浅谈铝电解槽的破损及维修
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
]
SIL IC O N
LLE Y 0 1
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
浅谈电解槽槽壳破损原因分析及修复方式
浅谈电解槽槽壳破损原因分析及修复方式摘要：随着电解铝行业技术发展, 电解槽型越来越大、槽壳尺寸也随之增大, 致使大槽型电解槽壳的成本增加, 且维修难度加大、破损后造成损失也较大。
因此槽壳维护、后期电解槽大修对企业生产、经营至关重要。
关键词：大型铝电解槽;槽壳破损;修复方式1.槽壳结构目前大型电解槽主要结构——两个端头 (出铝端、烟道端) 、两个长侧 (进、出电端) 、一张底板及工字钢底梁, 组成直角船型的电解槽熔池。
在电解铝项目建设初期,槽底板、长侧在厂房内焊接制作，两个端头在外部（加工现场）制作好后, 在电解厂房组对成型。
2.破损原因及现象2.1 施工及焙烧过程(1) 内衬材料 (主要是侧部复合块、捣打料及内衬糊) 质量不合格。
(2) 施工过程质量未达标, 例如捣打料填塞不实、侧部复合块砌筑砖缝过大、内衬扎固不符合要求等。
(3) 在电解槽焙烧炉启动时, 焙烧温度、电压设置、焙烧时间及电解质高度等参数控制不当。
(4) 造成后果:高温电解质、铝水冲刷槽壳，造成电解槽漏炉。
2.2 原因分析(1) 生产过程维护管理不到位, 造成内衬材料局部破损, 形成槽壳局部过热发红、局部破损; 造成槽壳壁钢板长期受到高温影响，金属材料局部金相组织可能发生不可逆性状态改变，材料物理性能指标下降，导致金属材料脆断（裂）。
(2) 漏槽造成的后果:侧部、钢棒窗口或底部钢板被渗漏出来的高温铝液或电解质冲坏。
(3) 使用时间达到设计年限随着电解槽的运行槽龄不断增长, 液态电解质不断地向阴极碳块渗透, 由于熔盐渗透至熔体的凝固等温线时就生成凝固物, 或生成碳化铝促使碳块继续膨胀, 其过程是连续的、缓慢的,应力逐步向最弱的位置转移，导致槽壳变形和破损。
内衬受熔盐的侵蚀加重, 槽壳壁钢板也随之被腐蚀，在电解槽短侧最为常见，大概在电解槽沿板下方600mm—800mm左右。
(4)槽壳底板与斜侧壁之间焊缝开裂情况，可能是电解槽后续生产过程中内衬吸钠膨胀叠加在该处产生的应力集中导致。
铝电解槽内衬破损原因分析及对策
现象使熔盐与炭间界 面张力变小 ， 从而使 湿润性变 好， 并使 电解质渗透入炭中。
增大电流密度能够促进电解质 向炭阴极渗透 。 当电流密度增大时， 炭阴极表面上 的电荷密度亦增
开或 有 冲蚀 坑 穴 等 变形 ， 成 了 黄 色 的碳 化 铝 生 （ Ｃ ） 并 侵入 了电解 质和 铝 。 阴极 内衬 的变异一 ，， 般是从焙烧启动期开始 ， 焙烧后期 由于水份和挥发 分自 下而上冒 ， 由于炭缝体积的收缩 ， 并 填充在炭块
１２ 阴极炭块受钠的侵蚀 ．
一
般认为 ， 的侵蚀作用在较低温度下尤其严 钠
重， 因为碳钠化合物在高温下部分分解 ， 而在低温下 稳定。钠在真空中对炭的破坏作用随温度升高而减 弱， 故对 于电解槽槽底 的焙烧而言 ， 焙烧温度宜达到 ９０ ９０ｏ之后才开始启动 ， ０ ～ ５ Ｃ 旨在削弱钠对槽底的
之间的“ 炭糊” 便与炭块分离 ， 形成裂缝 。启动期 由 于大量热 的冲击 ， 在阴极炭块 中产生巨大应力 ， 造成 炭块的破坏。特别是焦粒焙烧时 ， 由于局部温度的 不均匀性 ， 导致阴极炭块表面温度差异特别大 ， 焙烧 后期就产生了大量裂纹 ， 启动期则加剧 了裂纹的扩
大。
大， 使电位升高 ， 从而使熔盐与炭问界面张力变得更
小， 故电解质容易渗透人炭中。 １４ 阴极钢 棒 的变异 ． 阴极钢棒是铝电解槽阴极中的一个重要组成部 分， 其功用是把电流从 阴极导出 ， 通常用软钢制作 ，
有通长的和对开的 ２种结构形式 。阴极钢棒的变异
有下列几种情形 ：
１ 渗碳 。阴极钢棒直接敷设在炭块中 ， ） 又处在 较高的温度下 ， 故碳容易向钢棒渗透。研究发现 ， 钢 棒中的碳浓度 ， 从原始低浓度增大到共析浓度 ， 直径 为６ｍ ５ ｍ的棒经 １０ ｄ之后 ， ００ 碳渗透到钢棒的中心 部位 ， 渗入的碳量在每米长度上约为 ２０ 。 ０ ｇ ２ 向上 隆起。在废 旧内衬 中发现 阴极钢 棒普 ） 遍向上隆起 ， 引起钢棒 的变形 。在 ７０Ｃ以上的高 ０ｏ
铝电解预焙槽侧部破损原因及对策
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟铝电解预焙槽侧部破损原因及对策一、电解槽侧部破损现象1、侧部破损的判定电解生产的特殊性使侧部炉帮形成不良初期破损较难判定，尤其是300kA 大型槽的生产实践在我国尚属初期，对该种情况下研究较少，大部分借鉴过去小槽型的经验管理，但是由于300kA 级以上槽均使用Si3N4-SiC 侧部碳块，为我们提供了新的科学判定依据。
在原铝品质化验中Si 含量的高低可直接作为判断尤其是早期判定的依据，一般原铝Si 含量在0.03％左右，如果超过0.05％我们就应该认为是该槽子炉帮形成不好，侧部碳块已经开始腐蚀，应尽快找准原因采取措施。
如果一个生产系列200 多台电解槽中，硅含量有5 台以下硅含量达到或者是超过0.05％，应从技术条件保持和操作质量中查找原因，采取措施控制，如果有10-20 台Si 含量超过0.05％，那么我们就应该从设计角度查找原因，炉帮局部发红也是电解槽侧部损坏的判定依据。
2、电解槽侧部破损宏观现象在进行电解槽大修过程中发现，电解槽侧部炉帮形成不良或受损坏严重，侧部碳块人造伸腿上沿铝液、电解质液界面处腐蚀尤其严重，形成长条断裂空洞带。
