延长铝电解槽寿命资料讲解
延长大型预焙槽寿命的生产实践
目录摘要 (4)第一章绪论第二章影响大型预焙铝电解槽寿命的因素2.1 电解槽的破损现象和机理 (6)2.1.1 电解槽的破损现象 (6)2.1.2 电解槽的破损机理 (8)2.2 影响电解槽阴极破损的因素 (9)2.2.1 电解槽物理厂的设计对电解槽的影响 (10)2.2.2 电解槽筑炉材料对电解槽阴极早期破损的影响 (11)2.2.2.1 阴极炭块的影响 (11)2.2.2.2 耐火保温材料 (13)2.2.2.3 阴极捣固糊 (14)2.2.3 电解槽内衬筑炉施工对电解槽阴极早期破损的影响 (14)2.2.4 被烧启动方法对电解槽阴极早期破损的影响 (14)2.2.4.1 铝电解槽焙烧的目的 (14)2.2.4.2 铝电解槽焙烧的方法 (15)2.2.5 电解槽日常操作对阴极早期破损的影响 (23)第三章延长电解槽阴极寿命的方法3.1 优化电解槽的磁场设计 (25)3.2 选用优质的内衬材料及富有经验的筑炉施工单位 (25)3.2.1 选用适宜的阴极碳块 (26)3.2.2 侧壁材料的选择 (27)3.2.3 电解槽内衬绝缘材料 (28)3.2.4 阴极捣固糊料 (29)3.3 先进的筑炉工艺 (29)3.3.1 阴极碳块采用挤缝粘接技术 (29)3.3.2 电解槽的砌筑 (30)3.4 运用先进的电解槽焙烧启动方法 (31)3.5 电解槽保持适宜的技术条件、优化日常管理 (32)第四章延长电解槽寿命的方法4.1 阴极碳块采用常温固化TiB2涂层 (33)4.2 被烧启动方法 (33)4.2.1 焦粒的选择与焙烧 (34)4.2.2 阳极的安装 (34)4.2.3 均热和防氧化措施 (34)4.2.4 分流器 (34)4.2.5 升温曲线的确定 (35)4.2.6 启动 (35)4.2.7 启动后期管理 (36)4.2.8 结论 (36)4.3 侧部炭块重塑法 (37)4.4 优化电解槽的内衬设计 (37)4.5 干式防渗料筑炉 (38)4.6 优化电解槽生产指标 (38)4.6.1 槽温控制 (39)4.6.2 电解质水平及铝水平的控制 (40)4.6.3 分子比和电解质成分的调节 (40)4.6.4 电压和效应的控制 (41)4.6.5 日常操作质量的控制 (41)参考文献 (43)摘要大型预焙铝电解槽是现代工业炼铝的主要设备，延长大型预焙铝电解槽的使用寿命，一直是各个铝厂工作者关注的重要课题。
如何延长铝电解槽槽寿命
筑炉 材料 质 量是 很客 观 的 因
，
它 直接 关 系着 电解 槽 的生 产 素 ．使 用前 要进 行 严格 检查 ．杜
效率 和 成本 ．我 国国 内的槽 寿命 绝使 用 劣质 品 例 如 ：湖北 某公
平 均仅 １ ０ 天 左右 ．远 远低 于 美 ０ ７
筑炉 丁艺 的选 取 大体 相仿 ．
寿命 。
高的 ．而且 异 常槽 Ａ Ｉ 在热槽 、 Ｃ
压槽 、滚 铝 ， 含炭 槽 中 大 量 生
子 比炉 帮 。
焙烧启动制度
电压 的管理 ：启动 后根 据铝 水平 和槽温 情 况 ．有计 划有 步骤
新 建 或 大 修 电 解 槽 都 必 须 经过 焙烧 启 动 焙 烧 的 主要 Ｆ 的 、 ｊ
总 之 ．启动 前期 的管理 必须 要 围绕 建立 好 的炉 帮来 展开 ，保
） 块 表 面温 度 高 于９ ０ Ｃ 减 轻Ｎａ 项Ｔ 作内容 ：１ 检查现 场槽盖板 ５ 可 ｏ
的破坏 作用 。启 动 温度 过低 ，会 及母 线绝 缘情 况 ，监 督 出铝 口保 证正 常 的打 壳下 料 ．防 止 出现 氧
周后 降 到４０ ．６Ｖ．随后 根 据 分
子 比和槽温及 Ａ 系数适 当提高部 Ｅ 分 电压 ．始 终保 持 电解 槽 的热稳
定性。
化．预热槽体使其接近电解温良
如果焙 烧启 动制 度 不合 理 ，会严
电解 槽 日常维 护措 施
电解 槽 日常 维 护 措 施 包 括 ５
重 影响 槽 寿命 。启 动时 ．槽 底 碳
成．会加重对内衬的侵蚀 。
适 当的分 子 比控制 。分子 比 地 对 电压进 行 调整 ．前 期要 快 ，
浅谈延长电解槽使用寿命的方法
【 关键词】 电解槽 ； 槽 寿命 ； 漏槽 ； 分析 ； 改进
大修 电解槽 时， 旧的电解槽槽 壳往往变形较大， 以往大修 电解槽时 对旧槽 壳的槽沿板焊接后。 因为旧槽壳存在不 同程度 的变形。 槽沿板 总 电解槽是 电解铝生产 的关键设 备， 其使用 寿命 的长短是制约电解 是不能完全遮盖住侧部炭块， 只好重新补焊 。为 了增加槽沿板 的焊接 铝生产企业经济效益提高的关键性 因素之一 。 电解槽寿命 已成为制约 强度， 更好 地保护侧部炭块 根 据大修 电解槽槽 壳变形量 的大小， 对 所 我 国铝 电解工业发展的障碍 。本文结 合生 产实际， 对影 响 ４ ０ ０ ｋ Ａ预焙 焊接槽沿板现场精确测量。 切割出合体的槽沿板， 再将每 片槽沿板 由原 阳极 电解槽使用寿命的主要 因素进行 了探讨， 采取了有效的改进措施， 来的点焊改为满焊的焊接方式， 确保了电解槽槽沿板 的焊接质量 。 获得 了显著效果提 高了电解槽 大修 质量 ’ 延长 了电 解 槽使用寿命 。 ３ ． ２ ＿ ３ 电解槽上部结构 实行二次就位 因电解槽大修时需将 电解槽上部结构 吊离槽壳进行修理 ， 由于电 １ 中铝兰州分公司电解 一厂 电解槽寿命的实际情况 解槽上部结构大修因使用周期 的不 同， 大修的方式不一 样， 所需修理的 中铝兰州分公 司电解～厂共有 ２ ８ ８台 ４ ０ ０ ｋ Ａ预焙 电解槽， 分别于 周期也不 同 因而， 不能够保证 电解槽 上部结构进行就位时还是原来 ２ ０ ０ ７ 年５ 月开始陆续投产 。截止至 ２ ０ １ ３ 年 ５月，共计停槽 大修 １ ２ ９ 吊出的位置 有的大修 时出现过 电解槽槽壳和上部结构 在安装就位时 台次 ， 小修 ７台次 。造成 中铝兰州分公 司电解一厂电解槽停槽大小修 因各种原 因无法顺利 连接 ， 造成 阴极 内衬内部损伤的情况。针对这一 的主要 原因是早期破损 的电解槽数量较多。 如果降低或提前 预防解决 情况相应采取 了改进方法。 