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6個關鍵步驟有限延長鋁電解槽陰極內襯使用壽命

發布日期: 2019-06-14 11:24:25    閱讀量(174)    作者:劉梓明

鋁電解槽是鋁電解生產的主要設備,由于它在強磁場和高溫熔鹽狀態下工作,雖然鋁電解過程本身不消耗陰極,但是在強腐蝕性電解質浸蝕和各種應力的長期作用下,將引起槽體的變形和電解槽內襯的破損,影響到電解槽的使用壽命。當前,電解槽的使用壽命一般為3~5年,先進的電解槽能達8~10年,大型槽的使用周期較短,中型槽較長。

鋁電解槽內襯因破損嚴重而停槽大修時,全部內襯材料被拆除并作為固體廢棄物被拋棄,槽殼經校正修復后重新使用。這不僅花費眾多的人力,消耗大量內襯材料;同時大修期間電解槽停產,經濟損失巨大;另外,廢舊內襯目前還無法有效回收利用,存在環境污染隱患。因此,明確電解槽破損的方式與原因,掌握電解槽內襯維護方法,從結構設計、材料選擇、砌筑工藝和操作管理等方面采取措施,盡可能延長陰極內襯的使用壽命。

(1)設計受力合理的槽殼結構。

電解槽槽殼鋼結構,不僅是整個電解槽重量的承受體,也是電解槽內應力的緩沖體。剛柔適度的槽殼、受力點分布合理的支撐鋼架,可以有效地緩沖內襯膨脹時產生的強大應力,消除或減輕電解槽爐底隆起和槽殼向外膨脹的現象。

(2)使用高質量的內襯材料。

采用機械強度與孔隙度適中、熱膨脹率較低、抗鈉侵蝕能力強的陰極炭素材料,能夠非常有效地延長內襯使用壽命。目前能夠較好滿足上述質量要求的陰極炭塊主要有半石墨炭塊和石墨化炭塊。

采用碳化硅塊作側部內襯,它具有較高的抗熔體侵蝕性、抗氧化和抗磨損性。

(3)保證內襯砌筑質量。

電解槽的砌筑,必須嚴格按工序的施工規范和質量標準進行。例如陰極槽殼的密封性很重要,特別在陰極鋼棒窗口,空氣的漏人將使空氣進人內襯,在內襯中產生有害的反應。又如陰極炭塊擺放必須整齊、平實,縫隙均勻,炭糊扎固前,必須清掃干凈,嚴禁殘留雜物和粉塵。所有扎固縫都必須充分預熱,扎固時保證炭糊具有一定溫度和壓力,扎固中按要求分層扎固。

(4)采用合理的焙燒啟動方法。

焙燒要做到平穩、均衡加熱,溫度分布均勻,即各部位的溫度梯度不大,啟動前,槽底溫度應達到900尤左右。要有充分的焙燒時間,以使炭塊底部溫度比較高,要特別注意降低焙燒啟動時的熱沖擊程度。

電解槽啟動應盡量采取灌液體電解質的濕法啟動,啟動期間液體電解質量大,槽內溫度均勻,電解質清潔,爐底沉淀極少,不容易出現爐底局部過熱而破壞內襯。注意啟動過程中不能向槽內添加氟化鈉或碳酸鈉,以免在啟動高溫期間大量析出鈉而強烈侵蝕炭素內襯。

(5)保證電解槽長期穩定生產。

生產實踐證明,各種病槽都不同程度地要損害陰極內襯,因此保證電解槽長期穩定運行,可以有效地延長電解槽內襯使用壽命。生產中首先應保證各項技術條件控制在要求范圍內,保持穩定的熱平衡和槽膛內型,提高各項作業質量,及時消除可能引起病槽的潛在因素,使電解槽長期平穩運行。

(6)保證穩定的電力供應。

系列電流供應不穩、過流或欠流,都會嚴重影響槽內襯壽命。特別是電力短缺被迫停槽后再進行二次啟動,更會促使內襯破損,加速槽殼變形,大大縮短電解槽的使用期限。因此,系列電力供應必須穩定,特別不允許任意降低電流或停電。

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