电解槽寿命的影响因素

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本文通过对大型预焙槽焙烧启动、后期管理、正常生产期工艺参数控制等生产管理因素对槽寿命的影响进行分析，并提出实用的操作方案和管理思路。

目前，电解铝被列为国家五大过剩产能行业之一，不符合规范条件的被强制淘汰，新上项目必须进行等量或减量置换，对于“活”下来的电解铝企业，如何在国家宏观调控和行业残酷竞争的环境中更好地“存活”，挖掘内潜、降低成本成为企业最为关注的问题。

电解槽是铝电解生产的主要设备，其使用寿命是铝电解生产技术水平的重要标志，槽寿命长短直接关系到企业的经济效益。虽然我国电解铝生产技术突飞猛进，但槽寿命与国外先进水平相比，仍有很大差距。笔者结合多年的生产管理实践，对影响大型预焙槽寿命的几项关键因素进行阐述，以供借鉴。

焙烧启动过程的影响

焙烧启动过程是电解槽由室温变为高温的过程，这一过程使电解槽内衬温度产生剧烈变化，同时其他各物理场也发生突变，对槽寿命有着直接和重要的影响。

装槽阶段。在某公司待投产电解槽上，该过程采用焦粒—石墨混合焙烧，即将煅后石油焦与石墨粒按照一定的比例及粒度要求进行充分混合作为电阻发热体，用特制栅栏规范发热体的体积和形状，以保证铺设平整，电阻大小适当，通电后电流分布均匀。为了使阳极底掌与阴极表面的热量流通好，有效加热炉膛，焦粒层上部留有中空热流通道，使高温区热量尽量扩散，同时为了减少散热损失，在阳极炭块间缝、中缝和边缝上加盖纸板或硅酸钙板等隔热罩板；装槽时沿边部砌筑适当厚度的电解质挡墙，通过高温冰晶石填充料在其熔化前传导热量焙烧边部，以保证人造伸腿不开裂、不起层、不致出现热劈断。

通电阶段。利用分流器有效控制电流上升梯度，使通往槽上的加热电流按预定目标值增加，这种分流措施已经比较普及，能够达到较大的分流效果，降低全电流时瞬间电压对槽子的冲击。在实际操作中，可采取加装水平分流器的手段以增大分流量，延长分流时间，分批拆除分流器等多法并用的手段，以达到控制低温焙烧阶段获得扎固炭糊较高焦化值的目的，起到强化炭衬强度和延长槽寿命的效果。

焙烧阶段。在焙烧过程中，实行专人专槽管理模式，定期测量槽膛温度，根据温度变化，结合阳极电流分布的测量结果，通过松紧软母线下端的夹钳以调整电流分布，保持槽内温度均匀，在该阶段对阳极电流分布进行测量时，摒弃了传统测量法，采用了高新技术产品LH型电流表，该表测量结果直接显示通过各导杆电流值，直观、准确，操作方法简单易行；同时密切注意槽内冰晶石熔化程度，及时添加或调整，防止槽内局部过热留下后患。

某企业电解车间电解人员正在进行换极作业

启动阶段。采用湿法无效应启动。该启动操作方便、劳动强度低、安全可靠，在改善劳动环境、节能、减少氟盐损耗方面也有明显效果，尤其采用湿法无效应启动延长了启动时间，可以减少效应时急速升温对内衬剧烈的热冲击而造成早期阴极起层、人造伸腿脱落等现象。需注意的是，在启动一定时间后再添加氟化钠或碳酸钠，减少了阴极炭块吸钠膨胀所产生的裂纹及变形几率的发生，为提高槽内衬寿命创造了良好的前提。

启动后期管理的影响

启动后期管理是电解槽启动后向正常生产过渡的时期，在此过程中关键是形成一个比较规范的槽膛，确保电解槽平稳高效运行。如果电解槽的炉帮厚薄不均，或者炉底存在大量沉淀或结壳而高低不平，会导致电流分布不均，电压容易波动。经常“生病”的电解槽寿命不可能长，启动后期良好的工艺技术条件匹配有利于实现这一目的。本过程采用较高的电解质温度、分子比、电解质水平及较低的铝水平，使电解槽形成一个较好的槽膛，这一过程大约需要三个月时间。实际操作中管理人员要及时采取相应措施，尽可能降低过高的分子比和槽温对电解生产造成的负面影响。