电解槽上部结构实行二次就位， 从而避免 了 早期破损槽 ， 便会大大增加 电解槽的使用寿命 。 由此原 因造成 电解槽的破损 ３ ． ３ 采用新型 内衬材料 ２ 影 响电解槽寿命的因素及漏槽种类 随着 电解槽容量的增大． 其相对单位散热面积减小， 要求 电解槽侧 ２ ． １ 影响铝电解槽 阴极使用寿命的因素 部有更好 的散热特性 。 新型材料砖 的强度高航 氧化 、 耐腐蚀 ， 而且导热 影响铝电解槽 阴极使用寿命的因素很多， 主要有 以下七类 ： 性好 ， 易于形成侧部炉帮的保护层 。因而， 采用新型材料砖是 目 前较理 材料质量 ： 炭块 、 底糊 、 耐火砖和隔热板的质量 。 想 的选择 。 中铝 兰卅 １ 分 公 司电解一 厂在 将 电解 槽 由 ３ ５ ０ ｋ Ａ扩 容到 结构设备 ： 槽壳设计 、 内衬层次 、 热设 计、 母线配置设计 、 炭块组装 ４ ０ ０ ｋ Ａ的改造 时。 除 了增大 阳极尺寸 以外， 重要的措施之一就是 电解槽 设计。 侧部采用 了新型材料砖 筑炉技术 ： 砌 筑、 捣 固、 组装状况。 ３ ． ４ 加强 电解槽生产运行管理 焙烧 、 启动技术 ： 焙烧方式 、 升温曲线、 启 动方式 、 前期管理 。 电解槽启 动后 ， 电解槽 的先 天条件就 已经确定 。要想继续提高 电 生产技术条件控制 ： 温度 、 极距 、 电压 、 电解质成份 、 加工操作 、 出 解槽 寿命 ， 对电解 槽的生产运行管理便显得尤其重要 。如果后期管理 铝、 阳极工作状态 恰当， 会对 电解槽在大修 、 启动等阶段 产生的缺 陷起到弥补作用。 相反 ， 系列电力 制度 ： 电流强度大小和电流平稳程度 。 如果管理不 当就可能导致电解 槽的早期漏槽 所以中铝兰州分公 司电 维护 、 检测 的标准和手段 解 一厂从 电解槽 如何 形成和保持规整 炉膛、 稳定工 艺技术条件 ， 避免 ２ ． ２ 电解 槽漏槽种类 产生较大 的热 冲击 、 保持好 电解槽 物料平衡 和能 量平衡 ． 提 高 电解槽 电解槽铝液向阴极 内衬深层或槽外渗铝。 主要有 以下 五种类型 ： 自适应能力． 加强对漏炉槽 的分析和维护等方面加强 了对 电解槽后期
浅述铝电解槽寿命延长技术的应用与发展
浅述铝电解槽寿命延长技术的应用与发展摘要本文论述了铝电解槽寿命延长技术的应用与发展，为铝电解槽寿命延长技术走可持续发展的道路提供了一定的见解。
关键词铝电解槽；寿命延长技术；应用；发展1 引言我国通过近几年的技术进步电解槽寿命有了很大的提高，诸如某公司160kA、200kA铝电解槽寿命逐年提高。
其目前停槽寿命达到了1，680d左右，而且槽龄超过2，500d的电解槽也有一定的数量。
研究表明，影响铝电解槽寿命有以下5个环节。
其相对重要性比例为：电解槽设计20%筑炉材料10%、筑炉工艺20%、焙烧启动25%、生产管理25%。
我国几乎所有大型铝电解企业都采用焦粒焙烧启动技术。
在电解槽启动后设定合理的技术条件，经过一个稳定期后再使电解槽转入正常生产。
电解槽的稳定生产，不仅能高效低能耗，而且有利于延长电解槽寿命[1]。
2 对铝电解槽寿命延长技术应用的分析与认识2.1 影响电解槽寿命的因素有钠对阴极炭块的渗透、铝液的渗透、电解质的渗透，另外筑炉质量及原材料设计，启动后期管理、电解槽正常生产管理等等，都直接影响着槽寿命。
2.2 铝电解槽的焙烧启动技术对电解槽寿命的影响多年的生产实践证明，电解槽的运行寿命与电解槽的焙烧启动技术的选择有很大关系。
好的焙烧启动技术对延长电解槽的寿命是非常有益的。
现行的预焙电解槽焙烧启动技术大致可分为三种，即：铝液焙烧启动、焦粒焙烧启动和燃料焙烧启动。
2.3 电解槽停槽大修的几种原因图1列出了某公司1988年至2006年各年的槽寿命情况，由表可见电解槽寿命逐年提高，对各年的槽寿命情况进行了分类分析如图1所示。
2.4 电解槽破损原因分析对某公司停槽情况进行分析，造成电解槽破损的主要因素主要有以下几种：①钠渗透膨胀；②热冲击；③冲蚀坑；④冷捣糊的质量和扎固质量，造成脱落或冲刷、磨损、裂缝，使电解质进入阴极底部引起破损；⑤侧部人造伸腿脱落，侧部漏炉等，以上电解槽破损原因作者认为与焙烧启动、生产管理和操作有很大的3 依靠技术进步，以促进铝电解槽寿命延长技术的可持续发展3.1 焙烧和启动（1）焦粒焙烧方法的有效应用电解槽寿命其实就是电解槽内衬的寿命。
延长预焙铝电解槽寿命的技术方案和对策
年停措 的槽 毒帝 情蕊 鹰班攫 蓐 因 谱 鞯 了 长 延 铝电 Ｉ Ｉ 糖寿审 的黩 拳 方案 ． 杀枉 由 了避一 妒延
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箍 电解 槽 ；槽 寿命 ：电 旰ｌ庶 搬 ｝ 拳方 案 糟 撞
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良好 ．无发现礁损现象 如Ｏ ０—２ ３ 年停 能 略形成 坚固的 炉帮 ，更为 主要的 是其 （３ ￣ 措几平均 为铝 液焙烧槽 ．停槽槽龄较低 。 鞍 高的槽 温减 少钠对 阴投嶷块 的侵 蚀渗 ２０ ０ ５年三系列采 用了混 合料焙烧方法 ，是 透 从而减 少朋 授炭块 因钠的 吸收局 部 将煅后 焦、石墨粉按 一定比侧混合作为焙 膨 ｌ而产 生内应 力 ，这 为 电解榷 使嗣寿 ｊ 长
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命的 延长起 了关键性 作用 ２３ ２ ．３ 艺技术条件的优化保持
延长160kA铝电解槽槽寿命的措施
体 内衬 的不 良影 响 ，对延长 电解槽寿命奠定 了基础 。
该 厂 ２０ ０ ０年 首次 焦 粒 焙烧 槽 ４ ７ 、４９ ０ ＃ ６＃槽 龄 至今 已 达 １６ ３ ７天 ，槽 况 良好 ，未 发 现 破 损 现 象 。 ２０ ０ ２～
（ 均有 漏 停 槽 出现 ） ，而 ２０ ０ ４年 以后 停 槽 槽 龄 明显 提 高 ，且 无漏 停槽 的发 生 。近 几 年 的停 槽槽 龄 对 比情况
见图 １
