淺談240KA電解槽早期側(cè)部破損的工藝措施及修復(fù)

劉萬(wàn)喜

摘 要 說明了240KA鋁電解系列生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀，初步分析了240KA鋁電解槽側(cè)部發(fā)紅及側(cè)漏原因，從工藝技術(shù)角度提出了較為全面的綜合工藝措施加以改善運(yùn)行狀態(tài)，促進(jìn)電解槽形成規(guī)整的爐膛，并對(duì)不同部位的側(cè)部破損提出了修復(fù)措施。

關(guān)鍵詞 鋁電解槽;電解質(zhì);爐膛

1目前240KA電解槽運(yùn)行現(xiàn)狀

該系列電解槽自投運(yùn)生產(chǎn)以來，一直就沒有形成穩(wěn)定有效的爐邦，致使槽四周側(cè)部異型炭塊和人造伸腿長(zhǎng)期處于電解質(zhì)、鋁液不斷沖刷和侵蝕以及熱應(yīng)力作用下，伸腿容易脫落，異型炭塊極易發(fā)生爆層、斷裂脫落現(xiàn)象。該現(xiàn)象在2016年下半年就有所苗頭，為此經(jīng)報(bào)告公司應(yīng)引起高度重視，采取措施促進(jìn)爐邦形成，否則持續(xù)下去會(huì)嚴(yán)重化和普遍化。目前電解槽側(cè)部早期破損已出現(xiàn)普遍化，部分槽槽況開始惡化。

2電解槽運(yùn)行狀況初步分析

（1）電解槽爐膛自啟動(dòng)以來沒有形成較為完整的爐邦及伸腿，槽四周側(cè)部炭塊和伸腿沒有得到有效地保護(hù)，長(zhǎng)期持續(xù)必然出現(xiàn)側(cè)部早期破損現(xiàn)象，直至發(fā)生側(cè)漏;

（2）目前電解質(zhì)已為復(fù)雜性電解質(zhì)體系，依據(jù)目前運(yùn)行技術(shù)條件及參數(shù)初步分析電解槽熱收入偏多，過熱度偏大[1]。

3工藝措施

3.1 改善電解質(zhì)

目前電解槽電解質(zhì)水平普遍偏低，且成分復(fù)雜，鉀鹽含量平均3.5%左右，分子比均大于2.7，建議加大高品質(zhì)電解質(zhì)投入或增加冰晶石添加，適度添加氟化鹽調(diào)整分子比，使電解質(zhì)水平達(dá)到18cm以上;

3.2 調(diào)整工藝技術(shù)條件

（1）針對(duì)目前電解質(zhì)進(jìn)行實(shí)地取樣分析其成分和分子比，測(cè)定目前電解質(zhì)初晶溫度，依據(jù)合適的過熱度確定電解溫度，同時(shí)隨著電解質(zhì)改善進(jìn)行測(cè)定逐步調(diào)整電解溫度，建議過熱度6～8℃。

（2）加大電解質(zhì)投入量，對(duì)成分進(jìn)行一定程度的改善，提高電解槽電解質(zhì)水平達(dá)到18～22cm，分子比逐步從3.0調(diào)整2.4～2.8，具體思路可參照槽初期工藝規(guī)程要求執(zhí)行。

（3）電解槽電流是最主要的工藝參數(shù)，最好不要隨意調(diào)節(jié)，特別是升電流對(duì)電解槽所形成的爐邦破壞嚴(yán)重，降電流有利于形成爐邦，同時(shí)從理論分析，爐邦形成與過熱度有關(guān)，降低內(nèi)熱，降電流是最簡(jiǎn)單和直接的，為了確保電解槽系列安全以及爐邦形成，建議系列運(yùn)行電流逐步降至228～235KA，過高的電流強(qiáng)度也不利于爐邦的形成。

（4）據(jù)了解，北方復(fù)雜型電解質(zhì)體系電解槽運(yùn)行，一般均采取較高的鋁水平，較高的分子比、較低的電壓，建議240KA電解槽鋁水平控制在24～30cm，槽工作電壓最終應(yīng)控制在3.90～3.95v。

（5）北方復(fù)雜型電解質(zhì)相對(duì)氧化鋁濃度降低，建議氧化鋁濃度可控制在1.5%～2.5%之間，盡量避免沉淀產(chǎn)生;