正常生产期工艺参数因素的影响

目前预焙槽已实现了槽子大型化、操作机械化、控制自动化和烟气处理无害化国际流行的“四化”标准。但要实现平稳高效的生产目标，管理者对电解槽控制点的选择至关重要。实践证明，电解质温度过高或过低都会不同程度的影响槽寿命。因此，笔者特别提出以槽温控制为中心调整其他技术条件，实现合理工艺参数配置的技术管理模式以提高电解槽的生产稳定性，延长电解槽寿命。

铝电解生产中技术条件变化都有一个共同特点：就是它们都会直接或间接的引起槽温变化，所以槽温的变化也可以直接或间接地反映出其他各项技术条件的变化情况。

槽温控制模式是建立在系列电流稳定的前提下以及槽温（T）与设定电压（Vsi）、分子比（CR）、氧化铝浓度（Al2O3%）和效应间隔（AEINT）这四者关系基础上的。同时，还综合考虑到影响它们的其他因素（如设备、工人操作水平等），下面分几点来讨论这一问题。

槽温控制分析程序的核心是控制模块，当槽温超出控制目标以后，在排除了设备、工艺操作因素以后，首先应检查设定电压（Vsi）、分子比（CR）、加工间隔（NBINT）和效应间隔（AEINT），结合当日槽温测定值和智能控制系统提供的在线数据，分析并找出槽温变化的主要原因，对设定电压等参数进行调整分析，并认真做好槽温的“五日观察”，进一步观察槽温变化趋势，待槽温以较稳定的方式进入目标区以后，最后以调整后的设定值作为新的控制参数。与槽温关联的技术条件、工艺参数较多，在调整时必须综合考虑；由于槽容量大、调整效果滞后性强，“五日观察”法更有利于体现真实槽况；槽温控制分析程序图必须与槽温控制示意图相结合。

工艺技术条件是电解指标的决定性因素。随着大型预焙槽智能模糊控制技术的不断提高，在大型预焙槽铝电解生产管理实践中，强调树立“以稳定为前提，以炉膛为根本，以温度为轴心，以曲线为标准，以严细为手段”的管理理念，除以槽温控制模式为主外，使用事前控制的方法，进行工艺参数合理配置。电解槽各项工艺参数是相互影响的，一个参数的变化，将会带动其他一个或几个参数的相应变化。例如，提高槽工作电压，电解槽热收入增加，多余的热量将会熔化炉帮，造成电解质高度上涨、铝液高度下降，进而会造成电解温度上升，阳极效应迟发。因此，对于一台正常生产的电解槽，如果需要变更一项工艺参数，要求管理人员必须同时考虑其他可能变化的参数，避免技术条件出现较大波动，最大限度降低或杜绝外界对电解槽的干扰，确保电解生产平稳运行，在实践中取得了良好的经济指标，并对延长槽寿命有益。

操作制度的影响

铝电解生产过程中的主要操作有更换阳极、出铝、抬母线、熄灭阳极效应等，其操作质量的好坏直接关系到电解槽的使用寿命。在制订操作制度时，管理人员对各项操作的每个环节都要进行控制。例如更换阳极时，从扒浮料、出极、捞碳渣、新极设置精度、新极安装，直到电解槽中缝打击头下氧化处理等都确定了操作时间和质量标准，严格监督与执行。操作制度中的各项技术要求必须做到与工艺体系相匹配。还是以换极为例，如更换阳极后收边高度多少、极上保温料厚度的设置、收边料和保温料粒度的要求、氧化铝加料间隔的变更和电压的补偿等。所有的操作制度都应与工艺体系相匹配，确保电解槽的平稳运行。

结语

焙烧启动、启动后期管理、参数的优化配置、相匹配操作制度的有效落实，这四项结合起来，能使预焙槽达到优质高效低耗且长寿之目的，取得较好的经济效益。槽寿命的研究是一个复杂而长期的课题，本文所讨论的只是一种延长槽寿命的综合生产管理思路。在实际操作中，管理者会考虑各种因素的综合作用，才能使我国电解槽寿命有大的突破和质的飞跃。