个月 。该厂严格要求新开槽分子 比第一个月不得低于 ２ ，第 二 个月 不 得低 于 ２６ ． ８ ．，第 三个 月不 得 低 于 ２ ； ． ４
对氧 化铝 的添加 明确 规定 ：新 开 槽 第一 个 月 添加 新 鲜 过 的铝产 量 。可 以通 过提 高 电解 质 的 电导 率 、降低 阳
槽 电压ｆ ） Ｖ。
２３ 降低电解槽的热损失 ．
当 电流 恒定 时 ，如果 降 低 体 系 电压 （ 即减 少 电 亦 解 槽 的 能量 收入 ） ，则 为保 持 既 定温 度 下 的能 量 平衡 ，
科学 、合理和切实可行的措施 ，及时用之于生产实践
（ ２ ｌ １
２０ ２ ０
２ ０ ０３
２０ ０４
２ ｏ ０５
２０ ０６
２Ｏ ０７
中 ，得 到 了有 效 验证 和不 断 完 善 ，使 得 该 厂 的平 均停
槽 槽龄 由 ２０ ０ ３年 的 ｌ０ ２ ０天 ，上 升 到 ２０ ０６年 １０ ７２
该厂 对 焙烧 启 动 槽 的物 料进 行 严 格 的定 置定 量 添 加 和管 理 ，不 得 少加 、漏 加 和迟 加 。焙烧 期 间勤测 勤
延长铝电解槽寿命研究
世界有色金属 2023年 5月下4冶金冶炼M etallurgical smelting延长铝电解槽寿命研究乔晓明1，胡明钰2（１．武威市第二粮油储备库有限公司，甘肃 武威 ７３３００９；２．黄河鑫业有限公司，青海 西宁 ８１１６０５）摘 要：通过对生产实践中几种常见电解槽破损形式及原因进行梳理和分析，从提高电解槽内衬质量、加强启动初期管理、严控生产技术条件、提升正常生产管理水平等方面，对延长铝电解槽寿命途径进行探讨研究，从而达到延长电解槽寿命、减少大修费用，降低电解铝生产成本，提高生产企业经济和生态效益的目的。
关键词：阴极破损；寿命；内衬材料；焙烧中图分类号：ＴＦ８１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－０００４－３Study on prolonging the service life of aluminum reduction cellQIAO Xiao-ming 1, HU Ming-yu 2（１．Ｗｕｗｅｉ Ｓｅｃｏｎｄ Ｇｒａｉｎ ａｎｄ Ｏｉｌ Ｒｅｓｅｒｖｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｗｕｗｅｉ ７３３００９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕａｎｇｈｅ Ｘｉｎｙｅ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｉｎｇ ８１１６０５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｒｄｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎ ｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ｄａｍａｇｅ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｗａｙｓ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ｌｉｎｉｎｇ， ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｓｔａｒｔｕｐ， ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｎｏｒｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒｈａｕｌ ｃｏｓｔ， ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ， Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Keywords: Ｃａｔｈｏｄｅ ｂｒｅａｋａｇｅ； Ｌｉｆｅ； Ｌｉｎｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ； Ｒｏａｓｔｉｎｇ收稿日期：２０２３－０３作者简介：乔晓明，生于１９８９年，男，工程师，青海门源人，大学本科，工学学士。
延长槽寿命
190K A大型预焙槽延长槽寿命技术研究报告肥矿集团公司泰山铝业分公司二○○六年十一月目录前言 (2)一、课题的提出 (2)二、技术方案的开发和应用 (3)（一）190KA铝电解槽砌筑工艺的改进 (4)一）190KA铝电解槽内衬设计介绍 (4)二）190KA铝电解槽砌槽扎固工艺的改进 (6)（二）190KA铝电解槽二次铝液全电流焙烧启动方法的改进和创新 (9)（三）不同槽龄电解槽新工艺的改进和应用 (11)一）老龄电解槽工艺改进 (11)二）新启动电解槽工艺改进 (12)（四）规整炉膛技术的应用 (13)（五）低温电解在老龄电解槽中的应用与改进 (15)三、效果分析 (17)四、经济效益 (19)（一）直接经济效益 (19)（二）间接经济效益 (20)190KA大型预焙槽延长槽寿命技术研究前言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主要设备，虽然铝电解过程中本身不消耗底部阴极侧部碳块内衬，但在腐蚀和各种应力作用下，日积月累，电解槽内衬将受到严重破坏，迫使停槽。
停槽后，须进行大修，将旧内衬全部弃除，槽壳进行校正修复后重新砌筑。
这不仅缩短电解槽设计寿命，而且花费众多人力，也消耗大量昂贵材料，同时大修期间停产，经济损失巨大。
目前，一般电解槽的设计寿命在3～4年，少数可达4～6年。
我国电解铝技术属国际上等水平，但与国外先进水平相比，电解槽寿命相差500～1000天。
铝业公司自2002年11月开始致力于该项目的研究，期间经历了部分电解槽停产和二次启动、重建炉帮以及大修电解槽再开槽、续建电解槽启动等多次生产难关，积累了丰富的生产经验。