二、原因分析及对策“炉帮”形成不良或易遭破损的原因从对停槽大修的电解槽炉膛解剖，特别是正常生产中炉帮不良槽子看，侧部碳块直接和电解质溶液接触，有的地方还粘少许酥状的电解质固体，Si3N4-SiC 侧砖已经粉化，沿铝液面的炉膛明显有深的冲刷条沟。
有的侧部裸露部分已经形成粉末状物，对于炉帮形成不良或形成的炉帮易遭破损的原因主要为：1、电解槽预热启动影响电解槽预热启动期，升、降温曲线梯度时间控制得不好，分子比低或技术条件组合失误，导致电解槽初期没有形成良好的坚固的炉帮，因为早期坚实基础炉帮的建立对后期正常生产、炉帮的维护起到重要的保障作用。
2、生产技术条件对侧部炉帮的影响对炉帮损毁的因素很多，在生产中主要反映为电解质温度、溶液流速。
浅谈铝电解槽的破损及维修
浅谈铝电解槽的破损及维修【摘要】在电解铝生产实践过程中由于电解槽侧部散热不良、槽炉帮形成不好等一系列问题，使得电解槽侧部破损，从而降低电解槽的使用寿命。
本文对电解槽的破损原因进行了归纳分析，并提出了电解槽破损的检查与维修方法。
【关键词】铝电解槽；阴极内衬；破损；维护1、铝电解槽常见破损形式及原因通常所说的电解槽的破损是指其阴极内衬的破损，铝电解槽的阴极内衬使用期不到1年，称为早期破损。
槽内铝液中的铁含量连续增加，一般情况下，是槽底部阴极钢棒受铝液侵蚀熔化所致，往往是阴极炭块破损的征兆。
当铝液中的铁含量连续超过1%时，表示阴极炭块已发生严重破损。
电解槽阴极内衬破损可归纳为如下几种形式：1.1阴极炭块及保温绝热结构的变异阴极内衬的变异主要有：阴极炭块发生变形—膨胀、隆起、裂开或有冲蚀坑穴；炭块之间的炭糊接缝发生裂纹，其中侵渍着碳化铝、电解质和铝；炭块中的钢棒弯曲变形，一部分被铝熔解侵蚀，形成亮晶晶的铝铁合金；炭块下而的耐火砖层局部变质，向上隆起，呈凸棱镜状；侧部炭块受到侵蚀，其中渗透着铝和电解质，体积膨胀；槽壳变形，侧壁向外鼓出，四角上抬，底部呈船形。
阴极内衬的变异，一般是从焙烧启动期开始。
由于水分和挥发成分自下而上冒出，并由于炭缝体积收缩，填充在炭块之间的“炭糊”便与炭块分离，形成裂纹。
加入电解质开始电解之后，组织也开始酥松，给电解质和铝液的侵入创造了条件。
侵入炭块和炭缝中的铝液，继续向下渗透，直到炭块下而并淤积在那里。
NaF成分是阴极界而上的表而活性物质，它首先入侵，故在炭块下而发现柱状结晶的氟化钠。
侵入炭块下的电解质和钠还同耐火砖层发生化学作用，使其变质而体积胀大。
一旦铝侵入阴极钢棒区，则铁被熔解。
由于钠、电解质和铝先后侵入阴极内衬中，引起炭块和耐火层体积膨胀，于是炭块向上隆起。
在电解槽启动后6个月内，隆起高度不超过2cm，以后则逐渐增大，在36个月内达到10cm，以后趋于稳定。
当炭块隆起增大时，会引起电流偏流和电压降增大，铝的纯度降低，槽膛有效深度减小，造成电解槽操作困难，甚至停槽。
浅论铝电解槽破损修复技术的应用与发展
浅论铝电解槽破损修复技术的应用与发展铝电解槽是铝电解工艺中的核心设备之一，其主要用于铝电解过程中的阳极和阴极间的电解质（电熔铝酸盐）的储存和分离。
由于电解槽长期在高温、高浓度的电解质和电流作用下工作，容易受到腐蚀和热应力的破损。
铝电解槽的破损修复技术成为铝电解工艺中的关键技术之一。
铝电解槽的破损修复技术主要包括补焊修复技术和补衬修复技术两种。
补焊修复技术是通过焊接的方法修复铝电解槽的破损部位。
具体操作步骤是将破损部位清理干净，然后采用适当的焊接电流和焊接电机进行焊接。
焊接时需要注意控制焊接温度和焊接速度，以避免过热和过快引起焊接缺陷。
焊接完毕后，需要进行热处理和表面处理，以提高焊接部位的强度和耐腐蚀性。
补衬修复技术是通过在破损部位镶嵌耐腐蚀材料修复铝电解槽。
具体操作步骤是将破损部位清理干净，然后采用特殊的技术将耐腐蚀材料补衬在破损部位上，再进行热压或冷压固化。
补衬材料可以选择耐腐蚀的陶瓷材料、金属材料或高分子材料等，以提高铝电解槽的耐腐蚀性和耐热性。
1. 提高铝电解槽的使用寿命。
铝电解槽的破损修复技术可以有效延长其使用寿命，减少更换成本，节省生产成本。
2. 提高铝电解工艺安全性。
破损的铝电解槽容易引发火灾和爆炸等安全事故，修复技术可以及时消除破损隐患，保障生产安全。
3. 优化铝电解工艺参数。
通过破损修复技术，可以改善电解槽的性能和状态，进一步优化铝电解工艺参数，提高生产效率和产品质量。
4. 推动破损修复技术的研发和创新。
随着铝电解工艺的不断发展，对破损修复技术的需求也越来越高，促使研究人员不断进取，开发出更加高效、环保和经济的修复技术。
铝电解槽破损修复技术在铝电解工艺中具有重要的应用和发展前景。
随着科技的进步和工艺的提升，相信铝电解槽的破损修复技术将会不断创新和完善，为铝电解工艺的发展注入新的动力。
浅析对大型电解槽破损原因及延长槽寿命问题分析
浅析对大型电解槽破损原因及延长槽寿命问题分析摘要：我国大中型铝电解槽相对寿命低于国外先进国家同类型铝电解槽，其一般寿命比国外先进铝电解槽少近1000天。
因此，我国的整体水平与国外相比有较大差距。
随着电解铝工业的技术发展，电解槽槽型越来越大，槽壳的尺寸也随之增大，使得大型电解槽槽壳的成本增加，维护难度加大，破损后造成损失也较大。
因此，了解槽壳变形和损坏的原因，掌握维护方法，实施最佳维护方法，对电解铝企业的顺利生产和延长槽的使用寿命至关重要。
关键词：大型电解槽；造成损害的原因；延长；槽寿命；槽问题研究前言众所周知，槽寿命是现代铝电解生产技术水平高低的关键，对企业的经济效益和社会效益有着直接的影响。
国产电解槽的使用寿命多在1200天左右，而个别铝厂电解槽的使用寿命甚至不足1000天，这在一定程度上对企业的发展有明显的阻碍。
