電解槽側部內襯破損部位修補方法及效果

 

 

電解槽的使用壽命直接影響了生產(chǎn)成本，是哪些方面會影響電解槽的壽命，側部內襯破損如何修補？請看詳細介紹。

 

鋁電解槽通常為矩形鋼殼,內襯碳磚。電解槽中懸有一碳陽ji,其碳質槽底為陰ji。電解還原出來的金屬鋁熔體沉積于槽底陰ji。陽ji放出的氧與碳陽ji反應生成CO與CO2。槽內電解質與鋁保持熔融狀態(tài),隔一定時間從槽內放出鋁液,并向槽內加入一定量的Al2O3與冰晶石(3NaF.AlF3)等。電解溫度為900~1000℃。

 

影響鋁電解槽槽襯壽命的幾個關鍵因素是槽殼強度，內襯材料、筑爐工程和焙燒起動操作。其中后兩項可以依靠在施工及生產(chǎn)中執(zhí)行行之有效的規(guī)程來解決，而前兩項則須在設計階段做出合理的處 理，包括槽殼在生產(chǎn)中承受應力及其強度的計算和內襯材料的選擇。

 

1.傳統(tǒng)熱修補方法

 

傳統(tǒng)熱修補方法是在側部內襯破損修補部位對應的陽ji端頭處插下一片鋼板，鋼板起到阻擋電解質和鋁液的作用，然后在鋼板和槽殼之間補加一定量的碎料塊，用多功能天車的打殼機構將修補處砸實，砸實后在破損處沿著槽殼用風鎬刨開一條溝槽，溝槽尺寸根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定，一般溝槽刨到人造伸腿的上沿，深度約20cm，寬度約12cm，刨溝槽或者清理溝槽過程中出現(xiàn)少量滲鋁的現(xiàn)象，一般用耐火泥和紅土泥糊住，再清理干凈溝槽，下部噴撒煤焦油，用100℃左右的熱搗糊找平下部后將側部炭塊放置于溝槽內。安裝側部炭塊時要求相鄰側部炭塊之間縫隙盡可能小、側部炭塊上表面與電解槽槽沿板齊平或降低1cm，炭塊與側部槽殼之間的縫隙用氧化鋁粉填充，上述施工完成后，將鋼板拔出，后焊接壓鐵板。

 

2.熱修補方法的優(yōu)化改進

 

修補方法改進的目的是在電解槽側部內襯進行修補時不影響電解槽運行和鋁液質量。技術人員研究后決定，修補時斷開修補部位對應的陽ji導桿，讓該陽ji不導電，修補部位的溫度有所降低、磁場減弱、在修補時滲鋁幾率較少，插入鋼板后對鋁液質量沒有影響，但能達到傳統(tǒng)熱修補方法的修補效果。刨溝槽等工序與傳統(tǒng)熱修補方法工序一致，但下部找平的糊料應用了冷搗糊。

 

修補時為保證施工，斷開陽ji導桿后，在導桿與水平母線、導桿與小盒卡具之間都要包裹牛皮紙，同時確保導桿垂直不與掛鉤接觸。防止因發(fā)生突發(fā)陽ji效應，造成接觸部位導電、局部過流、掛鉤口工藝節(jié)能卡具損壞等事故的發(fā)生。

 

在電解槽側部內襯修補期間，陽ji導桿可斷電的理論分析：某公司240kA電解槽是雙陽ji，陽ji電流密度為0.733A/cm，當一組陽ji不導電時其他陽ji分擔了該組陽ji的電流，此時陽ji電流密度大至0.782A/cm。據(jù)文獻報道：隨著陽ji炭塊生產(chǎn)工藝水平的提高，目前陽ji炭塊的電流密度可達0.9A/cm以上，故斷開一組陽ji導桿后實施爐幫熱修補是可行的。

 

鋁電解生產(chǎn)中主要的操作是更換陽ji，在正常生產(chǎn)情況下每槽兩天需更換一次陽ji，更換陽ji時間大約20min，新陽ji上槽后由于陽ji與電解質之間存在巨大溫差，在新陽ji浸入電解質與陽ji底掌接觸后，因溫差原因在陽ji底掌表面形成一層電解質凝殼，這一層凝殼將液態(tài)電解質與陽ji完全隔離，從而使陽ji炭塊失去導電作用。隨著新陽ji掛槽時間的延長、溫度逐漸升高，新陽ji底掌表面電解質凝殼逐步熔化，陽ji電流分布面積也逐步加大，16h后陽ji電流分布面積達到70%，而修補側部內襯時斷開陽ji的時間一般不超過3h，這充分證明在3h內斷開一組陽ji對電解槽不會造成任何影響。

 

3.效果分析

 

熱修補方法改進前后修補的電解槽鋁液中鐵含量的對比分析結果見表1。

 

 

從表1可以看出，熱修補方法改進前由于鋼板在電解質高溫下熔化，鋁液中鐵含量明顯升高，在實際生產(chǎn)中個別電解槽修補后鐵含量高達0.63%；熱修補方法改進后對鋁液中鐵含量沒有任何影響，確保了鋁液的合格率。

 

電解槽側部內襯破損部位修補前后爐幫溫度及爐幫厚度的測量對比分析結果見表2。

 

 

 

從表2可以看出，電解槽側部內襯破損部位修補后，爐幫厚度增加了8cm左右，爐幫溫度降低了100℃以上，沒有發(fā)生爐幫發(fā)紅的現(xiàn)象，電解槽運行穩(wěn)定，爐膛逐步規(guī)整?，F(xiàn)已平穩(wěn)運行了一年多，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

 

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