【技术】华兴铝业“710mm新阳极”投入使用!阳极加高需解决这5大问题

发布时间: 2023-06-12 10:19:26 作者:中商碳素研究院


近日,华兴铝业电解铝生产部“710mm阳极”技改项目取得圆满成功,减少了换极次数和换极过程中的热量损失,同时有效降低了相关工序的电耗、油耗,降本增效成效显著。


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此次项目技改是将电解生产中长期使用的680mm高阳极,增加为710mm高的“新阳极”。为确保项目取得成功,华兴铝业电解铝生产部组装工序在技改前期多次组织人员对悬链系统、装卸站、电解质清理及堆垛天车的承载力及通过性进行精准核算;在经过大量变更工作后,“710mm阳极”按预定时间投入使用,优势明显。


众所周知,大型预焙铝电解槽用阳极组包括铝导杆、爆炸焊块、钢爪、炭块四部分组成,分别采用有色焊接、黑色焊接和磷生铁高温浇铸三种工艺技术将各部分连接成一个整体。


阳极炭块高度增加是要牵涉到阳极生块焙烧、阳极钢爪的优化设计、爆炸焊块的承重能力、保温料添加方式以及加高阳极槽的工艺技术条件保持等各方面因素,只有将每一项问题解决了才能实现阳极炭块高度的增加,具体有以下几项主要工作必须解决。


1.阳极炭块焙烧过程中存在的问题

阳极后炭块表面与炉壁之间的缝隙偏小,导致炭块表面与炉壁之间不能装入规定厚度的焦粒,在焙烧过程中容易使炭块表面被氧化。


解决此问题需将生块的装炉由侧装方式改为顺装方式,以增大炭块表面与炉壁之间的距离。


2.阳极炭块的炭碗承重能力

若原有的炭块炭碗承受不了增加后的阳极重量,就会导致在使用过程阳极钢爪从炭块炭碗中脱出。


此时需将炭碗规格进行优化改造,即将炭碗直径和深度增加,可以使炭碗内表面与磷生铁之间的接触面积适当增大,进而使炭碗与磷生铁之间的摩擦力增大,避免由于阳极炭块重量增加而产生脱极现象。


3.钢爪规格设置问题

阳极炭块高度增加后,阳极钢爪钢梁顶端和阳极底掌之间的距离也将随之增加30mm,这将使阳极组不能装入电解槽。如果直接将钢爪爪头部位截取30mm,将会使爆炸焊块距离阳极表面的高度降低30mm,这样就使阳极在使用过程中爆炸焊块的工作温度有所升高,可能会使爆炸焊块的使用寿命缩短,严重时可能会导致爆炸焊块铝-钢、铝-铝部位容易脱开导致不必要的脱极。


需联系阳极钢爪生产厂家按设计要求对钢爪缩短和凸台加高的新型铸造阳极钢爪进行加工。


4.爆炸焊块的承重能力

由于高度增加后阳极炭块的重量也随之增加,可能会导致爆炸焊块铝-铝、铝-钢、钢-钢三个焊接部位不同程度的撕裂或脱开。


适当增大爆炸焊块尺寸;进一步改进导杆与爆炸焊块铝-铝焊接工艺,可通过增大焊接面积达到提高焊接强度的目的。


改进钢爪凸台与爆炸焊块钢-钢焊接工艺:二次使用的阳极钢爪组装之前,将旧的爆炸焊块切除后,用割炬在钢爪凸台四周由内向外切坡口,通过增加坡口宽度及高度的方式来增加焊接面积,进而提高焊接强度。


5.保温料添加过程中存在的问题

由于电解槽大面宽度尺寸是固定的,当阳极高度增加后,阳极保温料的坡面角度增大使阳极上部保温料容易下滑,一方面使阳极角部外露容易被氧化,另一方面会增大电解槽热量散失,保温效果变差,进而影响电解槽的热平衡。


在阳极保温料的外表面适当添加少量湿的保温料,由于湿料不易下滑,就能使添加的保温料高度达到规定要求,待湿料干燥后就形成结壳更不容易下滑,从而解决了保温料下滑问题。


加高阳极有效降低了电解槽换极频率、减少对铝电解槽稳定性的干扰,可促进铝电解槽电流分布均匀和电流效率提高,降低电耗和炭阳极消耗,减少废气排放和环境污染,经济效益、社会效益和生态效益显著。