因此，有必要对大型电解槽进行细致的研究和分析，识别电解槽的类型和特性，从而进一步延长电解槽的使用寿命。
1电解槽破损原因及特点分析1.1电解槽损坏原因早期电解槽的损坏因素包括：设计因素，内衬材料质量因素，筑炉质量因素，焙烧启动与后期的管理质量因素。
根据电解槽破坏因素的实际比例，可以看出，设计因素占10%，内衬材料质量因素和炉质量因素各占20%，焙烧启动与后期的管理质量因素占50%。
为了确保槽的使用寿命得到改善，我们必须从源头开始，并严格控制每个节点。
1.1.1设计因素注重设计的科学合理性，弹性槽壳对内衬砌材料的膨胀具有应力缓冲作用，并有效地限制了膨胀。
该涂层材料能吸收烘烤时阴极膨胀产生的分压，防止阴极扎固的碳缝破损或分层等问题。
1.1.2内衬材料的质量因素阴极碳块的质量比较差，在启动焙烧时容易发生阴极碳块的隆起或折断。
如果质量达不到标准，则会导致剥落、起层情况出现，甚至会出现裂缝问题。
如果隔热砖的隔热性能不好，则炉底温度相对较高，其电解质等相应温凝固线会逐渐上移到碳块上，促使碳块被破坏。
浅谈铝电解槽改造以及内衬破损原因
浅谈铝电解槽改造以及内衬破损原因【摘要】本文首先对现今铝电解槽的使用和改造情况进行了基本概述，随后就电解槽改造途径进行了相关探讨，最后对技改电解槽典型的内衬破损状况和原因给予了一定的分析。
【关键词】铝电解槽;改造途径;破损原因0.引言现代铝电解槽改造从哪些方面着手，早期破损槽中存在的设计、施工质量、焙烧启动等问题，可以给改造的过程指引一个方向，这一直是我们关注的重点。
所以要认真探索电解槽改造途径，进而有效实现延长槽寿命达到节能减排，增加效益的目的。
1.铝电解槽现状二十世纪八十年代，因为国家提出的“优先发展铝”方针，使我国的电解铝工业得到了迅猛的发展。
2000年，全国电解铝厂约130家，相当于世界其它所有国家的电解铝厂数量。
2007年，我国电解铝产量已达到1318万吨，居世界首位，同时，电解铝技术取得了很大的突破。
在大型预焙阳极电解槽的设计、制造和生产技术等领域有了自身的大型铝电解技术体系，目前300KA至400KA以上的铝电解槽技术已经成熟，达到国际先进水平，得到了普遍的应用。
大型铝电解槽投入生产，紧随而来的是而关于电解槽寿命问题，在160KA 电解槽时期，整体槽寿命就比国外电解槽寿命短，如今该难题尚且存在。
铝电解生产中，影响铝电解槽寿命的原因无非就是以下几点：即结构设计，槽内衬材料，筑炉和施工质量的问题，也有焙烧启动的方式、方法问题，更有电解槽早期管理和工艺要求问题。
上述各个环节以及在此过程中的优劣，都会对槽寿命造成重大影响。
多年前，我国电解铝厂从国外引进了铝电解槽焦粒焙烧干法启动技术，将落后的铝液焙烧技术取代了。
虽然焦粒焙烧并不是我国的知识产权技术，但是对于我国的电解铝厂而言应该算得上是技术上的进步。
此外，应用铝电解槽焙烧技术，槽寿命并无显著提高。
最早使用焦粒焙烧技术的是白银铝厂，而电解槽的寿命海上徘徊在1500天左右。
这样不难看出，就目前国内电解铝厂而言，单单用焦粒焙烧干法来启动的方式，想达到提高铝电解槽的寿命的要求是不太现实的。
电解槽破损原因及破损槽运行措施
电解槽破损原因及破损槽运行措施引起电解槽早期破损的因素主要四方面，一是设计原因，二是内衬材料质量，三是筑炉质量，四是焙烧启动及后期管理质量。
按引起电解槽破损原因分，设计原因的占10%，材料质量占20%，筑炉质量占20%，焙烧启动及后期管理质量占50%，提高槽寿命，必须从这四方面入手，控制好每个环节。
一、设计对电解槽寿命的影响设计合理，弹性槽壳可缓冲内衬材料膨胀产生的应力，同时限制其自由膨胀。
内衬材料能吸收焙烧启动期间阴极膨胀产生的部分应力，避免阴极扎固碳缝起层、断裂。
二、内衬材料质量对电解槽寿命的影响阴极碳块质量差，焙烧启动期间阴极碳块容易折断或隆起。
糊料质量不合格，会出现起层，剥落，产生裂缝。
防渗料不合格，电解质或铝液向下渗透时形不成阻断层，造成早期破损。
保温砖保温性能不好，致使炉底温度高，电解质等温凝固线上移至碳块中，造成对碳块的破坏。
因此确保内衬材质量是提高槽寿命关键因素之一。
三、筑炉质量对电解槽寿命的影响碳块、糊料、钢棒等温度控制不好，没有严格按筑炉工艺施工，会使碳块压接压降差别很大，电流会向压降低的阴极集中，导致阴极钢棒温度高，膨胀加剧，很容易折断阴极碳块。
筑炉时带入水分过多，人造伸腿扎固质量差，都会在焙烧期间会形成很多的通道，电解质会沿通道向下渗透。
筑炉时内衬材料表面不水平，焙烧启动期间阴极各部分承受应力会不一样，很容易破坏阴极内衬，导致早期破损。
四、焙烧启动质量对槽寿命的影响焙烧期间，阳极电流分布不均会引起阴极表面温度有较大的差距，如果调整不及时，会形成恶性循环，导电多阳极导电越来越多，对应的阴极导电必然多，产生阴极局部温度过高，阴极碳块易产生裂缝，产生铝液通道。
启动期间，如果温度过高，渗透到阴极裂缝中的电解质不会凝固，利用电解质弥补阴极缺陷的可能性减小，导致阴极破损的可能性增加。
五、破损槽的维护措施1、确认破损的位置通过测量阴极电流分布，记录导电多的方钢位置，通过测量阴极钢棒温度，记录温度高于300度的方钢位置，通过测量炉底钢板温度，记录温度高于100度的区域，然后用铁钩检查阴极方钢温度高对应阴极区域、炉底温度高区域。
铝电解槽的破损及维修分析
铝电解槽的破损及维修分析摘要：铝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。
铝电解槽经多年使用，运行周期较长，电解槽槽壳变形、破损严重，需进行大修。
铝电解槽破损会影响到实际的应用效果，本文主要分析铝电解槽的破损以及维修的方法。
