浅谈240KA电解槽早期侧部破损的工艺措施及修复

刘万喜

摘 要 说明了240KA铝电解系列生产运行现状，初步分析了240KA铝电解槽侧部发红及侧漏原因，从工艺技术角度提出了较为全面的综合工艺措施加以改善运行状态，促进电解槽形成规整的炉膛，并对不同部位的侧部破损提出了修复措施。

关键词 铝电解槽;电解质;炉膛

1目前240KA电解槽运行现状

该系列电解槽自投运生产以来，一直就没有形成稳定有效的炉邦，致使槽四周侧部异型炭块和人造伸腿长期处于电解质、铝液不断冲刷和侵蚀以及热应力作用下，伸腿容易脱落，异型炭块极易发生爆层、断裂脱落现象。该现象在2016年下半年就有所苗头，为此经报告公司应引起高度重视，采取措施促进炉邦形成，否则持续下去会严重化和普遍化。目前电解槽侧部早期破损已出现普遍化，部分槽槽况开始恶化。

2电解槽运行状况初步分析

（1）电解槽炉膛自启动以来没有形成较为完整的炉邦及伸腿，槽四周侧部炭块和伸腿没有得到有效地保护，长期持续必然出现侧部早期破损现象，直至发生侧漏;

（2）目前电解质已为复杂性电解质体系，依据目前运行技术条件及参数初步分析电解槽热收入偏多，过热度偏大[1]。

3工艺措施

3.1 改善电解质

目前电解槽电解质水平普遍偏低，且成分复杂，钾盐含量平均3.5%左右，分子比均大于2.7，建议加大高品质電解质投入或增加冰晶石添加，适度添加氟化盐调整分子比，使电解质水平达到18cm以上;

3.2 调整工艺技术条件

（1）针对目前电解质进行实地取样分析其成分和分子比，测定目前电解质初晶温度，依据合适的过热度确定电解温度，同时随着电解质改善进行测定逐步调整电解温度，建议过热度6～8℃。

（2）加大电解质投入量，对成分进行一定程度的改善，提高电解槽电解质水平达到18～22cm，分子比逐步从3.0调整2.4～2.8，具体思路可参照槽初期工艺规程要求执行。

（3）电解槽电流是最主要的工艺参数，最好不要随意调节，特别是升电流对电解槽所形成的炉邦破坏严重，降电流有利于形成炉邦，同时从理论分析，炉邦形成与过热度有关，降低内热，降电流是最简单和直接的，为了确保电解槽系列安全以及炉邦形成，建议系列运行电流逐步降至228～235KA，过高的电流强度也不利于炉邦的形成。

（4）据了解，北方复杂型电解质体系电解槽运行，一般均采取较高的铝水平，较高的分子比、较低的电压，建议240KA电解槽铝水平控制在24～30cm，槽工作电压最终应控制在3.90～3.95v。

（5）北方复杂型电解质相对氧化铝浓度降低，建议氧化铝浓度可控制在1.5%～2.5%之间，尽量避免沉淀产生;

（6）240KA电解槽生产长期效应多发，效应系数处于0.2～0.4次/槽·日之间，对电解槽稳定运行和炉邦形成影响较大，要严格控制效应发生，首先控制到0.15次/槽·日以下，最终要求处于0.08次/槽·日以下。

（7）外部促进措施

为了促进240KA电解槽炉邦的形成，在调整工艺技术条件和按电解槽初期管理外，也可采取如下措施：

（8）工艺技术参数调整最总目标值（见表1）

3.3 强化电解生产管理及作业质量

近几年来随着国家经济转型发展的要求，电解铝行业节能降耗标准和行业准入条件，以及环保政策法规要求愈来愈高，电解槽从设计到工艺要求也相应严细，可控范围要求越来越小，势必要求电解生产管理精细化，作业严格化，作业质量到位。这就要求电解生产系统转变思想观念，抛弃粗放式管理方式。严格执行工艺规程，依据车间实际细化作业规程，加强作业质量和时效考核，加强槽况检测分析及时调整，确保电解槽运行在可控预期目标范围内。（具体由生产管理系统制定电解铝生产精细化管理各项管理制度和作业规范以及检查检测考核办法）

4侧部破损修补措施

依据破损状况主要有四侧部修补方式，具体如下：

（1）电解槽侧部人造伸腿脱落，发现存在冲蚀坑、槽之类要及时采取镁砂修补;

（2）电解槽侧部异型炭块仅上块损坏脱落，依据破损情况可采取以下措施：

下块较为完整，上面平整可用新上块进行更换，采用炭胶泥固定，背缝填充紧实，内侧块料保护;

下块破损，上表面不平整，采用热捣糊填充扎固，具体作业按糊料扎固要求执行，内侧块料保护;

（3）侧部异形块部分爆层脱落

可采用砸边操作结合风管冷却，就是采用多功能机组对破碎处进行砸补，将部分冷料借助外力强行砸补，以形成炉帮，同时采用风管对此出强制冷却，促进炉帮形成。（操作前需监测定位破损处）

（4）侧部异形块完全脱落

修补方式有两种，一种采用糊料在侧部直接扎固填充原侧块缺失空间，形成新的侧部。内侧填充高分子电解质块及氧化铝砸补形成炉邦。一种是采用碳块重塑法，该方式作业难度较大，步骤复杂，必须由具备一定电解作业经验的熟练工人执行，具体操作步骤参见相关资料。

为了240KA铝电解系列电解生产安全平稳高效，必须通过物料、技术、设备、环境及生产管理等各方面进行综合治理和采取措施，调整技术条件，投入物料改善电解质性能，促进电解槽完整炉邦形成，使电解槽有规整炉膛，从而从根本上消除电解槽侧部安全风险，为电解铝生产高效低耗创造良好的基础。

参考文献

[1] 梁学民，张松江.现代铝电解生产技术与管理[M].长沙：中南大学出版社，2011：29.