毛彩英穆殿有
青海桥头铝电股份有限公司青海大通810100
摘要：目前电解槽的槽寿命直接关系到企业的经济效益和发展前景乃至生死存亡。因此进一步提高电解槽的槽寿命是当前铝行业最为关注的一个重要课题。本文通过对240KA预焙槽停槽的实际情况分析发现致使240KA预焙电解槽破损到停槽的原因和影响电解槽槽寿命的因素，进行了深入的原因分析并提出了几点建议。
关键词：铝电解槽；筑炉；焙烧启动；后期生产操作管理；槽寿命
前言
目前，我国大型预焙电解槽的容量或者生产技术指标均已接近国际先进水平。唯有铝电解槽的平均使用寿命都在3-5年，部分可达到5-7年。随着科学技术的不断发展，大型预焙槽计算机智能模糊控制技术的广泛应用，生产操作人员技术水平的不断提高、操作管理因素所占的比例有所降低，加之社会突飞猛进的发展必将导致电解槽的设计与材质等各方面的质量关增多，从而可以看出影响电解槽使用寿命的因素是紧密联系、不可分割的。
1、电解槽大修对材料和施工的要求
1.1筑炉材料。电解槽筑炉所用材料包括炭素材料，隔热保温材料和耐高温材料等。阴极内衬材料包括阴极碳块和侧部碳化硅结合氮化硅及捣固糊等炭素材料。根据不同的石墨化程度，阴极碳块又分为多种类型，主要有无烟煤无定型炭质碳块、无烟煤+石墨粉的混合型炭质碳块、半石墨质碳块、半石墨化碳块和全石墨化碳块，我公司采用无烟煤无定型炭质碳块、半石墨质碳块，它是用石墨化的骨料加粘结剂形成的碳块，在2300℃下进行热处理。耐高温隔热保温材料要符合电解槽大修技术标准的性质和要求。
1.2内衬施工质量。阴极内衬砌筑质量的好坏对电解槽使用寿命有直接的影响，是保证电解槽寿命最为关键的一个环节。高的内衬施工质量，是电解槽设计理念的完美体现，它要求施工人员严格按照各工序的标准进行作业并要严格检查各工序的施工质量，在筑炉工艺上尽可能采用先进的筑炉工艺技术。
2、电解槽焙烧启动及正常生产管理
2.1焙烧。一般电解槽的焙烧预热和启动方法的好坏，是引起电解槽早期破损的原因之一，因此采取合理的焙烧启动方案是非常重要的。焙烧对电解槽使用寿命的影响因素较多。一是升温速度，理想的内衬升温速度应该是10℃/h左右。升温过快易产生过大的温度梯度，内衬瞬间温度过高产生热冲击使底部阴极碳块产生裂纹，升温过慢则浪费能源。二是适宜的焙烧方法。如采用铝液焙烧法，先向槽内注入铝液，铝液易进入内衬表面的缝隙，待温度上升便向下渗透，直至溶蚀钢棒，导致内衬破损或漏炉。采用焦粒焙烧时，内衬升温较快易造成热应力集中，但没有铝液进入内衬的忧虑，相比较而言焦粒焙烧优于铝液焙烧。
2.2焦粒预热法。目前，国内大型预焙槽的预热方法均采用焦粒预热法，无论采用哪种预热方法，都必须要保证炉底温度分布均匀，逐渐升温，且升温速度不能太快，按计划保证足够的预热时间，避免局部过热、过冷、温度上升时快时慢。这样可以消除和减缓碳块产生热裂纹，减轻启动后钠和电解质及酸性氧化物的侵蚀，碳块温度达到900℃以上时，最好接近生产温度950℃左右，这样可以使碳块间的扎固糊良好焦化粘接严密形成一整体，也能促使启动期间产生的炭-钠化合物分解，有效的抑制钠的侵蚀。