关键词：铝电解槽；破损；维修.电解槽破损鉴定在停电过程中，需要对电解槽的破损进行鉴定。
电解槽的破损主要是由于槽侧部的炭块过度损耗或人为因素造成破坏未及时处理造成的。
其主要的破损形式有以下两种：一是侧部伸腿的过度损耗导致电解质与铝液从阴极钢棒处渗漏。
二是侧部炉帮发红导致侧部击穿渗漏电解质。
引起这种现象的原因主要有空气对侧部炭块的氧化和炉帮的形成不良，使高温和强腐蚀的电解质溶液直接对侧部炭块的冲刷和侵蚀。
.小修。
一是阴极炭块在电、热、磁等共同作用下会时常出现碳内衬中的热膨胀、钠膨胀，阴极断裂、冲蚀、剥层，以及碳内衬下部各渗透物渐渐填充的现象等，这些都造成了阴极炭块的隆起。
如果隆起在50mm以下，凹坑在80mm以下无断裂时可定位小修。
二是侧部内衬两小面仍可见炭块的轮廓，大面伸腿以上受到不同程度破损和侵蚀，但如若侧部炭块破损不至于见到钢板则不需更换。
经过干刨伸腿的局部都有横向裂纹，但整体形状规整。
按照我公司多台小修槽启动后发现钢棒发红、漏铝比值是2.46%。
三是对槽内没脱落的阴流块要严格检查，因为它和电解槽的使用寿命有直接的联系。
中修。
更换1～14块破损严重的阴极炭块，若一块阴极炭块破损50%以上低于其他阴极炭块表面120mm以上的话，则给予更换。
大修。
阴极炭块拱起90mm以上、炉底钢板温度异常、表面破损严重裂纹较多。
铝电解槽破损分析铝电解槽发生破损的原因主要有三种，分别是：钠渗透。
铝电解槽内钠的含量应该处于平衡的状态，实际情况下钠含量偏低，钠向阴极扩散、渗透，最终形成了炭钠化合物，引起了炭阴极破损的问题，铝电解槽内的反应温度在400—1000℃中炭阴极发生破损的情况最为严重，之后温度升高破损情况减弱.电解质的渗透。
电解槽破损原因分析
本文针对我国大型铝电解槽寿命低于国外寿命的情况，从设计和生产工艺方面对造成电解槽破损的原因进行了分析，并在总结几年来提高槽寿命的措施和经验基础上，提出延长槽寿命的几点想法。
据报道，国外200KA以上大型预焙铝电解槽的平均寿命在5年（1800天）以上，法国彼施涅公司的180KA电解槽寿命达6-8年（2190-2920天），远远高于我国电解槽1500天的设计指标。
本文结合多年的生产实际对电解槽寿命问题进行探讨。
电解槽破损原因分析1.侧部破损电解槽侧部破损主要是由于侧部不易形成保护侧部炭块的炉帮，使熔融的电解质随着电解的进行渐渐地渗透于炭块中，而电解质中的钠离子又很容易与碳发生反应生产碳-钠中间化合物，引起侧部炭块疏松、分层，这就更加剧了侧部炭块被氧化和侵蚀的速度。
据资料报道，这种侵蚀速度使炭块每天约腐蚀掉1毫米，使得侧部炭块容易受到侵蚀磨损，引起槽壳局部过热，严重时槽壳会被烧红，甚至发生漏槽事故，导致停槽，缩短电解槽寿命。
据调查统计，影响电解槽侧部炉帮不易形成的原因主要是：（1）电解槽槽壳及槽壳与地面的空间设计不尽合理。
有关研究表明，电解槽侧部散热能力在槽壳温度基本恒定的情况下，决定于周围环境温度和空气流动情况。
虽然电解槽设计采用侧部散热型，即侧部只有一层碳化硅砖的结构，目的是保证在电解槽四周形成自然炉帮。
然而，我国绝大多数200KA、300KA电解槽槽壳仍采用了传统带二翼板的结构，并且槽壳与地面的距离较短，不利于散热通风，严重影响侧部炉帮的形成。
这样不仅缩短了电解槽的寿命，而且还增加了不必要的大修费用。
（2）使用的氧化铝原料质量不均匀及打料系统缺陷，造成效应受控率低。
各厂使用的氧化铝产地和体积密度均不同，导致电解槽实际接受的氧化铝料量不均匀，造成电解槽炉底沉淀多，或是电解槽打料系统故障等原因，阳极效应受控率较低，效应系数高，导致槽温在短时间内骤然上升30℃-40℃，实践表明，槽温升高越多，恢复到正常生产温度所需时间越长。
铝电解槽的破损及维修方法探究
铝电解槽的破损及维修方法探究发布时间：2022-05-12T10:58:59.996Z 来源：《科技新时代》2022年3期作者：冯永河[导读] 冶金行业生产工艺中的设备维修对于生产工艺安全和生产效率有重要影响。
七冶安装工程有限责任公司贵州省贵阳市550014 摘要：冶金行业生产工艺中的设备维修对于生产工艺安全和生产效率有重要影响。
铝电解槽是重要的金属冶炼设备，在日常运行中因各种原因导致铝电解槽发生破损。
通常所说的铝电解槽破损是阴极破损。
电解槽底部在铝液侵蚀作用下加速融化，电解槽铝液中铁元素的含量增加，电解槽阴极内衬破损越发严重，当铝液中的铁含量超标时意味着电解槽阴极内衬已经严重破损。
为了延长铝电解槽使用寿命，对铝电解槽破损情况进行分析，提出合理的电解槽破损维修方法，保证生产安全和生产效率，控制设备损耗成本。
关键词：铝电解槽；工程维修；破损分析；维修方法；质量控制 1引言在电解铝生产中，铝电解槽是电解铝的重要设备，对铝电解槽的破损因素进行分析，针对破损的原因制定和采取合理的维修方案，保障铝电解槽运行安全可靠，满足电解铝生产工艺实际需求。
对于工程施工人员来说，针对铝电解槽的破损问题进行分析研究十分必要。
2铝电解槽破损分析在铝电解生产工艺中，铝电解槽发生破损给生产安全和生产效率带来不利影响。
破损的原因大致可分为三种。
首先，因铝电解槽内钠含量发生变化伴随钠在电解槽内迁移、扩散、渗透，最终导致炭和钠发生反应，炭钠化合物会导致晶格体积膨胀，整体酥松度增加，造成电解槽阴极损耗。
一般情况下，铝电解槽内的温度在发生反应时400℃~1000℃间，在这一温度范围内的铝电解槽阴极容易发生炭钠反应，随着温度的升高，电解槽阴极破损的情况有所减弱。
第二，铝电解槽阴极炭块材料质量发生变化导致电解质渗透量发生改变。
一般情况下阴极炭活性大，电解质的渗透量也越大；炭的孔隙度大，电解质的渗透量越大。
