十一冶建设集团有限责任公司 广西柳州市
摘要：随着技术的不断更新近些年以来电解槽的寿命在逐渐延长，从2005年的1200-1500天的使用寿命提升到现在的2000天以上，电解槽寿命总体上在呈现出逐步上升的态势。本文从铝电解槽内衬筑炉施工质量方面展开论述。
关键词：铝电解槽；内衬筑炉；施工质量
引言：在铝电解生产运行的历程中，电解槽的寿命同电解生产发展有着非常密切的联系，在国内，电解槽300KA以上的槽型技术模式较为普遍，设计者在设计过程中做出了技术改进，生产企业在焙烧启动、后期的生产管理方面不但提升了自身的技术程度。但是迄今为止电解槽的寿命问题严重地影响着电解铝的生产成本以及效率，铝电解槽内衬筑炉施工质量直接影响着铝电解槽的寿命，延长铝电解槽寿命是电解铝企业技术发展过程中的主要目标所在。
1、施工中存在的问题讨论
1.1 阴极炭块的问题
从以往破损的电解槽来看，阴极炭块质量偏差是致使电解槽破损的根本诱因，迄今为止在市场经济潮流的冲击之下，阴极炭块的生产商家数量诸多，质量也是良莠不齐。有的生产厂家属于振动成型，有些生产厂家属于挤压成型，无论哪种类型，主要取决于阴极炭块在生产历程中的工艺技术控制。
本文特从若干台早期破损槽为例展开分析。如图所示，阴极炭块的横向出现断裂、起层、局部裂纹等现象：
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图1 阴极炭块的横向断裂、起层、局部的裂纹现象
上述可以说明厂家在产品出入库环节出现了问题，在这些环节没有进行严格的检查和鉴别，使质量不过关的产品流入施工现场；原材料在投入到使用过程之前，没有妥善保管，掺入了杂质，比如煤矸石等。阴极炭块在生产的历程中存在杂质挥发或者高温爆裂的现象，致使阴极炭块空洞，由此导致的结果是电解槽从空洞处漏炉，如图2所示：
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图2 阴极炭块空洞现象
除此之外，在配比的时候计量不准也可以引发上述现象，若是由于阴极炭块破损或裂缝导致铝液中的钠与炭块中的炭发生化学作用之后生成化合物，使炭晶格间的距离开始增大，炭块的体积随之膨胀，极其容易引发铝液和电解质液沿炭块的裂纹渗透，直到接触到阴极钢棒生成合金铝，在严重的时候可能引起漏炉。
1.2 侧部炭块的问题
迄今为止各铝行业由于设计方案不同，由此导致了结构的不同，比如较为普通的碳素侧部块，有氮化硅结合碳化硅侧部复合块，一般的碳素侧部块在运行到1000天左右的时候，氧化和侵蚀之后基本荡然无存，起主要原因是理化指标不达标。除此之外，表面裂纹及龟裂所引发的普通碳素侧部块氧化和侵蚀，造成了破损的结果。氮化硅结合碳化硅侧块与普通碳素异型块一起构成的侧部复合块，源于生产厂家将氮化硅结合碳化硅侧块与碳素异型块粘结之后进入销售链，在施工的历程中由于粘结强度不能达到指定的规划化指标而产生分离，从而引发两种炭块之间缝隙的出现进而产生早期破损的现象。除此之外，普通的碳素侧部块表面裂纹和龟裂直接引发了普通碳素侧部块快速氧化和侵蚀的结果，如图3：
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图3 侧部块表面裂纹及龟裂导致普通碳素侧部块快速氧化和侵蚀
启动早期阶段伸腿以上的普通碳素侧块脱落现象，如图4所示：
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图4 普通碳素侧块脱落
初期的破损现象是由于氮化硅结合碳化硅的过程中不能达到标准化的指标，在运作到1000天以上的时候与电解质接触部位开始出现严重的腐蚀现象，基本上一半以上的厚度被侵蚀殆尽。
1.3 筑炉砌筑中的扎固问题
