浅谈延长电解槽使用寿命的方法

马嵛崙

（中国铝业兰州分公司 电解一厂，甘肃 兰州 730060）

0 前言

电解槽是电解铝生产的关键设备，其使用寿命的长短是制约电解铝生产企业经济效益提高的关键性因素之一。电解槽寿命已成为制约我国铝电解工业发展的障碍。本文结合生产实际，对影响400kA 预焙阳极电解槽使用寿命的主要因素进行了探讨，采取了有效的改进措施，获得了显著效果，提高了电解槽大修质量，延长了电解槽使用寿命。

1 中铝兰州分公司电解一厂电解槽寿命的实际情况

中铝兰州分公司电解一厂共有288台400kA 预焙电解槽，分别于2007年5月开始陆续投产。截止至2013年5月，共计停槽大修129台次，小修7台次。造成中铝兰州分公司电解一厂电解槽停槽大小修的主要原因是早期破损的电解槽数量较多。如果降低或提前预防解决早期破损槽，便会大大增加电解槽的使用寿命。

2 影响电解槽寿命的因素及漏槽种类

2.1 影响铝电解槽阴极使用寿命的因素

影响铝电解槽阴极使用寿命的因素很多，主要有以下七类：

材料质量：炭块、底糊、耐火砖和隔热板的质量。

结构设备：槽壳设计、内衬层次、热设计、母线配置设计、炭块组装设计。

筑炉技术：砌筑、捣固、组装状况。

焙烧、启动技术：焙烧方式、升温曲线、启动方式、前期管理。

生产技术条件控制：温度、极距、电压、电解质成份、加工操作、出铝、阳极工作状态。

系列电力制度：电流强度大小和电流平稳程度。

维护、检测的标准和手段。

2.2 电解槽漏槽种类

电解槽铝液向阴极内衬深层或槽外渗铝，主要有以下五种类型：

侧部漏铝：侧部内壁破损，渗漏通道在铝水平以下部位。

阴极棒孔漏铝：底部阴极破损，铝水沿钢棒漏出。

底部漏铝：铝水从槽壳底部漏出。

严重溶化钢棒：铝水渗漏到深层钢棒。

伸腿破损漏铝：铝水经槽壳与内衬的缝隙从阴极窗口流出。

对中铝兰州分公司电解一厂停槽分析发现，几乎所有的破损槽都是由侧部引起的，其中侧部内壁破损占了绝大多数，破损形式有多种，如阴极炭块局部出现裂纹后脱落渗铝、捣固糊起层脱落、炉帮隆起、人造伸腿脱落、侧部炭块的上抬。

3 延长电解槽寿命所采取的改进措施

3.1 严格控制内衬材料的质量

电解槽使用寿命的长短与所使用阴极炭素材料质量的好坏有关，使用高质量的阴极炭素材料，能够延长电解槽寿命。为此严格控制了进厂内衬材料的质量，加强了进厂内衬材料的检验，对不符合质量要求的内衬材料不允许进入大修工序。通过实际应用比较，选择了质量和性能较稳定的阴极炭块、糊料和耐火材料供应商进行供货，避免因内衬材料质量差而影响电解槽寿命的现象。

3.2 提高电解槽的大修质量

3.2.1 建立关键工序质量控制点

针对电解槽大修工序质量控制的特点、规律，编制出电解槽工艺流程图，对关键工序、重点部位建立起质量控制点，有效的控制了关键工序的工作质量，保证了电解槽大修质量。

3.2.2 加强电解槽槽沿板的焊接质量

大修电解槽时，旧的电解槽槽壳往往变形较大，以往大修电解槽时对旧槽壳的槽沿板焊接后，因为旧槽壳存在不同程度的变形，槽沿板总是不能完全遮盖住侧部炭块，只好重新补焊。为了增加槽沿板的焊接强度，更好地保护侧部炭块，根据大修电解槽槽壳变形量的大小，对所焊接槽沿板现场精确测量，切割出合体的槽沿板，再将每片槽沿板由原来的点焊改为满焊的焊接方式，确保了电解槽槽沿板的焊接质量。

3.2.3 电解槽上部结构实行二次就位

因电解槽大修时需将电解槽上部结构吊离槽壳进行修理，由于电解槽上部结构大修因使用周期的不同，大修的方式不一样，所需修理的周期也不同。因而，不能够保证电解槽上部结构进行就位时还是原来吊出的位置。有的大修时出现过电解槽槽壳和上部结构在安装就位时因各种原因无法顺利连接，造成阴极内衬内部损伤的情况。针对这一情况相应采取了改进方法，电解槽上部结构实行二次就位，从而避免了由此原因造成电解槽的破损。

3.3 采用新型内衬材料

随着电解槽容量的增大，其相对单位散热面积减小，要求电解槽侧部有更好的散热特性。新型材料砖的强度高，抗氧化、耐腐蚀，而且导热性好，易于形成侧部炉帮的保护层。因而，采用新型材料砖是目前较理想的选择。中铝兰州分公司电解一厂在将电解槽由350kA 扩容到400kA 的改造时，除了增大阳极尺寸以外，重要的措施之一就是电解槽侧部采用了新型材料砖。

3.4 加强电解槽生产运行管理

电解槽启动后，电解槽的先天条件就已经确定。要想继续提高电解槽寿命，对电解槽的生产运行管理便显得尤其重要。如果后期管理恰当，会对电解槽在大修、启动等阶段产生的缺陷起到弥补作用。相反，如果管理不当就可能导致电解槽的早期漏槽。所以中铝兰州分公司电解一厂从电解槽如何形成和保持规整炉膛、稳定工艺技术条件，避免产生较大的热冲击、保持好电解槽物料平衡和能量平衡，提高电解槽自适应能力，加强对漏炉槽的分析和维护等方面加强了对电解槽后期运行的管理，实施了槽龄奖的激励与考核制度，为延长电解槽寿命起到有效的作用。

4 采取措施后的效果

通过采取以上改进措施后，经过实践检验取得了明显的效果。中铝兰州分公司电解一厂的漏炉槽到现在已经得到有效控制。2010年10月第一台电解槽漏炉停槽，槽寿命1150 天，2012年全年停槽大修的平均寿命1733 天，2012年全年停槽大修的平均寿命1845 天，2013年截至到5月停槽大修的平均寿命电解槽寿命1944 天。最高槽寿命由2010年的1150 天增长到2013年的2179 天。

5 结束语

电解槽寿命长短受多方面的因素影响，它与铝电解槽的槽型结构、内衬材料质量、阴极内衬大修质量、焙烧启动方法、电解生产的日常管理等诸多因素有密不可分的关系，是所有因素综合影响的结果，任何一个环节出现纰漏，都会直接影响到电解槽的实际使用寿命，要对上述因素引起足够重视，使每个环节尽可能少出纰漏，减少或消灭因漏炉而停槽的出现的几率，电解槽的寿命就能够得到有效延长。

［1］吴鸿，张顺虎.铝电解工：上、下册[M].2006，1.

［2］兰州铝业股份有限公司教材编审委员会.铝电解生产（初级、中级、高级）[M].