电解质渗透会引起铝电解槽破损。
第三，铝电解槽在使用的过程中，阴极炭块随着时间延长发生结构变异，如膨胀、隆起、出现裂缝等，这些结构变化会促使阴极内衬发生变异。
电解槽破损原因及破损槽运行措施
电解槽破损原因及破损槽运行措施引起电解槽早期破损的因素主要四方面，一是设计原因，二是内衬材料质量，三是筑炉质量，四是焙烧启动及后期管理质量。
按引起电解槽破损原因分，设计原因的占10%，材料质量占20%，筑炉质量占20%，焙烧启动及后期管理质量占50%，提高槽寿命，必须从这四方面入手，控制好每个环节。
一、设计对电解槽寿命的影响设计合理，弹性槽壳可缓冲内衬材料膨胀产生的应力，同时限制其自由膨胀。
内衬材料能吸收焙烧启动期间阴极膨胀产生的部分应力，避免阴极扎固碳缝起层、断裂。
二、内衬材料质量对电解槽寿命的影响阴极碳块质量差，焙烧启动期间阴极碳块容易折断或隆起。
糊料质量不合格，会出现起层，剥落，产生裂缝。
防渗料不合格，电解质或铝液向下渗透时形不成阻断层，造成早期破损。
保温砖保温性能不好，致使炉底温度高，电解质等温凝固线上移至碳块中，造成对碳块的破坏。
因此确保内衬材质量是提高槽寿命关键因素之一。
三、筑炉质量对电解槽寿命的影响碳块、糊料、钢棒等温度控制不好，没有严格按筑炉工艺施工，会使碳块压接压降差别很大，电流会向压降低的阴极集中，导致阴极钢棒温度高，膨胀加剧，很容易折断阴极碳块。
筑炉时带入水分过多，人造伸腿扎固质量差，都会在焙烧期间会形成很多的通道，电解质会沿通道向下渗透。
筑炉时内衬材料表面不水平，焙烧启动期间阴极各部分承受应力会不一样，很容易破坏阴极内衬，导致早期破损。
四、焙烧启动质量对槽寿命的影响焙烧期间，阳极电流分布不均会引起阴极表面温度有较大的差距，如果调整不及时，会形成恶性循环，导电多阳极导电越来越多，对应的阴极导电必然多，产生阴极局部温度过高，阴极碳块易产生裂缝，产生铝液通道。
启动期间，如果温度过高，渗透到阴极裂缝中的电解质不会凝固，利用电解质弥补阴极缺陷的可能性减小，导致阴极破损的可能性增加。
五、破损槽的维护措施1、确认破损的位置通过测量阴极电流分布，记录导电多的方钢位置，通过测量阴极钢棒温度，记录温度高于300度的方钢位置，通过测量炉底钢板温度，记录温度高于100度的区域，然后用铁钩检查阴极方钢温度高对应阴极区域、炉底温度高区域。
电解槽破损分析
电解槽破损形式及原因一、电解槽破损形式电解槽破损主要是由阴极内衬破损和侧部炭块破损组成，其破损形式有阴极炭块隆起断裂、阴极冲蚀坑和侧部氧化脱落。
1、阴极炭块隆起断裂阴极炭块在生产一段时间后，上抬隆起，整个阴极面呈中间高，四周低的情况，致使阴极钢棒弯曲变形，槽沿钢板向外伸展。
炉底隆起长时间会出现阴极炭块断裂，铝液顺裂缝渗入底部，熔化阴极钢棒，造成漏炉。
图5-19给岀了炉底隆起造成阴极断裂的示意图。
根据阴极钢棒的组装形式不同，炉底隆起程度不同，特别是通方钢组装（见图5-20），钢棒承担应力较大，炉底隆起后阴极钢棒顺势弯曲，造成阴极炭块和钢棒脱离，甚至阴极炭块内部层脱。
随着近年来的发展，阴极组装钢棒都改成了短钢棒组装，对阴极寿命会起到一定的作用。
炉底隆起断裂的原因主要是热膨胀和钠对碳阴极的渗透引起的体积膨胀，这种膨胀力远大于从室温至I000℃的膨胀力，钠直接在阴极内衬下产生反应的结晶张力将导致槽壳的变形及阴极炭块上移。
2、阴极冲蚀坑这是预焙槽上的一种特殊破损形式。
由于磁场推动铝液冲涮的作用，在槽底形成冲蚀坑穴，冲蚀坑穴大部分出现进电端，这是因为立柱母线和槽底母线磁场作用铝液流速增加，消磨阴极造成。
冲蚀坑表面磨得很光滑，覆盖有一层白色氧化铝固体。
当坑穴逐渐向下穿透炭块时，铝液熔化阴极钢棒，从而造成漏炉。
有两种形式的坑穴，一种是面积较大的，存在形式基本对应每个立柱母线都会有此现象，坑穴深度约为10cm以上。
随着坑穴深度的增加，铝液冲刷阴极炭块逐渐变薄，一旦突破阴极炭块，阴极钢棒熔化。
另一种是局部小冲蚀坑，或者称为冲蚀洞，呈不规则的圆形，是阴极炭块质量问题形成的铝液通道，这种冲蚀洞破坏性比较大，会造成多组阴极钢棒熔化，引发漏炉事故。
3、侧部破损侧部在以前是采用纯炭块砌筑的。
现在是碳氮化硅块或者碳-氮化硅组合块砌筑。
电解槽运行过程中，侧部因受空气氧化、化学腐蚀、边部开口捞渣作业的破坏，致使侧部物质氧化消耗或物理破坏脱落落入槽内，图5-23为侧部破损前后对比。
浅论铝电解槽破损修复技术的应用与发展
浅论铝电解槽破损修复技术的应用与发展铝电解槽是铝电解工艺中不可或缺的设备，它在铝生产过程中起着至关重要的作用。
由于在长期运行过程中，铝电解槽会因为腐蚀、磨损等原因而出现破损，降低了设备的使用寿命和生产效率，因此破损修复技术的应用十分重要。
本文将从铝电解槽破损的原因出发，探讨破损修复技术的现状与发展趋势，旨在为相关领域的工作者提供参考和借鉴。
一、铝电解槽破损的原因在铝电解槽的运行过程中，会受到高温、腐蚀性气体、液态金属等因素的影响，容易导致设备表面的磨损和腐蚀，进而出现破损。
具体表现在：2. 磨损破损：铝电解槽中介质的冲刷，设备表面之间的摩擦等因素都会导致设备表面的磨损，加速设备的老化程度。
3. 其他：如设备受到外部因素的撞击、挤压等导致的破损。
二、破损修复技术的应用现状针对铝电解槽的破损问题，目前主要采用的修复技术主要有以下几种：1. 焊接修复技术：利用电弧焊、气体保护焊等技术，对破损的设备表面进行填充焊接，修复破损的部位。
2. 冷喷涂修复技术：采用高速喷射等方法，将特殊合金材料喷涂到破损部位，形成新的表面涂层，达到修复破损的效果。
4. 表面处理技术：如喷涂防腐漆、涂覆特殊的耐磨材料等方式，对设备表面进行保护，减缓设备的磨损程度。