一、课题的提出190KA铝电解槽寿命是受电解槽内衬设计、材料、筑炉、焙烧启动和操作等因素影响的一项综合指标。
其中，内衬设计对电解槽寿命的影响能占到20%，其它材料占到10%，筑炉占到20%，焙烧启动占到25%，操作占到25%。
泰山铝业公司一期62台190KA电解槽自2002年11月投产以来，大部分运行已达到3年多，局部存在不同程度的内衬破损现象，如侧部碳块内衬侵蚀严重，个别所剩厚度不到5cm，散热孔温度超过400℃；底部阴极碳块存在局部小裂缝和冲蚀坑等破损，阴极钢棒局部熔化，甚至阴极钢棒头温度达到320℃，炉底钢板温度接近180℃，存在底部和侧部漏炉的潜在性危险，严重威胁到电解槽正常使用寿命。
电解槽寿命管理
相对误差
0.715497 0.689759 0.61827
Dmn 误差
0.208327 0.255606 0.24596
4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1080
1099 1281 1366 1543 1565 1621 1671 1714 2562 2611 2672 3164
17
3317
3136.42
180.5801
0.054441
0.070292
51
国内现有提高预焙铝电解槽寿命的 技术和措施
国内现有提高预焙铝电解槽寿命 的措施是对症下药，也就是根据对现 有槽情况的分析结果，有针对性的采 取措施。目前主要有以下一些：
52
⑴ 改变阴极不合理结构：如增加伸 缩缝，改变侧部“圈樑”结构；加工 面宽度应根据有关情况通过试验而定， 不能照搬外国的数据。
27
② 由于电解质渗透和长期使用，耐火和 保温材料性能改变，槽无法在正常条件下 运行。 槽侧块由于磨蚀和氧化等原因而逐步 损坏，造成测部漏炉。 材料质量和操作条件、设计是其决定因 素。
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消灭非正常破损、降低早期破损 率、延长正常破损期是提高槽寿 命的关键。
29
五、影响槽寿命的因素
设计—磁、流动、热和应力场的合理化 施工质量和材料
4
槽寿命与吨铝大修费关系 1500
元/吨铝
1000 500 0 0 2 4 6 8 10 槽寿命(年) 系列1 系列2
5
因电流效率降低而增加的费用
吨铝增加费用(元/吨 铝)
300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 电流效率降低(%)
6
槽电压上升与费用增加的关系 250
延长铝电解槽寿命的几条途径
区域治理前沿理论与策略延长铝电解槽寿命的几条途径童永寿 高睿 陶小亮青海益和检修安装有限公司，青海 大通 810100摘要：从焙烧启动、后期生产管理及破损槽修补维护等方面进行浅显分析，以延长其电解槽使用寿命。
关键词：铝电解槽；槽寿命；焙烧启动；修补铝电解槽是铝电解生产的主要设备，电解槽寿命的长短直接影响生产成本和企业的经济效益，影响槽寿命长短的因素及各自所占的比例为设计占20%，材质占10%，筑炉占20%，焙烧启动占25%，生产管理占25%，提及到槽寿命，就会不可避免的谈到破损槽，然而对于破损槽，只要修补和维护方法得当，也可适当地延长电解槽使用寿命，。
本文着重从焙烧启动、生产管理、及破损槽修补维护方面对延长铝电解槽寿命进行探讨。
一、焙烧启动新建或大修电解槽进入正常生产前都必须经过焙烧启动这一重要过程，铝电解槽焙烧的目的在于通过一定时间的缓慢加热，使电解槽内衬的水分烘干，阴极内衬中的扎糊进行烧结，阴极和阳极温度达到或接近正常温度。
焙烧方法有三种，分别是铝液焙烧法、焦粒焙烧法和燃料焙烧法。
综合比较上述三种方法，权衡利弊，采用焦粒预热法有利于延长槽寿命，原因是：（1）阴极从常温下逐渐升温预热，有效地避免了铝液预热法中灌入高温铝液的瞬间对槽内衬强烈的热冲击，内衬中的糊料因收缩而产生裂纹，造成早起破损和漏炉的隐患：（2）焦粒层保护阴极表面不受氧化：（3）使用分流器可以更合理的控制焙烧速度，且焙烧过程中阴极表面若有裂纹或其他缺陷，则用高分子比的电解质填充其裂缝及缺陷，可以有效预防电解槽早起破损，从而有利于延长槽寿命。
当然焦粒焙烧法对于槽寿命也有其缺点：（1）阴极表面温度不均匀，产生局部过热，（2）槽四周扎糊预热不良。
当然这两个缺点我们可以采用适当的方法避免：（1）采用各种分流手段，使阳极电流分布均匀，避免局部过热，（2）装炉时砌筑电解质块，保护四周扎糊，逐渐焙烧焦化，避免热震。
启动方法有干法启动和湿法启动之分，湿法启动又可分为效应启动和无效应启动两种，比较以上两种方法，采用无效应启动有利于延长槽寿命，原因是：（1）湿法无效应启动避免了干法启动过程中部分阴阳极脱离产生的高温电弧损伤阴极，（2）无效应启动固体固体融化慢，槽四周扎糊可以缓慢焙烧焦化，避免高温电解质直接接触焙烧好的边部扎糊产生热震而影响槽寿命。
延长在产石墨化阴极铝电解槽寿命的探析
世界有色金属 2021年 10月上14冶金冶炼M etallurgical smelting延长在产石墨化阴极铝电解槽寿命的探析郭 彬，刘 驰（内蒙古锦联铝材有限公司，内蒙古 霍林郭勒 ０２９２００）摘 要：简要介绍了铝电解槽的生产原理和延长槽内衬寿命的意义，通过对石墨化阴极特点及腐蚀机理的分析，以某企业４００ＫＡ石墨化铝电解槽为例，提出合理匹配的电解工艺技术条件和创新修补腐蚀坑的材料和方法，能减缓铝液流速，散热增加，炉底偏冷的状态下，炉底会生长和修补上一层保护层，达到保护阴极，提高槽寿命的目的，每年可创效１９９９２万元，减少固体危险废物１５９６０吨，实现了良好的经济和环保效益。
