李磊

摘要：伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國工業(yè)技術(shù)也得到了進(jìn)步。在一定程度上400KA電解槽槽殼變形成為限制大型預(yù)焙電解槽安全、高效以及平穩(wěn)運(yùn)行所需要解決的主要問題之一，這種情況的出現(xiàn)會嚴(yán)重影響到電解槽的槽壽命的?；诖耍疚闹饕槍﹄娊獠蹖嶋H生產(chǎn)情況，根據(jù)電解槽殼的設(shè)計理念，在其中找到了電解槽槽殼變形的原因，并做出分析，在一定程度上給出針對性的措施，予以有關(guān)單位參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：400KA電解槽;槽殼變形;原因分析;針對措施

前言

電解槽是鋁電解生產(chǎn)當(dāng)中所需要使用的設(shè)備之一，其槽殼是電解槽體的重要組成部分，在長時間使用過程當(dāng)中，因為各方面的因素影響，容易導(dǎo)致其出現(xiàn)變形，嚴(yán)重時還會影響到電解槽的正常生產(chǎn)。若是電解槽槽殼的變形影響到電解槽槽壽命的話，在一定程度上必定會影響到正常生產(chǎn)工作。要解決400KA電解槽槽殼變形就需要在生產(chǎn)中對技術(shù)條件進(jìn)行優(yōu)化，充分運(yùn)用電解槽大修，從停槽管理到槽殼加固等方面進(jìn)行各環(huán)節(jié)的管理，只有這樣才能讓電解槽槽殼變形現(xiàn)象有所降低。

一：400KA電解槽槽殼變形現(xiàn)狀

電解槽槽殼的變形是會直接影響到槽壽命的長短，電解槽槽殼變形主要是從焙燒啟動到停槽大修過程中。電解槽槽殼變形是會直接影響電解槽的安全穩(wěn)定性，會造成電解槽的穩(wěn)定性低。在某種程度上也會直接導(dǎo)致電解槽爐膛內(nèi)部狀況越發(fā)惡劣，這種情況的出現(xiàn)會讓鋁水平的參數(shù)波動不斷變化。若是出鋁之后或是換極之后是很容易造成電解槽的參數(shù)大范圍波動的，在一定程度上也有可能造成電解槽槽殼出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

二：電解槽槽殼變形的主要原因分析

2.1 電解槽槽殼自身材料強(qiáng)度較低

電解槽槽殼大多都是使用的10-22毫米的鋼板焊接組成的，然而對于很多的大型電解槽的容量一般都是400KA的電解槽槽型，對于這種大型的電解槽來說，由于涉及原因造成自身的強(qiáng)度相對較低，這種情況雖然不是電解槽槽殼變形的主要原因，但是這也是最為重要的原因之一。

2.2 生產(chǎn)技術(shù)條件不足，病槽現(xiàn)象頻發(fā)和鋁電解生產(chǎn)中液態(tài)電解質(zhì)不斷地向陰極炭塊滲透

電解槽病槽的溫度明顯要高于正常溫度的950C°，這種情況也會直接引起鈉的析出而直接導(dǎo)致內(nèi)襯的膨脹讓電解槽槽殼出現(xiàn)變形現(xiàn)象。據(jù)不完全統(tǒng)計調(diào)查，在400KA電解槽中若是內(nèi)襯的壽命在3年之內(nèi)，在某種程度上溶鹽滲透到熔體的凝固等溫度線條時會在一定程度上生成凝固物，其還能夠生成化合物比如Al4C3，這種情況會加速炭塊的膨脹速度的，這對于電解槽槽殼所添加的水平推力會更大。在一定程度上這個過程是緩慢的，連續(xù)性的，直到電解槽內(nèi)襯受到破壞才會停止。

2.3 正常生產(chǎn)周期技術(shù)條件的影響

良好穩(wěn)定的技術(shù)條件是防止電解槽槽殼變形的主要手段，在正常生產(chǎn)管理過程中電解槽槽殼變形所造成技術(shù)條件分子比，槽溫，鋁水平以及電解質(zhì)水平等影響，下面我們對分子比和槽溫進(jìn)行詳細(xì)的討論。

分子比。分子比是在電解生產(chǎn)中的作用主要是與電解質(zhì)溫度有著密不可分的關(guān)系，分子比的高低對于初晶溫度的影響是非常大的，分子比較高，會在一定程度上產(chǎn)生大量的鈉離子，引起陰極內(nèi)襯鈉膨脹應(yīng)力的不斷變大，與此同時因為初晶溫度較高，其所造成的電解槽溫度也會較高，這對于電解槽槽殼的熱沖擊也會增加;若分子比較低，也會在一定程度上導(dǎo)致電解質(zhì)初晶溫度和電解槽槽溫降低，這樣會形成沉淀，讓沉淀在爐底結(jié)殼，從而直接破壞陰極電流分布的均勻性，最終引起電解槽槽殼局部變形。

