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      一线技术人员浅谈铝电解槽破损的原因、防范措施

      2021/4/24 8:24:58 人评论 次浏览 分类:技术

      随着电解槽的老龄化,槽寿命逐渐越过3000天大关,电解槽破损的几率越来越大,铝电解槽作为在高温、强磁场、强腐蚀性电解质状态下运行的设备,虽然铝电解本身不消耗阴极,但在腐蚀和各种应力的作用下,电解槽内衬将遭到严重破坏。电解槽内衬不仅与设计材料砌筑有关,而且与操作管理有密切关系。对于电解槽破损的原因,我认为须进行系统性的分析 1焙烧启动过程中导电不均匀,主要原因是装炉质量较差,焦粒厚薄不均导致导电不均匀,焙烧过程中处理的不及时,大多数阳极在11mv左右的范围内,个别阳极长时间保持在15-20mv以上,很容易造成炉底温度不均匀,出现局部温度过高或过低,使内衬受热膨胀不均匀,引起开裂、劈断;启动过程中温度过低,固体氟化盐没有完全融化,沉积于炉底,或者启动后氧化铝加入过多,造成沉淀,引起炉底受热不均,产生热裂纹而促使早期破损;焙烧过程中部分物料没有融化(温度过低)尤其是角部极,边部人造伸腿和侧部炭块温度较低没有焦化好,启动时高温液体直接接触这部分,使扎糊散脱、开裂、侧部炭块断裂等。


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       2、电解槽在运行期间,技术条件管理不当,产生病槽。因为电解槽一形成病槽,技术条件就会失常,尤其是槽温升高,炉膛遭到破坏,炉底沉淀多,电流分布不均,都会使内衬受热、膨胀或收缩不均,破损内衬。异常效应,对于老龄槽或破损槽,使熔体温度过高,阴极瞬间导电过多,容易加速其破埙速度。
      3、随着时间的延长,炉底阴极炭块都会呈现出受热膨胀的特性,一般情况是沿长度方向呈山丘状隆起,形成中间高、四周低的状况。有的地方就会形成裂纹,这种裂纹是逐渐形成的,但电解槽形成的沉淀会覆盖住破损部位。如果技术条件控制不好,造成炉底温度低,沉淀形成大量结壳,炉底会恶化。在换极过程中处理炉底,进行撬结壳,把结壳撬起后,铝水直接灌入裂纹,造成破损,被迫停槽。结壳是电的不良导体,有结壳时导电较少,把结壳撬起后,此处导电较多,电流密度比其它地方的要大,极易造成阴极破损。
      4、长包阳极尤其是柱状的包,长包处极距较低,此处导电较多,温度较高,有1100多度,正常的温度一般在955左右。电流密度较大并且集中,导致阴极破损。在长包阳极处摸查炉底,一般都会发现阴极有坑洞,主要是熔化了炉底结壳形成的。

      预防措施:1、保持稳定的电流强度,降低电流生产时,会使先前渗入阴极炭块的电解质凝固,导致阴极炭块产生裂缝,促使阴极炭块的破埙;增加电流后,因为增加了阴极炭块表面的电流密度,阴极炭块本身温度会升高,将会破坏已破埙阴极炭块的寿命。2、加强装炉质量,使焦粒厚薄均匀,导杆和大母线接触良好。在焙烧过程中对于偏流的及时处理,防止严重偏流。或者采取先进的焙烧方案,减少热冲击。3、技术条件控制合理,杜绝大起大落。保持稳定的分子比,如果分子比忽高忽低,电解质的过热度变化无常,电解质的温度变化量就大,电解质的热平衡就难以维持,经过对连续2017-2020年内破损的117台老龄槽的运行数据分析发现,电解质温度超出日常保持范围15-20度以上,持续1-2天时间,30天内破损的槽次有41台,占比达35%。可以说高温对老龄槽的破损是致命的。再者控制合理的效应系数,减少来效应的几率,对于调整电解槽氧化铝的浓度,洁净电解质等,可以通过及时的调整下料间隔,勤打捞碳渣等方式来处理。4、加强对操作质量的管理,沉淀多的可以使用捞渣机械爪捞出,使之导电均匀,同时防止炉底温度过低,防止形成结壳。但是要控制机械爪下降幅度,防止紧贴炉底,抓起阴极碳块,导致破损,得不偿失。对于老龄槽和破埙槽,要通过摸炉底了解其大体状况,通过测量极下铝水平了解其破埙程度,再把沉淀放在该处进行填充,降低该处阴极的电流密度,减缓其破埙速度。5、加强对阳极电流分布的测量,对导电异常多的要及时处理,如有长包阳极要及时将包打掉,防止包伸入铝水造成短路,不但对炉底造成影响,还会引起脱极,增加劳动强度。


      综上所述,除去原材料以及筑炉质量外,高水平的技术条件调控和精细化的换极操作的管理对延长电解槽寿命,有着显著的优势。来源:电解铝

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