多极镁电解槽槽寿命的影响因素分析

2013-06-19周云英石玉英杨海均

四川冶金 2013年5期

周云英，石玉英，杨海均

(攀枝花钢企欣宇化工有限公司，四川攀枝花 617000)

1 引言

电解槽使用寿命问题是镁电解生产以来长期存在的疑难问题，由于电解槽的大修、启动需要大量人力与资金，因此延长电解槽的使用寿命对提高电解槽生产的各项经济技术指标，增加产量降低电解镁生产成本有重要作用。据统计结果表明，国外大型电解槽的使用寿命都在2 ～2.5 年(900 天)［1］，多极电解槽设计寿命为24个月，正常运行一般可达到28个月。我公司从2010年6月份投产多极镁电解槽至今，经历了启动、生产、停槽、大修再投产的过程，在这一系列生产活动过程中，我们对电解槽的砌筑质量、砌筑用材料、电解槽焙烧启动及运行过程中杂质等对槽寿命的影响进行了总结分析。

2 影响槽寿命的因素

2．1 内衬材料对多极镁电解槽槽寿命的影响

在多极镁电解槽电解过程中，电解槽内部由于受槽内磁场及电解质循环运动的影响，将造成槽内衬不同程度受损。尤其是当磁场和熔体流速超过最大值时，会使阴极部分槽壳变形，甚至会引起槽壳破损［2］。因此，多极镁电解槽在内衬材料的选择上比无隔板镁电解槽更为严格。

一般多极镁电解槽底部及集镁室侧墙、电解室枕砖以下的侧墙均采用普通的耐火砖砌筑，而集镁室与电解室相分隔的帘墙及电解室后墙、枕砖等则分别采用氧化铝含量较高的莫来石、刚玉等砖体进行砌筑，以确保多极镁电解槽在正常生产运行期间，槽内部衬砖不会出现严重的脱落或破损现象。

从表1可以看出，多极镁电解槽在运行过程中对槽体后墙、枕砖及进线端侧墙的冲刷最为严重，主要就是受强磁场和熔体高速流动的影响所致。因此，该几处的砌体砖材料还必须具有以下良好的性能:在高温下热稳定性好，有较好的抗电解质熔液侵蚀和抗冲刷性，以及有良好的高温耐磨性和常温、高温机械强度好。

表1 多极镁电解槽停槽后槽内衬情况

2．2 内衬砌筑质量对多极镁电解槽槽寿命的影响

多极镁电解槽内衬砌筑材料质量得到保证的同时，槽内衬的砌筑质量同样将直接影响到槽使用寿命的长短。多极镁电解槽内衬砌筑时，要求先砌底，后砌墙，整个墙体都压在槽底上，且砌筑过程中砖与砖之间缝隙不能直线对齐［3］。

在槽内衬具体砌筑过程中，槽不同部位砌筑质量要求有所不同:底部砌筑时，砖缝要求小于1 mm，平面度允许误差为±2.5 mm。直墙砌筑时，要求从两端往中间砌，以保证墙角规整，砌到中间合拢时，需根据情况将砖截短加工，使之长短合适，但这时上下砖层的错缝仍不小于1/4砖长，而且砖块本身的长度也不应小于半砖，否则必须连续加工两块砖。另外，在砌墙时，如果仅有一小部分一次砌得过高，由于泥浆还未硬化，在砖的压力下，泥浆会被挤压出来，使砖墙下沉，产生变形，因此，除特殊情况外，整个砖墙应该均匀上砌。后墙砌筑时，除要求砖之间不能对齐外，还要求上下砖缝小于3 mm，左右砖缝小于1 mm，砖与砖之间错逢不小于25 mm。帘墙砌筑时，则要求砖缝不能在阴极窗上方。交流电极周围的墙体砌筑时，要求在交流电极周围预留80～100 mm的空间以备灌浇注料。交流电极安装固定后，测试交流电极与槽壳体之间的电阻，交流电极周围灌浇注料时，应保持一致从交流电极的一侧灌入浇注料，且所用浇注料与水按13%～15%的比例搅拌而成，并要求事先在搅拌器中充分搅拌均匀，浇注确保各处匀实。

虽然不同位置的槽内衬在电解过程中所起的作用和所受的磁场强度及熔体流速冲击不同，但在砌筑时都必须严格按“多极镁电解槽砌筑规范”去严格把好质量关，确保砖缝及错缝在规定范围之内，缝隙之间灰浆饱满，浇注处浇注料密实、均匀等等。据了解，国内某厂曾因多极镁电解槽在砌筑过程中忽略了对集镁室直墙的砌筑质量要求，结果在槽体运行不到半年就发生集镁室侧墙穿孔漏料事故。由于漏料处距上液面较近，采取交流保温及临时停直流进行修复处理后，该槽得以继续恢复正常运行，但如果漏料处靠近槽底部，则该槽可能就只能提前停槽报废［4］。