（6）240KA電解槽生產(chǎn)長(zhǎng)期效應(yīng)多發(fā)，效應(yīng)系數(shù)處于0.2～0.4次/槽·日之間，對(duì)電解槽穩(wěn)定運(yùn)行和爐邦形成影響較大，要嚴(yán)格控制效應(yīng)發(fā)生，首先控制到0.15次/槽·日以下，最終要求處于0.08次/槽·日以下。

（7）外部促進(jìn)措施

為了促進(jìn)240KA電解槽爐邦的形成，在調(diào)整工藝技術(shù)條件和按電解槽初期管理外，也可采取如下措施：

（8）工藝技術(shù)參數(shù)調(diào)整最總目標(biāo)值（見表1）

3.3 強(qiáng)化電解生產(chǎn)管理及作業(yè)質(zhì)量

近幾年來隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求，電解鋁行業(yè)節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)準(zhǔn)入條件，以及環(huán)保政策法規(guī)要求愈來愈高，電解槽從設(shè)計(jì)到工藝要求也相應(yīng)嚴(yán)細(xì)，可控范圍要求越來越小，勢(shì)必要求電解生產(chǎn)管理精細(xì)化，作業(yè)嚴(yán)格化，作業(yè)質(zhì)量到位。這就要求電解生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變思想觀念，拋棄粗放式管理方式。嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，依據(jù)車間實(shí)際細(xì)化作業(yè)規(guī)程，加強(qiáng)作業(yè)質(zhì)量和時(shí)效考核，加強(qiáng)槽況檢測(cè)分析及時(shí)調(diào)整，確保電解槽運(yùn)行在可控預(yù)期目標(biāo)范圍內(nèi)。（具體由生產(chǎn)管理系統(tǒng)制定電解鋁生產(chǎn)精細(xì)化管理各項(xiàng)管理制度和作業(yè)規(guī)范以及檢查檢測(cè)考核辦法）

4側(cè)部破損修補(bǔ)措施

依據(jù)破損狀況主要有四側(cè)部修補(bǔ)方式，具體如下：

（1）電解槽側(cè)部人造伸腿脫落，發(fā)現(xiàn)存在沖蝕坑、槽之類要及時(shí)采取鎂砂修補(bǔ);

（2）電解槽側(cè)部異型炭塊僅上塊損壞脫落，依據(jù)破損情況可采取以下措施：

下塊較為完整，上面平整可用新上塊進(jìn)行更換，采用炭膠泥固定，背縫填充緊實(shí)，內(nèi)側(cè)塊料保護(hù);

下塊破損，上表面不平整，采用熱搗糊填充扎固，具體作業(yè)按糊料扎固要求執(zhí)行，內(nèi)側(cè)塊料保護(hù);

（3）側(cè)部異形塊部分爆層脫落

可采用砸邊操作結(jié)合風(fēng)管冷卻，就是采用多功能機(jī)組對(duì)破碎處進(jìn)行砸補(bǔ)，將部分冷料借助外力強(qiáng)行砸補(bǔ)，以形成爐幫，同時(shí)采用風(fēng)管對(duì)此出強(qiáng)制冷卻，促進(jìn)爐幫形成。（操作前需監(jiān)測(cè)定位破損處）

（4）側(cè)部異形塊完全脫落

修補(bǔ)方式有兩種，一種采用糊料在側(cè)部直接扎固填充原側(cè)塊缺失空間，形成新的側(cè)部。內(nèi)側(cè)填充高分子電解質(zhì)塊及氧化鋁砸補(bǔ)形成爐邦。一種是采用碳?jí)K重塑法，該方式作業(yè)難度較大，步驟復(fù)雜，必須由具備一定電解作業(yè)經(jīng)驗(yàn)的熟練工人執(zhí)行，具體操作步驟參見相關(guān)資料。

為了240KA鋁電解系列電解生產(chǎn)安全平穩(wěn)高效，必須通過物料、技術(shù)、設(shè)備、環(huán)境及生產(chǎn)管理等各方面進(jìn)行綜合治理和采取措施，調(diào)整技術(shù)條件，投入物料改善電解質(zhì)性能，促進(jìn)電解槽完整爐邦形成，使電解槽有規(guī)整爐膛，從而從根本上消除電解槽側(cè)部安全風(fēng)險(xiǎn)，為電解鋁生產(chǎn)高效低耗創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁學(xué)民，張松江.現(xiàn)代鋁電解生產(chǎn)技術(shù)與管理[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2011：29.