关键词：石墨化阴极；铝电解槽；腐蚀机理；措施；寿命中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１９－００１４－２Prolonging the life of graphitized cathode aluminum electrolytic cellGUO Bin, LIU Chi（Ｎｅｉｍｅｎｇ ｇｕ Ｊｉｎｌｉａｎ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，Ｈｏｌｌｉｎｇｏｌｅ ０２９２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔａｎｋ ｌｉｎｉｎｇ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｔｉｚｅｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｉｎ ａｎ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ４００ ｋａ ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ， ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｒｅｐａｉｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｉｔ， ｃａｎ ｓｌｏｗ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｌｉｑｕｉｄ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ， ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ， ｆｕｒｎａｃｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｌａｎｔｓ ｃｏｌｄ， Ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｗｉｌｌ ｇｒｏｗ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ａ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ， ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｃａｔｈｏｄｅ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｎｋ， ｃａｎ ｃｒｅａｔｅ ａｎ ａｎｎｕａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ １９．９９２ ｍｉｌｌｉｏｎ ｙｕａｎ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｈａｚａｒｄｏｕｓ ｗａｓｔｅ ｏｆ １５，９６０ ｔｏｎｓ， ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Keywords: Ｇｒａｐｈｉｔｉｚｅｄ ｃａｔｈｏｄｅ； Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ； Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ； Ｍｅａｓｕｒｅｓ； ｌｉｆｅ1 概述电解槽是电解铝产品生产的主要关键设备，电解槽内衬又是电解槽的核心。
推行铝电解新工艺 延长槽寿命
５６２＃槽启动前 温度分布图
．／人 ９６０ ．／入＼．
制
薅９３０
Ｊ＋系列１
９００
前东
前中
前西
后东
位置
后中
图５ ５６２＃槽启动前温度分布图
后西
５６２＃焙烧升温曲线图
１０００ ８００
型６００
４００ ２００
Ｏ
ｌ Ｉ—一
１ ２３４
ｔＪ，
ｌ ５ ６７８
．ｒ，一．ｒ詹，．１一
９ １０ ｌｌ １２ １３ １４ １５ １６ １７ １８ １９ ２０
采用“先装炉、后灌铝、短焙烧”方法，焙烧温度偏低，易造成效应启动；后期管理中炉膛四角易长 炉帮，电解槽波动大，槽寿命短，生产指标较低。以５２２＃槽为例，启动前四角与大面中间温度差大（见图 １），且四角温度偏低且升温不均匀（见图２），阴、阳极电流分布不均，且电流主要集中于阳、阴极大面中 间部位（见图３、４），启动后电压保持不住，效应启动。启动后期管理中，电解槽炉膛四角易长炉帮，且形 成的妒胜不规整。实践证明，电流效率与槽寿命偏低。５２２＃电流效率平均仅为８９．５％：槽寿命为１１ １４天。
４３．４
入工艺技术条件波动图：极距
一
２００３证
４３．５
２０００
２００ｌ
２００２
芷
２００３
２００４
２００４芷
４３．４
图１１ ２０００．２００４年３月极距波ｉ：（ｍｍ）
２．３四稳定 四稳定即阳极工艺稳定、槽温稳定、电解质成份稳定和电流稳定。
２．３．１阳极工艺稳定 由于阳极长宽比大（２．５：１），致使阳极电流分布不太均匀；阳极电流密度偏小，为０．８３Ａ／ｅｒａ２，阳极四
表１ ２０００—２００４年３月电解质和铝液面高度
200KA电解系列延长槽寿命的对策
由于沟槽贯穿阳极底掌减小了流体在阳极周 围的阻力，使流体运动更平稳；通过阳极开槽， 有效抑制了槽电压的摆动和针振，使电解槽的运 行更加稳定。电解槽的平稳工作不仅能获得较好 的生产技术指标，而且可以保持槽子的稳定运行 状态和热稳定性，从而延长槽寿命。 1.1.3根据槽自身情况进行了适当的改造 在电解槽出铝端和烟道端散热孔下面的钢板 上均匀的垂直开孔，以增加电解槽的散热量，改 变了电解槽两端侧部温度偏高可能对槽寿命产生 的不利影响。改造后电解槽两端侧部温度平均下 降21℃，有利于电解槽的运行稳定。 （开孔前后 温度对比见表3）
335.5
401.9 20.4 381.5
B
370
405
360
370
400
440
382
389.6
1.2.正常生产期电解槽的维护管理 从我公司漏炉统计来看，发生的漏炉绝 大多数情况是侧部漏炉。停槽大修时发现， 大部分槽电解槽侧部上口200mm侧部砖已 经严重腐蚀，变得非常薄，有些槽甚至炭 块完全被腐蚀掉。因此，维护重点主要集 中在电解槽侧部，通过侧部小修和侧部保 护达到延长槽寿命的目的 .
