技术|如何提高铝电解槽的使用寿命?

发布时间: 2020-03-26 01:06:06 作者:中商碳素

电解槽是铝电解生产的主要设备,我国铝电解槽寿命一般为2000d左右,中国电解槽的运行时间早已处于世界领先地位,2019年12月河南万基铝业的一台330kA系列电解槽运行时间就已达到了5067d,连续创造新的世界纪录。在铝电解生产过程中,影响槽寿命的因素错综复杂,通过采用新材料、新技术以及优化的槽型设计等是延长电解槽寿命的基础,而焙烧启动方法的不断完善、电解槽工艺技术条件优化和计算机控制水平的不断提高,则是获得高龄槽的关键和保证,除此外,不断提高铝电解生产者的综合素质和业务技能,才能有效地提高铝电解槽的使用寿命。



一、技术性延长槽龄

在槽设计上,实现电磁场、热力场以及流体场的优化,采用合理的母线配置,选用优质的高石墨化阴极碳块和碳化硅绝缘侧壁材料。石墨化阴极碳块具有导电性能好、抗侵蚀能力强等特点,用于铝电解槽可以降低电耗,延长槽寿命。在阴极碳块和保温层之间,敷设足够厚度的干式防渗料,它具有防止电解质渗漏、避免炉底隆起以及加强保温等性能,当熔体渗透到防渗料层时,可以有效吸收电解液和铝液并阻止它们下渗漏,因此能防止下面的耐砖层被腐蚀,具有较大压缩性,能够缓解部分阴极碳块的膨胀,从而有效解决炉底的隆起变形,增大阴极内衬的热阻系数和温度,从而加强保温性质。



二、加强启动初期的管理


电解槽生产指标的好坏,完全取决于炉膛的规整程度,通过电压管理来控制电解温度,可以有效实现稳定规范的炉膛内型。在电解槽启动后第一月要尽快在槽四周建立一层高分子比的炉帮,炉帮对炉膛的热稳定性有着至关重要的作用,为使建立起的炉膛热稳定性较好,第一必须采用高分子比的电解质成分,随炉膛的逐渐完善,分子比也逐渐降低;第二必须控制好电解温度的下降速度,一般在启动后前3天,要求槽温下降速度适当加快,使其尽快形成一层高分子电解质炉帮,提高炉帮的热稳定性后,槽温下降速度就要适当放慢。



三、高龄槽工艺参数的优化

由于高龄槽的槽况明显不同于正常槽,故在技术条件方面必须作出适当的调整。铝水平控制标准是实现电解槽后期稳定高效生产的保障,过早地提高铝水平会使炉膛收缩过快,而铝水平过低则不利于形成良好的炉帮,这都不利于电解槽长期、稳定、高效的运行。通过试验应用与分析,电解槽启动初期铝水平为≤24cm,一年之内≤26cm,随着槽龄的增长铝水平可增加30cm以上,高龄槽电解温度控制在940℃~955℃,高龄槽分子比控制在2.35~2.55之间,能获得较好的经济技术指标,生产运行也比较平稳,对高龄槽长期稳定高效的生产有着较大的益处。




四、精细化操作管理

为确保电解槽的稳定、高效运行,除了优化各工艺参数的稳定控制外,日常操作的质量对电解槽的稳定生产也是至关重要的。可以通过对阴极电流分布的测量,建立阴极电流分布正常变化模型,并结合电解槽阴极方钢、槽壳与炉底温度等的测量与分析,诊断电解槽的运行情况,建立生产数据多维信息管理平台,自主开发了电解槽诊断技术,对电解槽进行监测,实现其安全平稳的生产。除此外,加强对电解槽效应的管理:降低效应系数,减少效应时间。需要建立完善的设备设施巡检制度,通过控制技术、供料与设备等技术的研发与优化,实现有效延长铝电解槽使用寿命的效果。


生产实践证明,电解槽的使用寿命不仅与筑炉材料的质量、筑工艺及槽内结构这些固有因素有关,还与焙烧启动方法的选择、生产技术条件的控制及生产操作有密切关系。铝电解槽的寿命不仅标志着铝电解生产的技术水平,还关系到企业的生产稳定和经济效益,所以通过以上四个方面的优化,可以使电解槽的使用寿命有效延长至3000d左右,从而有效达到节约能源、降低吨铝成本以及减少修槽费用等效果,但是影响铝电解槽使用寿命的因素较多,且不同类型的电解槽其影响因素也会有所不同,企业需要根据自身电解槽情况,综合分析其影响因素并寻找合适的解决办法。