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160KA大型预焙槽阴极破损维护及补救
160KA大型预焙槽阴极破损维护及补救
青海分公司第二电解厂 刘登旭
摘要:本文就青海分公司160KA大型中间下料预焙槽阴极破损原因做了详细的论述。并针对破损槽维护补修的的重要性做了详细表述,尽量延长槽寿命来避免因阴极破损导致早期停槽、漏炉带来不必要的损失。
关键词: 铝电解 破损槽 维护 修补
铝电解槽是在高温、强磁场、强腐蚀状态下运行的设备,虽然在铝电解过程中本身不消耗阴极,但在长时间高温化学腐蚀和各种应力的作用下,电解槽的内衬将会遭到严重的破坏从而导致停槽,致使电解槽的槽龄达不到正常设计值就发生严重破损而停槽。电解槽的破损特别是早期破损是一个十分令人头疼的问题,在生产中若处理不当,不仅浪费了大量的人力,而且其所带来的经济损失更是巨大。青海分公司的160KA大型中间下料预焙槽,曾有过槽龄不到700天就出现阴极早期破损从而导致漏炉停槽的记录,带来的损失不言而喻。为此,对电解槽破损处进行有效的维护与修补―――这一生产难题就摆到了我们面前.为此我们有必要加强和提高对破损槽维护修补效率,以延长槽寿命。
通过长时间的对电解槽观察及分析,我们不难发现电解槽的焙烧、启动对电解槽的早期破损有很大的关系。电解槽的破损形式主要有以下几个方面:槽底破损、阴极钢棒孔漏槽、电解槽侧碳部位破损、钢窗发红、阴极炭块隆起、阴极炭块有冲蚀坑等。这几个方面是我们第二电解厂三车间电解槽破损的主要形式,下面通过所修补的电解槽逐步分析破损原因。
槽底破损.
在换294#电解槽A10阳极时发现阳极下部有一条长40cm、深20cm的斜纵向深坑,Fe含量直线上升,此槽属于典型的槽底部破损,究其原因,我认为电解槽的底部破损开始于阴极炭块的裂纹、炭块之间或炭块与侧壁之间的扎固糊的裂纹。电解槽的裂纹有纵向的也有横向的,横向的裂纹可能与电解槽钢壳强度有关,阴极钢棒的热膨胀也可能引起炭块裂纹,而扎固糊的裂纹有时是炭糊在焙烧过程中收缩引起的。并且294#电解槽B面阴极B3、B4电流分布较大测其值分别为14.2mv、14.0mv,修补时发现侧部保温砖已被挤碎变形且砖缝里已渗铝。经大组和车间技术组修补后,Fe含量得到一定控制。对于A10下面深坑我们用镁砂、氟化钙和沉淀做成饼装厚片填充在破损部位,然后再用阳极压实,经过已段时间再测量,发现Fe含量逐渐下降,此后质量一直较稳定,修补后的原铝品位一直在Al99.70状态500多天。
阴极钢棒孔漏炉.
阴极钢棒孔漏炉在电解生产过程中比较常见,我们所修补的电解槽大部分属于这种情况。铝液一旦漏到阴极钢棒上就会与铁起物理化学反应,在表面上会生成铁酸铝,钢棒会逐步被熔化掉。这样会给生产带来极大的安全隐患。底部的热传导造成的一个空间分布,它促进铝液体的流动,而液体的流动引起熔融电解质渗入,阴极钢棒就会成为对铝液阻力最小的通道,当铝液熔化不断钢棒出现缝隙时,铝液就会慢慢从阴极钢棒孔漏出,关于这方面的破损现在还没有有效的修补方法,只能从阴极钢棒处用镁砂以及炭糊层层堵住,以促使其凝固来阻止铝液在里面流动。我们用这种办法修补了部分电解槽,并且效果不错,但有一个缺点那就是持续时间不长。究其原因,这是因为阴极钢棒漏炉一般发生在破损电解槽四周角部,这与160KA电解槽生产过程中所受到的热应力而变形有很大关系,所以在电解生产过程中,电解槽的小头不能太空应定期进行加工,以防止漏炉事故的发生。
电解槽侧碳破损,钢窗发红.
在所修补的电解槽中,发生侧部炭块破损的也比较多,其中一部分侧炭破损是由于人为因素造成的,主要是机械原因,因为长期的边部加工不按标准,从而把侧碳保护钢板振松、脱落,而不能及时修补,且在大面整形时没有按照规定去做,部分槽被人为挖出一条深沟,这些因素造成了侧部炭块早期破损。由于熔融电解质和铝液的不断冲刷和侵蚀,就会在破损处附近引起钢窗发红,甚至会烧穿炉帮造成严重的漏炉事故。四大组324#就是由于电解槽阳极B11处侧碳破损引起钢窗发红,由于发现不及时从而造成侧部击穿。
阴极炭块隆起.
阴极炭块隆起一般发生在有一定槽龄的电解槽,如329#电解槽,此槽就是由于维护不当或阴极质量差而出现槽底内衬整体上抬,并且阴极变形导致中间隆起达15cm。在生产过程初期中并没有发生异常现象,但随着时间的延续,槽底部隆起越来越严重,恶化生产最终导致停槽。去年305#电解槽底部隆起,就是一个比较典型的例子,在生产四年多的时间里,此槽槽底缓慢上抬,呈上拱趋势测量其槽中间及两端铝水平,发现其差值6-8cm,在接下来的半年时间里,槽子状况进一步恶化,测量两大面及中间下料点处的铝液水平,其最大差值为18cm,电压摆动剧烈,不得不靠升高极距提高铝水平来维持生产。此槽随着阴极变型Fe含量上升很快快,原铝质量下滑日趋严重,最后不得不停槽大修。通过隆起槽的观察和分析,我们可以
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