電解槽的使用壽命直接影響了生產(chǎn)成本，是哪些方面會(huì)影響電解槽的壽命，側(cè)部內(nèi)襯破損如何修補(bǔ)？請(qǐng)看詳細(xì)介紹。
鋁電解槽通常為矩形鋼殼,內(nèi)襯碳磚。電解槽中懸有一碳陽ji,其碳質(zhì)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(yīng)生成CO與CO2。槽內(nèi)電解質(zhì)與鋁保持熔融狀態(tài),隔一定時(shí)間從槽內(nèi)放出鋁液,并向槽內(nèi)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(gè)關(guān)鍵因素是槽殼強(qiáng)度，內(nèi)襯材料、筑爐工程和焙燒起動(dòng)操作。其中后兩項(xiàng)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(xiàng)則須在設(shè)計(jì)階段做出合理的處 理，包括槽殼在生產(chǎn)中承受應(yīng)力及其強(qiáng)度的計(jì)算和內(nèi)襯材料的選擇。
1.傳統(tǒng)熱修補(bǔ)方法
傳統(tǒng)熱修補(bǔ)方法是在側(cè)部內(nèi)襯破損修補(bǔ)部位對(duì)應(yīng)的陽ji端頭處插下一片鋼板，鋼板起到阻擋電解質(zhì)和鋁液的作用，然后在鋼板和槽殼之間補(bǔ)加一定量的碎料塊，用多功能天車的打殼機(jī)構(gòu)將修補(bǔ)處砸實(shí)，砸實(shí)后在破損處沿著槽殼用風(fēng)鎬刨開一條溝槽，溝槽尺寸根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(cè)部炭塊放置于溝槽內(nèi)。安裝側(cè)部炭塊時(shí)要求相鄰側(cè)部炭塊之間縫隙盡可能小、側(cè)部炭塊上表面與電解槽槽沿板齊平或降低1cm，炭塊與側(cè)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(bǔ)方法的優(yōu)化改進(jìn)
修補(bǔ)方法改進(jìn)的目的是在電解槽側(cè)部內(nèi)襯進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)不影響電解槽運(yùn)行和鋁液質(zhì)量。技術(shù)人員研究后決定，修補(bǔ)時(shí)斷開修補(bǔ)部位對(duì)應(yīng)的陽ji導(dǎo)桿，讓該陽ji不導(dǎo)電，修補(bǔ)部位的溫度有所降低、磁場減弱、在修補(bǔ)時(shí)滲鋁幾率較少，插入鋼板后對(duì)鋁液質(zhì)量沒有影響，但能達(dá)到傳統(tǒng)熱修補(bǔ)方法的修補(bǔ)效果。刨溝槽等工序與傳統(tǒng)熱修補(bǔ)方法工序一致，但下部找平的糊料應(yīng)用了冷搗糊。
修補(bǔ)時(shí)為保證施工，斷開陽ji導(dǎo)桿后，在導(dǎo)桿與水平母線、導(dǎo)桿與小盒卡具之間都要包裹牛皮紙，同時(shí)確保導(dǎo)桿垂直不與掛鉤接觸。防止因發(fā)生突發(fā)陽ji效應(yīng)，造成接觸部位導(dǎo)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(cè)部內(nèi)襯修補(bǔ)期間，陽ji導(dǎo)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(dāng)一組陽ji不導(dǎo)電時(shí)其他陽ji分擔(dān)了該組陽ji的電流，此時(shí)陽ji電流密度大至0.782A/cm。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)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(dá)0.9A/cm以上，故斷開一組陽ji導(dǎo)桿后實(shí)施爐幫熱修補(bǔ)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(shí)間大約20min，新陽ji上槽后由于陽ji與電解質(zhì)之間存在巨大溫差，在新陽ji浸入電解質(zhì)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(zhì)凝殼，這一層凝殼將液態(tài)電解質(zhì)與陽ji完全隔離，從而使陽ji炭塊失去導(dǎo)電作用。隨著新陽ji掛槽時(shí)間的延長、溫度逐漸升高，新陽ji底掌表面電解質(zhì)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(dá)到70%，而修補(bǔ)側(cè)部內(nèi)襯時(shí)斷開陽ji的時(shí)間一般不超過3h，這充分證明在3h內(nèi)斷開一組陽ji對(duì)電解槽不會(huì)造成任何影響。
3.效果分析
熱修補(bǔ)方法改進(jìn)前后修補(bǔ)的電解槽鋁液中鐵含量的對(duì)比分析結(jié)果見表1。
從表1可以看出，熱修補(bǔ)方法改進(jìn)前由于鋼板在電解質(zhì)高溫下熔化，鋁液中鐵含量明顯升高，在實(shí)際生產(chǎn)中個(gè)別電解槽修補(bǔ)后鐵含量高達(dá)0.63%；熱修補(bǔ)方法改進(jìn)后對(duì)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(cè)部內(nèi)襯破損部位修補(bǔ)前后爐幫溫度及爐幫厚度的測量對(duì)比分析結(jié)果見表2。
從表2可以看出，電解槽側(cè)部內(nèi)襯破損部位修補(bǔ)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(yùn)行穩(wěn)定，爐膛逐步規(guī)整。現(xiàn)已平穩(wěn)運(yùn)行了一年多，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
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