《150 kA预焙阳极铝电解槽早期破损的原因分析及其治理研究》6000字论文 .pdf

150kA预焙阳极铝电解槽早期破损的原因分析及其治

理研究

目录

引言1

1、现状分析2

1.1停槽后阴极状况2

1.2化验分析6

2、破损原因分析7

2.1热应力影响7

2.2钠的渗透使阴极膨胀和裂缝增大深8

2.3铝液）中蚀9

2.4铝液渗透导致阴极钢棒熔化9

3、维护措施10

3.1阴极炭块材料的优化10

3.2优化筑炉方案10

3.3优化焙烧启动方法11

3.4控制正常生产平稳运行11

4、结语12

参考文献12

摘要：本论文以某电解铝厂400KA电解槽作为研究对象研究电解槽的破

损机理，以便找到更好的维护措施。通过对其停槽以后阴极表面和截面进行观测,

说明铝电解槽阴极破损的主要表现，并通过对破损部位生成的化合物成分进行化

验分析，对电解槽阴极破损的原因进行了总结。提出防止铝电解槽过早破损的一

系列措施及改进办法，希望通过本次研究能够有效减少400KA电解槽的过早破

损问题，从而延长电解槽寿命，以达到提高企业效益的目的。

关键词：400KA电解槽；阴极破损；维护措施；电解槽寿命

引言

电解槽在铝电解生产过程中起着决定性的作用，它的寿命长短对吨铝生产成

本有着较大的影响。一般来说，电解槽的正常寿命维持在八年左右，但是由于砌

筑炉体材料的质量、筑炉的质量、焙烧启动的方法、工艺参数的控制等多方面原

因，其寿命的长短也有着很大的差异，有的寿命超过10年，有的寿命只有2〜3

年，还有的甚至在运行几个月后就会出现阴极破损的现象。如果不能有效保证电

解槽的正常生产寿命达到预先估计值，在这种设定里那么每吨铝的成本将会上

升，从而降低公司的运营效益（李志远，张慧敏,2022）。在铝电解生产技术不断

进步与发展的今天，电解槽的容量将会不断的增大，随着400kA电解槽的生产

工艺技术逐步走向成熟化，在今后很长一段时间内都将会是主流槽型的第一选

择。本论文以某电解铝厂400kA电解槽阴极破损问题为背景，对其早期破损的

机理进行了剖析，并以此为依据，提出防止电解槽阴极破损的措施，延长电解槽

的寿命，具有一定的参考价值。

1、现状分析

某电解铝企业生产一年来，由于种种因素而造成停槽28次，其中因阴极破

损造成原铝质量下滑而停槽24次，通电启动过程中由于阴极问题，停了三台槽,

一台槽被迫二次启动。这部分槽在停槽以后，阴极表面有大量的纵、横向裂缝，

除个别槽阴极破损的位置较为明显，破损部位多数均是以裂缝形式为主。这类破

损问题给电解生产操作和检修工作带来了很大的困难。遇到这种情况时通过近6

个月的时间，对这部分电解槽的运行数据进行了统计，并进行了实际的运行分析,

对于破损隐患槽的检修和管理制订了系列措施，并付诸实施，有效地遏制破损槽

的进一步恶化⑴。为以后同类400KA破损电解槽的生产控制和检修工作提供了

依据，延长了电解槽的运行寿命，提供了参考。

1.1停槽后阴极状况

停槽时，对阴极表面的材料进行清洗，能直观地观察到阴极表面有不规则纵

向和横向裂纹出现：刨槽后，在阴极钢棒上可以观测到不同程度的熔化，并且有

夹层化合物的生成。

1.1.1阴极表面存在裂纹

在某电解铝公司的停槽清炉工作中，阴极出现了与图1相似的问题，从出铝

口端金烟道端，在中间线的左右两侧，从这些过程中看出均有一条长度为30〜50

cm的裂缝，并有一些横向裂痕（王晓明，陈思琪,2023）。这说明尽管阴极没有直

接参与电解槽的电化学反应而被损耗，但是却由于经常受到高温铝液冲刷、腐蚀

和强烈的物理环境的影响，以及其他种种原因而逐步破损（赵天宇,刘梦琪,2021）。

图1停槽清炉后阴极表面

1.1.2阴极炭块裂缝深且分散

由图2刨炉时阴极炭块产生裂缝的尺寸和深度可见，破损点的分布是零散

的，有一部分深度已伸入阴极钢棒内。表明破损程度严重（张建华，李雅婷,2021）。

图2阴极纵向裂缝

1.1.3阴极横向破损

由图3可知，横向破损的部分主要在阴极钢棒