扎固技术属于筑炉砌筑中的关键性工艺部分，这项工艺涵盖两部分内容：第一，这项工艺需要人和人之间相互配合方可以完成，在每一个层级的扎固中相邻的捣固机手非常容易引起漏扎现象，这项工艺存在着严重的隐患，因此这是早期破损原因的重要诱因；第二，糊料在操作使用的环节中所存在的问题，糊料在加热的过程中搅拌不均匀：一方面生产糊料厂家配比不科学引发的每一批次或者每一锅的糊料分部不均匀，同一槽中使用了不同配比或不均匀的糊料，另外一方面把成袋的糊料经由预热炉加热之后直接送到电解槽进行扎固，由此会引发各区所使用的糊料不一致的现象，尽管都是同一批次的糊料，但是生产厂家在搅拌工艺开启的历程中由于设备滞后所引发的糊料搅拌不均匀现象比较频发，这样的结果直接导致了返浆和扎不到一起的问题，这是引发早期破损的诱因之一。
1.4 内衬材料的质量
铝电解槽内衬所属的阴极碳素材料质量会对于电解槽的使用寿命和电能消耗等因素产生非常明显的影响，在日常维修的过程中，因为在工作中使用的阴极碳素材料鱼龙混杂，各自拥有不一样的性质，这就可能会使电解槽发生早期破损，而阴极碳素材料在生产、采购等程序中较为困难，致使在电解槽的施工中同时引入了若干家的碳素材料，在实践的工作状态中难以达到阴极碳素材料一体化的程度。在生产过程中会引发阴极炭块脱落、周围糊料、阴极炭块断裂等现象，这就为电解槽的早期破损埋下了伏笔。
2.提升内衬砌筑质量措施
2.1 阴极炭块生产厂家的选择
针对市场上种类繁多的阴极炭块，对阴极炭块生产厂家的选择就成为了首要任务，在具体的工作过程中要对阴极炭块展开实地考察，对于厂家的生产工艺、特色工艺、生产规模、原材料进货渠道、阴极炭块的加工、炭块的焙烧特点等特点进行深度的了解，最终选定几家合格的供应商，每次按照比价选择每批次的供应厂家，禁止由于贪图便宜选择贸易商供应的阴极炭块。
2.2 电解槽阴极炭块的组装
针对阴极炭块所出现的种种问题，第一要做的就是从源头上把关，组装前给予充分的检查，检查是否存在裂纹、缺棱、掉角等现象；
第二，是组装之后的检查，对于电阻测试仪和外观质量进行检查；
第三，对阴极炭块进行安装之前要对其展开检查，通过打音、表面观察等一系列措施的实施，保证阴极炭块的质量；
第四，规范阴极炭块的外观尺寸，现在阴极炭块的尺寸偏差很大，在设计的过程中要尽最大尺度将尺寸偏差相近的设计在一起；
第五，引入电子吊钩称计量扎入的糊料量，保证每组阴极炭块扎入的糊料量高于设计要求的重量；
最后，阴极炭块在阴极炭块的几侧都要开槽，这样可以预防侧部和立缝产生渗漏现象，从筑炉内衬工艺设计上彻底避免各种技术问题，防止质量不合格的炭块组进入电解槽中，确保所有电解槽中阴极炭块组的质量合乎标准。
2.3 严格控制内衬材料质量
电解槽的内衬材料有利于延长槽的寿命，在这里阴极碳素材料是非常重要的因素，这种材料是在高温和熔盐强烈侵蚀的环境下展开运行的，因此碳素材料的质量直接影响到电解槽的寿命。每台槽中要尽可能引入同一厂家的碳素材料，并要最大限度地实现电解槽内衬碳素材料一体化。对于内衬碳素材料的理化指标进行科学的控制，禁止使用超标的材料，避免内衬碳素材料引发的早期破损。另外阴极内衬材料在运输、保管的过程中要严格遵循市场技术要求，禁止由于气候、人为等因素所造成的日晒、雨淋、受潮等现象。
2.4 改良扎槽设备和工器具
为了预防扎固过程中墙壁风源的问题，从根本上确保扎固中风压的稳定性，用自备空压机来供风，这达到了扎固工艺的需求，并且实现了预期目标，从而有效的维持了扎固中糊料的温度。
除此之外，对缺棱、角的捣固锤要在第一时间内进行更换，确保扎固过程中每个位置质量的合格和规范化，提升整体扎固质量，只有这样才可以避免早期破损。为预防扎固糊在工作过程中所出现的分层现象，要不断引入新型的扎固工具，比如可以用梅花锤来进行捣固，有效衔接周围糊层，从根本上解决原工艺糊料层间拉毛不好以及层间结合差的问题，使扎固和拉毛程序可以一次性完成，提高电解槽的扎固质量。
结语：本文通过以上对铝电解槽内衬质量所展开的讨论，找出内衬砌筑过程中所存在的若干个问题，并且引入了相宜的应对措施，使电解槽的寿命得到了很大的提升，可以非常有效地遏制早期破损槽现象的发生。实践证明，要想提升铝电解槽的寿命，不但要从电解槽碳素材料、槽壳设计、施工质量等各环节把关，而且对电解槽的焙烧、启动及正常的生产管理等环节的严格控制也是非常必要的。
参考文献：
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