8月29日 386-425 180-250 24 9月11日 415-435 180-201 24.5 9月15日 419-447 194-210 24 9月14日 420-437 186-197 26 9月17日 400-430 280-310 25
952 955 950 949 952
4096
4047
表4 部分槽补炉前后侧部钢板温度变化数据
槽号 修补 部位 时间 补前钢 板温度 (℃) 补后钢 板温度 (℃) 补时铝 补时电 水平(cm) 解质水 平(cm) 18 17 19 20 20 补时 槽温(℃)
延长240KA预焙铝电解槽寿命的几点建议
延长240KA预焙铝电解槽寿命的几点建议摘要：目前电解槽的槽寿命直接关系到企业的经济效益和发展前景乃至生死存亡。
因此进一步提高电解槽的槽寿命是当前铝行业最为关注的一个重要课题。
本文通过对240KA预焙槽停槽的实际情况分析发现致使240KA预焙电解槽破损到停槽的原因和影响电解槽槽寿命的因素，进行了深入的原因分析并提出了几点建议。
关键词：铝电解槽；筑炉；焙烧启动；后期生产操作管理；槽寿命前言目前，我国大型预焙电解槽的容量或者生产技术指标均已接近国际先进水平。
唯有铝电解槽的平均使用寿命都在3-5年，部分可达到5-7年。
随着科学技术的不断发展，大型预焙槽计算机智能模糊控制技术的广泛应用，生产操作人员技术水平的不断提高、操作管理因素所占的比例有所降低，加之社会突飞猛进的发展必将导致电解槽的设计与材质等各方面的质量关增多，从而可以看出影响电解槽使用寿命的因素是紧密联系、不可分割的。
1、电解槽大修对材料和施工的要求1.1 筑炉材料。
电解槽筑炉所用材料包括炭素材料，隔热保温材料和耐高温材料等。
阴极内衬材料包括阴极碳块和侧部碳化硅结合氮化硅及捣固糊等炭素材料。
根据不同的石墨化程度，阴极碳块又分为多种类型，主要有无烟煤无定型炭质碳块、无烟煤+石墨粉的混合型炭质碳块、半石墨质碳块、半石墨化碳块和全石墨化碳块，我公司采用无烟煤无定型炭质碳块、半石墨质碳块，它是用石墨化的骨料加粘结剂形成的碳块，在2300℃下进行热处理。
耐高温隔热保温材料要符合电解槽大修技术标准的性质和要求。
1.2 内衬施工质量。
阴极内衬砌筑质量的好坏对电解槽使用寿命有直接的影响，是保证电解槽寿命最为关键的一个环节。
高的内衬施工质量，是电解槽设计理念的完美体现，它要求施工人员严格按照各工序的标准进行作业并要严格检查各工序的施工质量，在筑炉工艺上尽可能采用先进的筑炉工艺技术。
2、电解槽焙烧启动及正常生产管理2.1 焙烧。
一般电解槽的焙烧预热和启动方法的好坏，是引起电解槽早期破损的原因之一，因此采取合理的焙烧启动方案是非常重要的。
谈如何延长铝电解槽使用寿命
谈如何延长铝电解槽使用寿命摘要：本文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。
关键词：铝电解槽使用寿命延长据报道，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。
一、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一钠中间化合物，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1mm，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。
影响电解槽侧部炉帮不易形成的原因主要是：(l)电解槽槽壳及槽壳与地面酌空间设计不尽合理。
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。
浅谈延长电解槽使用寿命的方法
浅谈延长电解槽使用寿命的方法【摘要】本文分析了中国铝业兰州分公司电解一厂电解槽使用寿命情况，对影响电解槽使用寿命的因素进行分析，并结合生产实际采取了改进措施，杜绝了因漏槽停产的电解槽，延长了电解槽使用寿命，取得较好的经济效益。
【关键词】电解槽；槽寿命；漏槽；分析；改进0 前言电解槽是电解铝生产的关键设备，其使用寿命的长短是制约电解铝生产企业经济效益提高的关键性因素之一。
电解槽寿命已成为制约我国铝电解工业发展的障碍。
本文结合生产实际，对影响400kA预焙阳极电解槽使用寿命的主要因素进行了探讨，采取了有效的改进措施，获得了显著效果，提高了电解槽大修质量，延长了电解槽使用寿命。
1 中铝兰州分公司电解一厂电解槽寿命的实际情况中铝兰州分公司电解一厂共有288台400kA预焙电解槽，分别于2007年5月开始陆续投产。
截止至2013年5月，共计停槽大修129台次，小修7台次。
