查手段。

（2）通電短路實驗主要通過測量其焊接點壓降，對不合格的焊接點、焊縫進行整改，以滿足正常生產的需要。

2.2.3 壓接面質量

目前大型預焙槽大部分都采用多端進電，也使壓接面增多。壓接面質量的好壞影響到正常生產電耗的高低。壓接面處理一般都要經過銑、研磨與拉毛等工序。因為研磨后的工作面焊接后，容易影響其表面平整度，而且還會焊傷工作面等，所以在焊接后再研磨是較為合理的。以前研磨后再拉毛，在安裝前涂上一層導電膏，以使其導電性能更好。但是導電膏長期使用后，其導電性能將降低，從而影響導電效果。解決這一弊端的關鍵是控制好壓接面的拉毛質量。同時在壓接面兩端焊接連接板，能有效降低壓接面壓降，盡可能地不使用導電膏。

2.2.3 絕緣質量

絕緣質量好，能提高電解槽的安全性能，同時也能減少電解槽的漏電，降低電耗。否則，不但造成電耗增加，在異常情況時，甚至會造成更為嚴重的事故?？刂平^緣材料的質量，主要是加強對絕緣材料的質量檢驗，由于鋁業(yè)分公司沒有絕緣材料檢驗設備，只有通過后期絕緣測試來檢查其使用效果。堅持從大型絕緣材料生產廠家進貨，并嚴格要求絕緣材料的絕緣等級，才能保證電解槽的絕緣質量。

2.2.4 筑爐質量

2.2.4.1? 原材料質量

選用好的原材料能明顯地降低陰極壓降，提高電解槽質量，延長電解槽的使用壽命。側部碳塊目前大型預焙槽一般都采用碳化硅結合碳化硅充填材料。這種材料能加強側部抗鈉侵蝕的能力，同時能很好地散熱，較好地形成爐膛，從而保持了電解槽的正常生產，延長了電解槽的使用壽命。陰極碳塊一般都盡量用石墨化程度高的碳塊。

2.2.4.2? 陰極碳塊組裝質量

現在陰極組裝一般用碳素糊料，而不用鐵水澆鑄。其組裝時糊料溫度和風壓、以及壓縮比控制都很重要。其對陰極組裝采用了檢斤方法檢驗其組裝質量。其每組陰極應用多少糊料都有嚴格的規(guī)定，而且對每組陰極碳塊的電阻值進行測量。其把電阻值相近的陰極碳塊裝在同一電解槽上，以使陰極電流分布更加均勻。大修槽把電阻值相近的糊料依高向低，自中間向兩端而進行鋪筑。由于目前某電解鋁企業(yè)采用的是中間灌鋁液通電焙燒法，因此這種方法對通電后的電流分布有益處。

2.2.4.3? 筑爐工藝控制

筑爐工藝控制主要應控制好施工現場的風壓、糊料溫度、碳塊溫度、壓縮比以及側部安裝質量。伸腿的質量對電解槽的影響較大，從某電解鋁企業(yè)運行1 200 d的6臺電解槽停爐情況看，多數都是從陰極碳塊端頭與伸腿結合處滲鋁的。由此可見，加強對伸腿的筑建質量管理，對提高電解槽質量尤為重要。

3 結束語

鋁電解槽大修工作是電解生產中必不可少的部分。在探索鋁電解槽大修管理模式的過程中，其只有分析好鋁電解槽大修工作的特點，才能有針對性地開展鋁電解槽大修管理工作。合理地鋁電解槽大修管理工作，不僅能夠為企業(yè)創(chuàng)造更多的經濟效益，而且能夠推動生產力的進步。通過加強對電解槽焊接質量、壓接質量、筑爐質量以及焙燒啟動質量的控制，必將提高電解槽質量，降低能耗，延長電解槽使用壽命。

參考文獻

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