以上修复技术各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的修复方式。
而随着科技的发展与进步，一些新型的破损修复技术也逐渐被引入到铝电解槽的维修中。
1. 高温耐磨材料的研发：随着材料科学的不断进步，相信会有更多的高温耐磨材料被研发出来，用于修复铝电解槽的破损部位，提高设备的使用寿命。
2. 自愈合材料的应用：自愈合材料是一种具有自修复功能的材料，能够在受损后自动修复，这种材料的应用将极大地降低修复工作量，提高工作效率。
3. 激光修复技术的引入：激光修复技术是一种利用激光熔化金属粉末，进行局部修复的技术，具有高精度、高效率的特点，相信会在未来得到更广泛的应用。
4. 智能化维修设备的发展：随着智能化技术的不断成熟，未来将会推出更多智能化维修设备，提高维修作业的精度和效率。
240铝电解槽破损原因及防范修补方案范文
2021240铝电解槽破损原因及防范修补方案范文 1引言 甘肃东兴铝业有限公司陇西分公司（简称“分公司”）是年产 35 万吨电解铝生产企业。
分公司电解铝生产线有两条，分别是 240kA 系列（10 万吨/年）和 400kA 系列（25 万吨/年），其中，240kA 系列设计槽 164 台。
240kA 在生产过程中出现了维护不到位，少数槽有漏停现象，其中两台槽经过二次修补，减少了大修维修费用，节约了一定费用。
电解槽在生产中破损是比较常见的，其原因主要是：①前期筑炉质量存在缺陷；②后期操作维护不到位。
因此在前期筑炉中，要求施工过程务必精准，以提高电解槽的使用寿命。
分公司在生产中，240kA 系列预焙电解槽曾出现过1154#、1182# 槽漏停现象，经过修补 ,两槽二次启动投入生产，生产稳定。
2预焙槽破损原因分析和预防措施制订 2.11154#、1182#、1153# 漏炉时的处理情况 1154#漏炉时间为 2011 年 10 月 19 日 ,漏点为进电端第 9 根阴极钢棒处，侧部漏洞约20cm×6cm（见图 1），出现漏炉时 ,作业人员立即用多功能机组加壳面块对该处炉帮、炉底进行补漏，经过 4 个多小时的修补，因电解槽内液体一半（总高）流入地沟中，不得已停槽。
1182#漏炉时间为 2011 年 10 月 18 日 ,漏铝处为进电端第 5 根阴极钢棒处，在现场发现该槽进电端从南起第 5 根阴极钢棒处电解质、铝水大量外流，口径约30cm（见图 2）。
作业人员将该处上方两块阳极吊离，用多功能机组加壳面块不断砸该处炉帮。
经过 3 个多小时的抢救，在补救无果的情况下决定停槽。
1153#漏炉时间为 2012 年 12 月 12 日 ,漏铝处为进电端第 9 根阴极钢棒处电解质、口径约 16cm×7cm,处理情况基本同上。
2.2三台槽漏炉后底阴极底部及侧部炭块情况 1154#漏炉部位距侧部炉帮约 6cm~7cm,在炉底人造伸腿下部（见图 3）。
电解槽的破损及维修分析
电解槽的破损及维修分析摘要：在进行电解铝的时候要使用电解槽，电解槽为电解铝的生产提供了一定的条件，但是在电解槽的使用过程中存在着散热不良的现象，这样就会导致电解铝出现破损的情况，从而导致电解槽的使用年限受到影响，也会使电解铝的质量下降。
电解槽的破损会使实际的使用情况受到影响。
本文对电解槽的破损进行了分析，从中找到维修的方式。
关键词：电解槽；破损；维修在使用电解槽的过程中，会出现破损的情况，要对其进行及时的维修，在进行维修之前要对电解槽破损的原因进行充分的掌握与了解，这样才可以对其进行维修处理工作，从而有效保障电解槽的可靠性与科学性，更好地满足电解铝的需求。
当电解槽出现破损情况的时候，会影响生产的效果，因此要对其进行及时的维修，从而使电解槽的基本结构得到有效的恢复，这样才可以使电解槽的具体应用得到充分的完善。
一、电解槽破损分析工作人员在使用电解槽的过程中会发生破损的情况，对破损的原因进行有效的分析，从分析中可以发现造成破损的原因主要分三种情况。
（1）渗透电解槽内钠的含量要处于平衡，但是在实际的情况中发现，钠的含量较少，同时钠出现了渗透的情况，使其最终成为了炭钠化合物，这样就会出现炭阴极破损的现象。
一般情况下，当电解槽内的温度达到400摄氏度到1000摄氏度之间，炭阴极出现破损的情况是十分严重的，当温度再度升高的时候，破损现象就会降低。
（2）电解质渗透。
阴极炭块材料的质量会对电解质的渗透量有一定的影响，当炭活性越大的时候，渗透量就会越大。
电解质渗透在电解槽破损是十分常见的一个现象，要对其进行格外的关注，在旧的电解槽中可以发现，电解质渗透会引起破损情况的发生。
（3）结构变异。
阴极炭块在工作的过程中会出现膨胀、分裂等情况，这样就会导致阴极内衬中出现破损变异，内衬是结构变异中十分常见的破损现象，在化学作用下，会使结构出现异常的情况，内衬炭块破损隆起后会使电解槽出现电压增强、过大等问题。
二、电解槽破损维修2.1检查破损位置在对电解槽破损位置进行检查的时候，首先要对其槽底进行深入的检查，工作人员要将尖头的铁杆放到电解槽的阴极处，对破损位置进行检查，主要是根据槽底缝隙的排列进行，最终对破损位置进行有效地确定工作，工作人员要将其进行记录。
铝电解槽的破损及维修分析
铝电解槽的破损及维修分析作者：杨天东来源：《科技风》2018年第23期摘要：铝电解槽为电解铝的生产提供了条件，铝电解槽在使用的过程中有散热不良的情况，容易引起铝电解槽破损，影响了铝电解槽的具体使用寿命和电解铝质量。
铝电解槽破损会影响到实际的应用效果，本文主要分析铝电解槽的破损以及维修的方法。
关键词：铝电解槽；破损；维修铝电解槽的破损及维修是一项重要的工作，了解电解槽破损的原因之后再实行维修处理，保障铝电解槽的可靠性，满足电解铝的实践过程。
