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矿业综合
铝电解预焙槽侧部破损原因及对策
来源:选矿技术网2017-04-1211041

    一、电解槽侧部破损现象
    1、侧部破损的判定
    电解生产的特殊性使侧部炉帮形成不良初期破损较难判定,尤其是300kA大型槽的生产实践在我国尚属初期,对该种情况下研究较少,大部分借鉴过去小槽型的经验管理,但是由于300kA级以上槽均使用Si3N4-SiC侧部碳块,为我们提供了新的科学判定依据。在原铝品质化验中Si含量的高低可直接作为判断尤其是早期判定的依据,一般原铝Si含量在0.03%左右,如果超过0.05%我们就应该认为是该槽子炉帮形成不好,侧部碳块已经开始腐蚀,应尽快找准原因采取措施。如果一个生产系列200多台电解槽中,硅含量有5台以下硅含量达到或者是超过0.05%,应从技术条件保持和操作质量中查找原因,采取措施控制,如果有10-20台Si含量超过0.05%,那么我们就应该从设计角度查找原因,炉帮局部发红也是电解槽侧部损坏的判定依据。
    2、电解槽侧部破损宏观现象
    在进行电解槽大修过程中发现,电解槽侧部炉帮形成不良或受损坏严重,侧部碳块人造伸腿上沿铝液、电解质液界面处腐蚀尤其严重,形成长条断裂空洞带。
    二、原因分析及对策
    “炉帮”形成不良或易遭破损的原因
    从对停槽大修的电解槽炉膛解剖,特别是正常生产中炉帮不良槽子看,侧部碳块直接和电解质溶液接触,有的地方还粘少许酥状的电解质固体,Si3N4-SiC侧砖已经粉化,沿铝液面的炉膛明显有深的冲刷条沟。有的侧部裸露部分已经形成粉末状物,对于炉帮形成不良或形成的炉帮易遭破损的原因主要为:
    1、电解槽预热启动影响
    电解槽预热启动期,升、降温曲线梯度时间控制得不好,分子比低或技术条件组合失误,导致电解槽初期没有形成良好的坚固的炉帮,因为早期坚实基础炉帮的建立对后期正常生产、炉帮的维护起到重要的保障作用。
    2、生产技术条件对侧部炉帮的影响
    对炉帮损毁的因素很多,在生产中主要反映为电解质温度、溶液流速和槽的管理操作等,当较长时间效应、病槽、或其他原因造成槽温过高,电解质温度高于炉帮形成时的初晶温度后,导致侧部上口炉帮过空,伸腿化小化软,沉淀增多,铝液流速加快,摆动幅度加大,对炉帮冲刷加剧。炉帮开始熔化,温度每上升5℃,炉帮熔化掉大约5-10mm,电解质对Si3N4-SiC侧部碳块的侵蚀速度约为0.092mm/天,同时说明该材质的侧块明显优于其它的侧部碳块。
    电解熔池内的液体流速平均为11.5cm/s,强磁场感应造成液体的旋转,铝液上下波动幅度加大,对电解槽局部炉帮的损毁尤其严重。
    另外,电解换极、捞碳渣、边加工等作业时操作不当也会对电解槽炉帮造成破坏。
    炉帮损毁的对策
    1、控制相对稳定的电解工艺
    大型电解槽侧部炉帮损毁初期原铝Si含量超过0.05%后要立即查明原因部位,采取相应措施。对于大面积槽炉帮受损的要尽快在生产建立新炉帮,炉膛规整后,要保持技术条件平稳,特别是槽瘟、过热度等要保持稳定,不能使炉帮化掉,氟化铝添加对电解质成分和过热度影响很大,因而对炉帮的形成直接的关系,所以分子比要在2.3左右,利于炉帮持续形成,效应系数和时间要严格控制。
    2、提高电解操作水平
    换极、捞碳渣等操作要严格工作质量,尽量减少对电解生产的干扰,尤其注意不能伤及侧部。建立炉帮定期测量制度,对炉帮腐蚀、熔化、形成的数据跟踪分析,找出规律。
    3、采用不停槽槽修补技术
    对侧部炉帮碳块损坏严重又难以形成炉帮的部位,可采取热补的方法(不停槽侧部修补技术)进行侧部碳块更换,也可生产使用18-23个月。
    4、进一步完善槽设计
    设计人员对300kA电解槽三砀设计进一步完善,使电解槽三场更加均衡。
    三、结语
    300kA电解槽炉帮形成的好坏是衡量电解槽寿命长短的标尺,是影响电解生产特别是电解经济技术指标的主要问题。

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