2.3焦粒焙烧的优点。生产实践证明，电解槽的焙烧时间与焦粒层的厚度有直接关系，电解槽的启动尽量采取湿法启动即向电解槽内灌液体电解质，这种方法在启动期间电解质用量大，槽内温度均匀，电解质清洁，炉底沉淀较多，但不会出现炉底局部过热而破坏内衬，启动过程中不能向电解槽中添加氟化钠和碳酸钠，以免在启动高温期间大量析出钠而侵蚀阴极内衬，含钠的这种添加剂在启动后待槽温开始下降时进行添加，启动中严禁限电流，要求系列电流必须稳定，以免发生电解质凝固，使炉底生成大量沉淀，出现受热不均，从而严重影响电解槽使用寿命。
2.4焙烧启动条件。由于直流电几乎是从阳极导入阴极，固预热期间电解槽边部温度较低，边部扎糊预热不良，为了避免启动时边部直接接触高腐蚀性电解质液，通电前务必要求装好炉，在电解槽边部砌筑好电解质块，这样可以有效地保护边部不受瞬间高温热冲击，待电解槽启动后砌筑部分逐渐熔化，边部温度逐步升高，使其人造伸腿缓慢焙烧焦化，保证边部伸腿不开裂、不起层，侧部碳炭氮化硅复合块不出现热震裂。电解槽焙烧时间的长短取决于焙烧槽是否具备了启动条件，如焙烧温度达到900℃。已接近正常生产温度950℃左右，中缝电解质液基本连通，边部也有了一定量的液体电解质，阴、阳极工作良好，即可进入启动阶段。
2.5启动与启动后期管理。从启动方法上看，大型预焙槽不易采用干法效应启动，因为这样会在槽内衬中产生大量的热，使内衬在短时间内产生应变，导致槽内衬应力集中，而湿法效应启动和湿法无效应启动比较适合大型预焙槽。从启动后期管理上看，在启动后期操作制度、出铝制度、工作电压、铝水平和电解质水平都影响电解槽的能量、物料和电压三个平衡状态。
2.6系列电流是否稳定。若系列电流供应不稳、过流或欠流，都严重影响槽内衬寿命，过流会使槽内热收人过多，瓦解炉膛，成为热槽烧穿侧部炉帮；欠流会引起电解温度低，渗透到碳块中的电解质凝固，将促使碳块隆起或断裂，特别因电力短缺逼迫停槽后再进行二次启动，更会促使内衬破损，加速槽壳变形，大大缩短电解槽的使用期限。因此，系列电流供应必须稳定，特别不允许任意降低电流或停电。
3、破损槽的维护
3.1调整技术条件，保持较低的电解温度。对破损槽可适当提高铝水平，使电解温度稍微低一些，以免填补材料熔化。
3.2严格控制阳极效应系数和效应持续时间，因为效应时产生的大量热量，可能使填补材料熔化。
3.3严禁使用铁钩等工具拉扒炉底，以防碰坏填补处，或将坑、缝中的填补材料拉起来。
3.4出铝量要均匀，保持铝水平稳定，防止产生热槽。
3.5避免产生热槽，一旦发生不正常情况，应及时设法消除，保持电解槽正常稳定运行。
5、结束语
随着社会的不断发展，电解槽槽型有了日新月异的演变。由小型自焙槽转变成大型预焙槽，与国内外同行业相比，我国铝电解槽槽寿命远远跟不上，无论在设计、材质、筑炉质量、焙烧启动、后期生产操作管理等方面都比较落后，因此如何延长电解槽槽寿命是我们应该不懈追求的目标。在今后的电解槽大修中，要严抓材质、施工及筑炉质量、焙烧启动及后期生产管理等工作，做到任何一个细节都不放过，严格执行各项操作规程及管控，相信我们的电解槽使用寿命一定会得到进一步提高。
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[6]冯乃祥．铝电解[M]．化学工业出版社，2006
[7]李清．大型预焙槽炼铝生产工艺与操作实践[M]．中南大学出版社，2005
作者简介：
穆殿有(1964-)，男，河北交河人，助理工程师，中专学历，具有多年铝电解企业质量检查工作经验，目前主要从事铝产品的销售工作。
毛彩英（1984-）女，甘肃民乐人，助理工程师，大专学历，主要从事质量检查工作。