铝电解槽发生破损后容易影响生产的效果，必须做好维修的工作，恢复铝电解槽的基本结构，由此才能完善铝电解槽的具体应用。
一、铝电解槽破损分析铝电解槽发生破损的原因主要有三种，分别是：（1）钠渗透，铝电解槽内钠的含量应该处于平衡的状态，实际情况下钠含量偏低，钠向阴极扩散、渗透，最终形成了炭钠化合物，引起了炭阴极破损的问题，铝电解槽内的反应温度在400—1000℃中炭阴极发生破损的情况最为严重，之后温度升高破损情况减弱；（2）电解质渗透，阴极炭块的材质关系到电解质的渗透量，炭活性远大，渗透量越大，而电解质渗透是铝电解槽破损中不能忽视的一项原因，从废旧的铝电解槽中就可以发现电解质渗透引起的破损问题；（3）结构变异，阴极炭块工作时容易出现膨胀、裂缝、隆起的情况，致使阴极内衬出现破损变异，内衬是结构变异中最为常见的破损情况，其变异最早期发生在焙烧阶段，在化学作用下引起结构异常，内衬炭块破损隆起后，就会在铝电解槽中造成偏流、电压增降过大的问题。
二、铝电解槽破损维修根据上文分析的铝电解槽破损的原因，分析铝电解槽发生破损后的维修策略，以便恢复铝电解槽的应用状态。
（一）检查破损位置铝电解槽破损位置检查时分为两个部分，第一部分是探查槽底，检查人员使用尖头的铁钎，放入到铝电解槽的阴极，根据电解槽槽底缝隙的排列逐步检查是否有破损并确定出破损的位置，记录下坑槽、裂缝的位置[1]；第二部分采用了阴极电流测量的方法，观察测量时电流的分布、阴极钢棒的温度，证明第一部分确定出的破损位置是否准确，专门测量破损位置处的阴极电流和阴极钢温度，得出铝电解槽的破损位置。
电解槽破损原因及破损槽运行管理
电解槽破损原因及破损槽运行管理摘要：本文主要针对电解槽的破损原因与破损槽的运行管理进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考依据。
关键词：电解槽；破损；原因；破损槽；运行管理；前言：铝电解槽，属于铝电解实际生产期间主要设备，国外的电解质平均寿命为7-8年左右，国内大型的预焙槽，通常会由于材料、设计、作业及运行管理等各方面因素所影响，电解质平均寿命为4-5年左右。
那么，为能更好地将电解质实际寿命延长，深入研究电解槽的破损原因与破损槽的运行管理尤为重要。
1、电解槽的破损原因及特征分析1.1电解槽的破损原因早期电解槽的破损因素包括：设计因素、内衬材料的质量因素、筑炉质量因素、焙烧启动与后期的管理质量因素。
依据电解槽遭到破坏因素实际比例可了解到，设计因素占比10%、内衬材料的质量因素与筑炉质量因素均各自占比20%、焙烧启动与后期的管理质量因素占比50%。
而若想确保槽的使用寿命得以提升，就应当从源头上着手，严控各个节点。
①设计因素注重设计的科学合理性，弹性槽壳对于内衬的材料膨胀所产生应力缓冲作用，对其膨胀予以有效地限制。
内衬材料，可吸收启动焙烧时阴极膨胀所产生部分应力，防止阴极扎固的碳缝出现断裂或起层等问题状况。
②内衬材料的质量因素阴极碳块的质量相对较差，启动焙烧时阴极碳块极易有隆起或折断情况出现。
糊料质量若不达标，则会导致剥落、起层情况出现，甚至会出现裂缝问题；保温砖的保温性能若不佳，则炉底部温度会相对较高，其电解质等相应温凝固线会逐渐上移到碳块上，促使碳块被破坏。
故而，保证内衬材料的质量，属于提升槽实际使用寿命关键点，需得到充分重视。
③筑炉质量因素若钢棒、糊料、碳块等温控不佳，并能严格依据筑炉工艺开展施工操作，则会导致碳块压的接压降差较大，电流会集中于向压降低阴极，促使阴极钢棒的温度过于高，加剧膨胀，极易导致阴极碳块被折断。
筑炉期间带入过多水分，人造的伸腿扎固是质量较低，均会导致焙烧时有较多通道形成，促使电解质逐渐沿着通道向下进行渗透。
浅谈400KA破损槽的修复技术研究及应用
浅谈400KA破损槽的修复技术研究及应用摘要：电解槽生产是一个高耗能生产过程，槽型越大，损耗相应增加，为了增加本文对400KA二次启动电解槽的生产工艺的应用进行了分析研究。
关键词：电解槽；阴极破损；修复1引言电解槽作为在高温、强磁场、强腐蚀环境下运行的设备，电解槽槽内发生着物理、化学与电化学反应，同时产出的铝液在槽内受磁场作用进行着运动，工业电解槽经过长时间的运行会出现破损现象，破损严重就需要停槽大修，停槽大修消耗大量的人力、物力、财力同时会使产量下降，而且废旧内衬回收技术还不成熟，存在环境污染等问题。
因此，掌握使用好电解槽修复技术具有重要意义，本文主要通过对阴极破损的修复方法进行了研究及分析。
2 工业铝电解槽的发展过程1888年电解法应用于工业炼铝，早期的电解槽只有几千安培、进入20世纪以后，随着整流技术的发展，小型预焙槽的电流强度得到了提升，同时出现了自焙阳极电解槽。
20世纪60年代，小型预焙阳极电解槽的电流强度提升到了50KA。
20世纪70年代后，自焙阳极电解槽与预焙阳极电解槽同时得到了发展，电流强度超过了100KA。
进入80年代以后，预焙阳极电解槽的优势逐渐显现。
1990年后，预焙阳极电解槽得到了全面的推广。
2000年后部分预焙阳极电解槽也纷纷进行了预焙阳极电解槽的改造，预焙阳极电解槽的槽型发展到了400KA及以上的超大槽型。
3 400KA电解槽生产现状目前400KA预焙阳极电解槽很多厂家已生产了6年以上的时间，铝电解槽在高温、强磁场、强腐蚀的作用下，阴极内衬随着槽龄的增长都会产生破损。
在生产过程中有部分厂家为适应市场情况不断的变化以及结合各自公司整体经营形势、电解铝成本及产品结构的分析，结合电解槽实际运行情况对停槽不进行大修理，而是通过局部小修理后直接进行了二次启动，这样的操作会加剧电解槽破损的速度。