造成中铝兰州分公司电解一厂电解槽停槽大小修的主要原因是早期破损的电解槽数量较多。
如果降低或提前预防解决早期破损槽，便会大大增加电解槽的使用寿命。
2 影响电解槽寿命的因素及漏槽种类2.1 影响铝电解槽阴极使用寿命的因素影响铝电解槽阴极使用寿命的因素很多，主要有以下七类：材料质量：炭块、底糊、耐火砖和隔热板的质量。
结构设备：槽壳设计、内衬层次、热设计、母线配置设计、炭块组装设计。
筑炉技术：砌筑、捣固、组装状况。
焙烧、启动技术：焙烧方式、升温曲线、启动方式、前期管理。
生产技术条件控制：温度、极距、电压、电解质成份、加工操作、出铝、阳极工作状态。
系列电力制度：电流强度大小和电流平稳程度。
维护、检测的标准和手段。
2.2 电解槽漏槽种类电解槽铝液向阴极内衬深层或槽外渗铝，主要有以下五种类型：侧部漏铝：侧部内壁破损，渗漏通道在铝水平以下部位。
阴极棒孔漏铝：底部阴极破损，铝水沿钢棒漏出。
底部漏铝：铝水从槽壳底部漏出。
严重溶化钢棒：铝水渗漏到深层钢棒。
伸腿破损漏铝：铝水经槽壳与内衬的缝隙从阴极窗口流出。
提高铝电解槽寿命的根本途径
提高铝电解槽寿命的根本途径摘要：焙烧工艺是将铝电解由低温的状态逐步向高温的状态转换，这项工艺的主要内容就是焙烧工艺的选择，使内衬中的水分可以及时的排出。
针对电解槽焙烧启动期间造成铝电解槽破损的问题，我们从焙烧工艺和设备进行了不断探索，严抓筑炉和焙烧启动操作质量，进一步延长了电解槽寿命。
本文通过分析各类焙烧的工艺，分析其对电解过程产生的影响，并提出了相应的改进措施。
关键词：焙烧；工艺；铝电解槽一、预焙铝电解槽焙烧的目的和要求焙烧的目的：排除砌体水分，加热槽体；焦化炭块之间和阴极钢棒周围的糊料；使阴极接近或达到正常作业温度；焙烧期间熔化了的高分子比电解质渗入炉底，起到堵塞裂缝、修补缺陷的作用；加热阳极及装炉物料，使阳极温度达到生产温度，熔化物料，满足启动需要；满足电解槽内炭素材料对碱性物质的大量吸收。
焙烧的要求：均匀缓慢的加热电解槽阴极内衬、阳极以及装炉物料，使三者达到一定的温度条件，以利于下一步的启动操作。
二、焙烧方法和各类的优缺点1、焦粒焙烧法。
焦粒焙烧法是在电解槽内铺设一层电阻层，其厚度为15毫米，在电力接通后，在阴极和阳极之间会产生热量，形成电解槽的焙烧。
焦粒焙烧法的热量主要是由阴极的炭块提供，在焙烧的过程中，不会出现温度骤升的问题，温度是在常温的基础上慢慢地提高，可以有效的防止槽因为温度骤升而发生破裂的问题。
而且在加热的过程中，不需要借助其他的设备，而且焙烧在短时间内就能完成，焙烧的效率非常高。
但是焦虑焙烧法也存在一定的局限性，其传热不具有均匀性，导致了局部的温度过高，阳极的电流不能平均的分布，会导致局部过热的问题。
2、石墨粉焙烧法。
这种方法的原理与焦粒焙烧法的原理具有相似性，应该先将不同粒径的石墨划分出来，然后将石墨粉放在炉底，铺设的厚度在30毫米左右，通电后即可完成焙烧工艺。
石墨焙烧法中，石墨的质地比较软，而且铺设的厚度较大，可以与阳极良好的接触，在电流分布上非常的均匀。
而且石墨粉具有较好的导电性。
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2.1 铝电解槽内衬破损直接影响槽寿命 ➢ 铝电解槽内衬破损的成因
• 阴极碳块局部破损 • 捣固糊局部破损 • 侧部碳块局部破损
➢ 铝电解槽内衬破损的机理
• 热冲击产生的热应力不均 • 阴极内衬吸钠产生应力不均 • 机械磨损以及阴极表面的副反应
3.延长槽寿命措施及有效性分析
根据仿生学原理，确定影响电解槽寿命的五个环节 ➢ 电解槽结构设计 ➢ 材料选择 ➢ 筑炉工艺 ➢ 焙烧启动技术 ➢ 生产操作
度过高及局部欠烧情况。温度梯度较大，阴 极电流分布不均，电解质含碳高，能耗略 高，操作复杂。
石墨粉焙
温度梯度小，可弥补
石墨价格高，操作复杂，石墨电阻较
烧
内衬缺陷，电解质洁净 低，升温缓慢，焙烧时间较长。
燃料焙烧
可达到很均匀的温度
分布，加热速度可控，不 需电能，无阳极氧化问 题，能耗低，外能源预 热。
1860.4 1882 1524 1629
2006.7 1879.5 1749 1598.5
3.1.2 筑炉工艺和施工质量的把关
➢ 阴极碳块组装质量 ➢ 扎固糊温度及扎固压力控制 ➢ 针对薄弱部位，强化扎固质量 ➢ 根据筑炉材料的性质，制订技术措施和施工方案 ➢ 完善电解槽内衬砌筑检查规程，保证施工工程质量
3.2.3 混合料、铝液启动阶段对比分析
3.2.3.1 干法、湿法启动的特点分析 湿法、干法启动特点及优缺点分析对比表
启动 方法
干法启动
特点
优缺 点