電解槽槽溫。在鋁電解生產(chǎn)過程中電解槽槽溫過低或過高都是會對電解槽槽殼產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱沖力，使得電解槽槽體發(fā)生異常。槽體低溫會讓氧化鋁溶解變得緩慢，在爐底形成沉淀并結(jié)殼，而且還會在陰極上產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而讓陰極內(nèi)襯受到侵蝕，最后導(dǎo)致電解槽槽殼情況不容樂觀。槽體高溫會對電解槽的熱沖擊較大，伴隨著溫度的波動，陰極炭塊會出現(xiàn)收縮與膨脹現(xiàn)象，從而使電解槽槽殼熱脹冷縮。在某種程度上所引起的電解槽溫度波動而直接影響到電解槽的熱量沖擊過大，這些原因都是會直接導(dǎo)致電解槽正常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)槽殼變形等現(xiàn)象。

2.4 電解槽焙燒啟動時的影響

電解槽槽內(nèi)襯膨脹變形所產(chǎn)生的應(yīng)力，在一定程度上是會直接導(dǎo)致槽殼變形的。陰極炭塊是槽內(nèi)襯最主要的部分，陰極炭塊若是受到溫度梯度的影響會出現(xiàn)熱膨脹應(yīng)力的變化，當(dāng)電解質(zhì)滲透到防滲透料之后所出現(xiàn)的凝固結(jié)晶體和反應(yīng)物不斷累積，所產(chǎn)生的應(yīng)力會出現(xiàn)3種熱膨脹應(yīng)力，其中不平衡的熱膨脹主要是是因為電解槽的啟動和焙燒的管理不嚴(yán)格所導(dǎo)致的電解槽槽殼變形。當(dāng)溫度在100C°到400C°之間，鈉會在真空中對炭塊的破壞作用伴隨著溫度的升高而減弱。在電解槽槽底焙燒過程中，當(dāng)焙燒的溫度達(dá)到900C度到950C度之后才會開始啟動，在一定程度上是能夠消弱對內(nèi)襯的侵蝕作用。所以在電解槽焙燒過程中的爐膛和陰極炭塊的升溫梯度快慢會直接影響后期生產(chǎn)期間鈉離子向陰極炭塊滲透的多少，對于陰極炭塊是會產(chǎn)生不同的變形彎曲應(yīng)力的，其也是影響電解槽槽殼變形的主要原因之一。

三：電解槽槽殼變形的預(yù)防針對措施

3.1 強(qiáng)化電解槽生產(chǎn)中技術(shù)條件的優(yōu)化

電解槽在實際生產(chǎn)期間必須要時刻保持穩(wěn)定的熱平衡以及均勻的供給物料，只有這樣才能夠避免電解槽槽殼變形幾率，在這種情況中，電解槽的主要溫度管理對于槽殼變形的直接影響是相對較大的，但是在電解槽技術(shù)條件當(dāng)中都是相對吻合的，只有當(dāng)各方面的技術(shù)條件穩(wěn)定，才能夠在一定程度上做好電解槽槽殼溫度上的管理，這樣能夠有效的降低電化學(xué)反應(yīng)的出現(xiàn)以及鈉離子對于電解槽陰極的侵蝕傷害，這樣也能夠降低因為電解槽槽溫度動蕩對于槽殼的熱沖擊，從而直接防止電解槽槽殼變形情況的出現(xiàn)。

3.2 強(qiáng)化電解槽焙燒啟動管理

為了能夠在一定程度上緩解電解槽焙燒啟動對于槽殼變形的實際影響，相關(guān)人員在電解槽焙燒啟動期間對半空腔裝爐，一二級分流使用以及焦粒焙燒等方法去優(yōu)化槽殼變形的影響。在這個操作過程中必須要去控制焙燒電解槽爐膛升溫梯度的平衡性，這樣能夠優(yōu)化非正常期技術(shù)條件的保持，從而在一定程度上把非正常期技術(shù)條件保持由原來的4個月改變成為現(xiàn)目前的2個月，這樣能夠讓電解槽越快形成高溫爐幫，從而直接降低電解槽槽殼上部位和下部為的內(nèi)襯溫差，直接降低電解槽槽殼變形幾率。

3.3 強(qiáng)化電解槽大修質(zhì)量的管理

強(qiáng)化電解槽停槽之后的實際管理，電解槽停槽之后的溫度會降低到正常溫度，為了能夠降低槽殼變形的逐漸加重，主要采用以下措施：第一是大修時要是用新技術(shù)和新方法，在當(dāng)陰極內(nèi)襯的保溫性能低時，那么在電解槽實際生產(chǎn)過程中電解質(zhì)會在陰極炭塊中出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，這種結(jié)果主要是炭塊在前期所出現(xiàn)的拉裂等現(xiàn)象直接導(dǎo)致的電解槽槽殼變形現(xiàn)象。所以相關(guān)人員在實際對大修電解槽中強(qiáng)化了其側(cè)部和底部的保溫現(xiàn)況，從而在一定程度上緩解了電解槽槽殼變形的實際情況出現(xiàn)。第二充分運(yùn)用大修期間對于電解槽槽殼的加固。

結(jié)語

總而言之，400KA電解槽槽殼變形的原因有很多方面，本文主要是針對電解槽生產(chǎn)過程中技術(shù)條件的優(yōu)化，對電解槽槽殼變形的原因進(jìn)行分析，提出了強(qiáng)化電解槽大修質(zhì)量的管理以及強(qiáng)化電解槽焙燒啟動管理進(jìn)行完善，充分優(yōu)化這些方面能夠有效的降低槽殼變形的幾率。

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