4 400KA电解槽破损的主要形式电解槽破损的主要形式有阴极破损与侧部破损，阴极破损主要表现是阴极有裂纹和坑洞，侧部破损主要是侧部碳化硅结合氮化硅的断裂与氧化剥落。
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浅谈铝电解槽的破损及维修
【摘要】在电解铝生产实践过程中由于电解槽侧部散热不良、槽炉帮形成不好等一系列问题，使得电解槽侧部破损，从而降低电解槽的使用寿命。
本文对电解槽的破损原因进行了归纳分析，并提出了电解槽破损的检查与维修方法。
【关键词】铝电解槽；阴极内衬；破损；维护
1、铝电解槽常见破损形式及原因
通常所说的电解槽的破损是指其阴极内衬的破损，铝电解槽的阴极内衬使用期不到1年，称为早期破损。
槽内铝液中的铁含量连续增加，一般情况下，是槽底部阴极钢棒受铝液侵蚀熔化所致，往往是阴极炭块破损的征兆。
当铝液中的铁含量连续超过1%时，表示阴极炭块已发生严重破损。
电解槽阴极内衬破损可归纳为如下几种形式：
1.1阴极炭块及保温绝热结构的变异
阴极内衬的变异主要有：阴极炭块发生变形—膨胀、隆起、裂开或有冲蚀坑穴；炭块之间的炭糊接缝发生裂纹，其中侵渍着碳化铝、电解质和铝；炭块中的钢棒弯曲变形，一部分被铝熔解侵蚀，形成亮晶晶的铝铁合金；炭块下而的耐火砖层局部变质，向上隆起，呈凸棱镜状；侧部炭块受到侵蚀，其中渗透着铝和电解质，体积膨胀；槽壳变形，侧壁向外鼓出，四角上抬，底部呈船形。
阴极内衬的变异，一般是从焙烧启动期开始。
由于水分和挥发成分自下而上冒出，并由于炭缝体积收缩，填充在炭块之间的“炭糊”便与炭块分离，形成裂纹。
加入电解质开始电解之后，组织也开始酥松，给电解质和铝液的侵入创造了条件。
侵入炭块和炭缝中的铝液，继续向下渗透，直到炭块下而并淤积在那里。
NaF成分是阴极界而上的表而活性物质，它首先入侵，故在炭块下而发现柱状结晶的氟化钠。
侵入炭块下的电解质和钠还同耐火砖层发生化学作用，使其变质而体积胀大。
一旦铝侵入阴极钢棒区，则铁被熔解。
由于钠、电解质和铝先后侵入阴极内衬中，引起炭块和耐火层体积膨胀，于是炭块向上隆起。
在电解槽启动后6个月内，隆起高度不超过2cm，以后则逐渐增大，在36个月内达到10cm，以后趋于稳定。
当炭块隆起增大时，会引起电流偏流和电压降增大，铝的纯度降低，槽膛有效深度减小，造成电解槽操作困难，甚至停槽。
1.2钠的渗透
在一定的NaF/AlF3分子比和温度下，铝中的钠含量应为平衡值。
但是实际的钠含量恒低于平衡值，主要原因是钠向炭阴极渗透扩散引起的。
钠往阴极炭块中渗透之后，形成炭钠化合物，炭的晶格体积膨胀，使晶格变得酥松，这是造成
炭阴极破损的一个重要原因。
一般认为，钠的侵蚀作用在较低温度下尤其严重，因为炭钠化合物在高温下部分分解，一般在温度4001000℃内，钠对炭的破坏作用随温度升高而减弱。
故对于电解槽槽底的焙烧而言，焙烧温度达到900950℃之后再开始启动为宜。
1.3电解质的渗透
电解质的渗透量与阴极炭块的材质有很大关系。
渗透量增大的顺序与炭活性增大的顺序一致。
在无烟煤基阴极（未经高温焙烧的）中渗透量最多，其次是油焦和沥青基（未经高温焙烧的），在石墨阴极中最少。
而且，孔度大的材料渗透量多，孔度小的渗透量小。
根据对废旧电解槽内衬的观测，发现在炭阴极中儿有A14C3（呈黄色）存在的地方必有NaF生成。
有些废旧内衬中，NaF结晶体的厚度竟有4}6cm。
在NaF与A14C3之间还出现铝的晶片和晶体。
炭化铝广泛存在于阴极炭块木身的裂缝中以及炭块之间的扎缝中，这是电解质对阴极内衬侵蚀的结果。
2、阴极内衬破损的检查与维修
2.1破损部位的检查
2.1.1用铁钎探查槽底把直铁钎的尖端前部弯成长约l0cm的直角钩，然后把钩尖伸入阴极下而，按照底块和底缝排列的纵横顺序逐块逐缝依次探钩，把有坑和有缝的部位记录下来，并估计出破损部位的长度和深度。
另外，也可观察钩尖的情况，因在破损部位，由于铝水和阴极钢棒的接触，电阻很小，通电较多，沉淀较少，温度较高，所以，钩尖插入这里拔出后，钩尖会有冒白烟现象。
2.1.2测量阴极电流分布和阴极钢棒的温度为了进一步证实该槽是否破损，可根据槽内初检的情况，再测量一下阴极电流分布和阴极钢棒温度。
一般情况下，熔化的阴极钢棒的电流分布和温度都比正常的高。
2.2破损部位的填补方法
确定破损部位以后，应及时进行填补。
填补材料常用镁砂、镁砖块、氟化钙和氧化铝沉淀。
这些材料中的金属元素电位顺序都在铝以上，即使熔入电解质中，也不会在阴极上析出，不会影响电解的正常进行和原铝质量。
同时，这些材料密度较大，易沉在槽底，熔化或半熔化后，能以勃稠状态充填于破损的深处或覆盖在槽底，阻止铝液的渗漏，减少阴极钢棒被铝液进一步侵蚀，从而延长电解槽的寿命。
填充材料的预制方法：将上述材料的一种或几种与槽内取出的沉淀或铝液混合铸成块状，其形状大小和厚度，可根据破损部位尺寸灵活掌握。
一般为长方形，
比破损而积稍大一些，以能将破损而完全覆盖为宜。
冷却后使用。
在填补时，把这些成块的填充材料放在漏铲上，并用大钩钩住或用钎子压住，慢慢送到破损部位，覆盖住破损处。
然后再用弯钩检查一下放置位置是否准确，不准确要调整，直到合适为止。
在填补之前，务必先取一个铝试样进行分析，测定含铁数量。
然后在填补一昼夜后再取铝试样进行分析，比较它们之间的含铁情况。
如果含铁量停止上升或稍有下降，说明填补正确。
连续分析数次，直到含铁量逐渐下降到正常指标，才说明已经填补好。
如含铁量仍然上升，说明填补的部位不正确或没有补好，或另有破损之处，必须重新检查，重新修补。
实践证明，如果填补得好，维护妥善，槽底虽已破损，仍可维持较长的生产时间，仍可生产出高质量的电解铝。