电解槽槽壳破损原因分析及修复工艺改进

下
1, 槽壳 2. 螺栓 3、摇篮架
直夸 示 图 角板 意
‘ 图1 改前结 构简图 改进的修复方法 (如图1示) ，将摇篮架底梁两端工字钢面气割
开，在平台上按摇篮架的外形焊牢几个固定支腿，保证开 口 尺寸为
441O m m ，在立柱支腿外侧分别焊牢固定千斤顶的支脚，在合适位置 安放好安全固定销。用火焰将断口处稍适加热后，即用千斤顶施 力，将摇篮架支腿复位，保证开口 尺寸和支腿垂直度，焊牢后，在 两端支腿直角处侧面贴焊16二厚的直角弯板 ( 如图I示) ，修复的摇
电解槽槽壳槽端头的大修理，由于槽端头结构设计钢性较好，
变形较小，大修理数量比 槽邦相对少。随着180K A电解槽运行周期的 延长，槽端头变形情况越来越严重，必须对其进行更换或大修理。 2006年7月分公司对部分变形超标而无修复价值的180K A电解槽槽端 头进行报废、更新处理。一个端头净重约3吨/ 个，一台槽壳两个端 头约6吨/ 台。如果对分公司520台180K A电解槽槽端头全部更换，制 作新槽端头不仅工期长，材料消耗大，制作成本高，而且分公司制 作能力有限，生产任务量大，无法及时完成大批量的新槽端头制作 和保证大修工期。 经过对槽端头结构进行分析研究，槽端头结构钢 性较好，其变形主要是长期在高温下工作引起的热变形，其内部有 较大的残余热应力。因此，对刚性较大的槽端头产生的弯曲变形不 宜采用冷矫正方法，即机械外力矫正，否则将会在结构件上产生较
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篮架刚性和强度均能满足设计要求，且修复成本低，工期短，经济 效益好，修复的摇篮架运行状态 良好，有的使用周期超过新摇篮
架。
损，运行周期长。分公司对旧槽壳报废后，更新的180K 槽槽壳也 已 A
改用船形槽壳，电解现场使用效果很好。
I 、槽 壳
( 三) 180K A电解槽槽端头的大修
中图分类号: T016 文献标识码: A 文章编号: 1671- 7597 (2008) 0210051- 02
电 解槽是电解铝生产的重要设备，其运行状态良 好程度，寿命
长短，直接关系到电解铝生产的质量和产量，同时也对电解铝生产 的成本有很大影响。
分公司现有I& K 和200K OA A两种规格的电解槽，其中 200K A电解槽 是新投产的新槽，投产周期较短，槽壳结构采用的船形槽，电解槽 运行状况良 好，大修理较少。而180K A电解槽经多年使用，运行周期 较长，电解槽槽壳变形、破损严重，需进行大修理。改进电解槽大 修理工艺，提高电 解槽大修理质量和大修理效率，降低维修成本， 是生产中一项重要的设备管理、维护Z 作。 一、180KA电 解祖相克运行及大修理状况
电解槽正常生产时，内腔温度在930 960'C ，原设计的槽壳内 腔是直角U 型，槽壳是钢结构件，净重23吨多，内部为耐火砖匝的槽 内衬。电解槽生产运行时，巨大的热膨胀力只有在两个槽邦和端头 方向扩展，破损的电解槽常出现端头鼓肚、开裂，大面槽邦变形， 一 摇篮架撕裂等破损现象。电解槽破损变形严重后，可能导致槽壳与 阴极母线接触，引发重大安全事故; 而且因内衬耐火砖随槽壳变形 膨胀，发生漏炉，使原铝含铁量大于2 0% ，含硅量明显增加，且连 续上升，影响原铝品位，不能维持正常生产而停槽大修理，变形超 过大修标准的还必须报废，更换新槽壳。 二、180KA电 解抽抽壳修复工艺改进 正常情况下，电解槽壳钢结构主要变形的部位是槽邦、槽端 头、摇篮架。因槽膛内的高温产生的热量，只有水平的四个方向、 槽底和槽上方来散热，在摇篮架固定的槽邦大面两侧，因炉膛变形 而产生的热膨胀力，集中在摇篮架的立柱后形成巨大的弯矩。而 180K 槽壳的摇篮架弯角处只是立插的钢板和筋板，不是整体， A 抗弯 矩强度差，大修的槽壳摇篮架大多被撕裂; 有部分槽的端头也因散 热不好而发生胀裂，这些因素都将使槽壳发生严重的变形，从而引 起槽膛破损。 ( 一) 180K 解槽槽邦的大修 A电 因槽邦面的平直度和内腔尺寸，都直接影响槽膛的砌筑，前些 年槽邦大修的主要方式，以更换新槽邦为主进行。 但新槽邦制作成本高，单片槽邦净重约1. 2吨/ 片，单台槽壳共 需两片槽邦，新制作周期较长，使大修周期长; 为提高大修效率， 降低大修成本，在2006年公司 自主研发了槽邦校直机，并取得新型
实用专利，使槽壳大修工艺有了新的突破，可以对变形在更新标准 范围以内的槽邦，通过校直修复后，重新投入生产使用，经现场对 比，完全符合新槽壳的技术要求。改进的槽邦修复工艺不仅提高了 槽邦大修工艺水平， 在保证大修理质量的要求下，降低了 槽壳大修 成本。对槽邦变形超标而无法修复的，为保证大修的质量， 仍然采 用更换新槽邦的修复方式。 ( 二) 180K 解槽摇篮架的大修 A电 电 解槽摇篮架大修，因摇篮架为U 型支架结构， 破损为支 腿直角 处撕裂。单件摇篮架净重为800公斤/ 件，一台槽壳共有15组摇篮 架，如果把旧 摇篮架报废，更换为新件，共需型材约12吨/ 台， 不仅 造成材料浪费， 还使槽壳修理成本巨 大， 很不经济。
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f .VA L源自应用 科学电解槽槽壳破损原因分析及修复工艺改进
谢 军 〔 中铝青海分公司机修厂 青海 大通 8101087
[摘 要」 解槽作为电 电 解铝生产的重要设备，其运行状态的良 好程度、大修周期的长短， 直接关系电 解铝生产的质量、产量和生产成本的高低。根据分公司投 产20多年来电 解的生产运行状况，征对槽壳破损的主要原因进行分析，总结、学习槽壳的修复方法和减少变形的改进措施。 〔 关键词〕 解槽 槽壳破损 原因分析 修复工艺 改进 电
大的叠加应力或裂纹。
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图2 改后结构简图
( 二) 保证原辅材料和大修质量合格 管理部门要严格旧槽壳的报废标准，加强大修槽的焊接及槽 膛 的耐火砖砌筑质量检查，提高槽壳大修后就位的准确率，阴极炭块 和匝固糊料等的原料进货质量检查等基础环节上要严格。避免因槽 壳变形或漏炉而造成的早期破损、停槽大修。 ( 三) 加强电解的日常操作维护 在 日常的操作和维护上，要从提高换极质量到保温料的添加 ， 从炉底处理到大面整形，都精细操作，严格根据槽运行情况设定合 理 的目标电压、保持合理的槽温，控制好合理的氧化铝浓度、分 子 比，设定理想的加料间隔，保持匹配的电解质水平和铝水平，密切 关注电解槽运行状态，使各项技术条件相互匹配，为延长槽壳的运