靠弧光放电， 熔化冰晶石造 液
电压波动大， 在10-30V之间
湿法启动
无效应启动
有效应启动 低AE启动 高AE启动
控制电压在10V以 AE电压在 AE电压在 内，慢慢熔化固体 12V以下 12V以上 料造液
优点
缺点
铝液焙烧 焦粒焙烧
过程简单、平稳，最
终温度分布较匀、碳块氧 化少、电解质洁净
极裂缝中，影响寿命。 焙烧时间长。初期升温过快，温度梯度大， 能耗高。
容易控制，焙烧时间 较短，48-72小时，启动 效应电压低，可弥补内衬 缺陷
阳极电流分布控制较难，易出现局部温
阴极和捣固糊表面氧化破坏，易出现阴
极裂缝、上抬和削落，启动困难，启动效应 时间长，设备复杂，操作难度大，需要维 修，安全措施、有害气体防护等要求较高。
3.2.2 混合料焙烧与铝液焙烧应用情况 对比
3.2.2.1 预热方式的对比分析 ➢ 铝液焙烧预热
铝液高温热冲击是造成电解槽产生早期破损的主要原因。
延长铝电解槽寿命 技术和方法
中铝贵州分公司 龚春雷
1. 前 言
➢ 延长铝电解槽寿命是降低电解铝生产成本的需要。 ➢ 延长铝电解槽寿命是环境保护需要。 ➢ 延长铝电解槽寿命是追赶国外先进技术的需要。 ➢ 国内出现3000天以上的电解槽是延长电解槽寿命
技术成功的标志。
2. 影响铝电解槽寿命的主要因素
启动时炉底温度 高，并且电解质中 碳渣不易分离
碳渣易从电解质中分 离出来
3.2.3.2 启动效果对比
贵州分公司不同焙烧技术阴极破损或剥层统计
内容
铝液焙烧 混合料焙烧
启动槽数量（台）
96
138
阴极破损或剥层数量
19
4
（台）
所占比率
19.5%
2.9%
中铝贵州分公司推广应用混合料焙烧启动技术后，
平均停槽槽龄增加305.5天。
3.3 非正常期管理技术的评价
3.3.1 三种非正常期技术管理的特点 ➢ 三个月非正常期
严格执行原日方基准。
➢ 缩短非正常期
快速降低分子比和电解温度，提高铝水平。
➢ 延长非正常期
增加电解槽的过渡期，缓慢降低电解温度、分子比， 铝水平相对较低。
3.3.2 非正常期管理分析与评价
➢ 电解槽采用碱性电解质启动之后，缓慢提高酸度 有利于降低阴极压降。
• 四端、五端、六端进电 • 单围带摇篮架式 • 四点交替下料 • 模糊控制技术 • 窄炉面
3.1.1 电解槽结构设计
➢ 电解槽结构设计对槽寿命的影响实例
贵州分公司186KA电解槽与160KA电解槽停槽槽龄统计
槽型
2004年 2005年 2006年 2007年 平均
186KA槽 1709 （天）
160KA槽 1492 （天）
➢ 焙烧过程电压变化曲线
混合料焙烧冲击电压低，焙烧过程电压下降平缓；铝 液焙烧冲击电压高，焙烧过程电压波动大。
3.2.2.2 焙烧环节的对比分析
评判焙烧效果的数据资料 ➢ 预热焙烧期间加热速率，即升温过程； ➢ 阴极碳块、耐火材料及绝热材料的垂直温度梯度； ➢ 预热焙烧期间阳极（阴极）电流分布； ➢ 最终阴极表面平均温度； ➢ 最终阴极表面温度分布。
➢ 混合料焙烧预热
符合“缓慢加热，均匀升温” 原则 ，为延长槽寿命创造 条件。
3.2.2.2 焙烧环节的对比分析
➢ 焙烧过程升温曲线
混合料焙烧更接近于理想的升温曲线。
➢ 焙烧过程阴、阳极电流分布
混合料焙烧电流分布均匀较好。
➢ 焙烧过程温度场分布
混合料焙烧能有效控制850℃等温线，横向温度分布 均匀。
3.1 电解槽结构设计、筑炉工艺操作 以及筑炉材料选择
3.1.1电解槽结构设计 ➢ 铝电解槽较佳设计效果
• 侧部散热，底部保温； • 钢壳强度高，变形小； • 下料器布局利于氧化铝溶解扩散，浓差变化小； • 母线配置均衡槽内磁场分布，铝液流速适当。
3.1.1 电解槽结构设计
➢ 高效大容量电解槽结构设计特点
3.4.2 新工艺概念的提出和应用
新工艺的特点是有效控制针振、冷热
好的工艺更需好的执行!
➢ 缩短非正常期能获得短期高电流效率。 ➢ 缩短非正常期，电解槽产生热震，阴极破损机率
增加。
➢ 增加过渡期，符合“不至在内衬中形成非正常期 的温度梯度以及减少由此造成的内衬材料损坏” 的工艺要求。
3.4 正常期电解槽管理
3.4.1 装备技术的创新 ➢ 自适应技术及点式下料系统的开发应用 ➢ 分布式技术的开发应用 ➢ 电解计算机管理程序的开发应用 ➢ 模糊控制技术的开发应用
3.1.3 新型内衬材料的开发应用
➢ 30%石墨阴极碳块的工业应用，提高抗钠侵蚀和 膨胀能力
➢ 上下复合侧部炭-氮化硅的工业应用，提高电解 槽侧部散热能力
➢ 异型阴极碳块的工业应用，提高铝电解技术经济 指标
3.2 大型预焙槽预热焙烧启动技术分析评价
3.2.1 铝电解槽常用焙烧方法及优缺点比较
焙烧方法