400KA电解槽槽壳变形的原因分析

李磊

摘要：伴随着我国科学技术的不断发展，我国工业技术也得到了进步。在一定程度上400KA电解槽槽壳变形成为限制大型预焙电解槽安全、高效以及平稳运行所需要解决的主要问题之一，这种情况的出现会严重影响到电解槽的槽寿命的。基于此，本文主要针对电解槽实际生产情况，根据电解槽壳的设计理念，在其中找到了电解槽槽壳变形的原因，并做出分析，在一定程度上给出针对性的措施，予以有关单位参考与借鉴。

关键词：400KA电解槽;槽壳变形;原因分析;针对措施

前言

电解槽是铝电解生产当中所需要使用的设备之一，其槽壳是电解槽体的重要组成部分，在长时间使用过程当中，因为各方面的因素影响，容易导致其出现变形，严重时还会影响到电解槽的正常生产。若是电解槽槽壳的变形影响到电解槽槽寿命的话，在一定程度上必定会影响到正常生产工作。要解决400KA电解槽槽壳变形就需要在生产中对技术条件进行优化，充分运用电解槽大修，从停槽管理到槽壳加固等方面进行各环节的管理，只有这样才能让电解槽槽壳变形现象有所降低。

一：400KA电解槽槽壳变形现状

电解槽槽壳的变形是会直接影响到槽寿命的长短，电解槽槽壳變形主要是从焙烧启动到停槽大修过程中。电解槽槽壳变形是会直接影响电解槽的安全稳定性，会造成电解槽的稳定性低。在某种程度上也会直接导致电解槽炉膛内部状况越发恶劣，这种情况的出现会让铝水平的参数波动不断变化。若是出铝之后或是换极之后是很容易造成电解槽的参数大范围波动的，在一定程度上也有可能造成电解槽槽壳出现变形现象。

二：电解槽槽壳变形的主要原因分析

2.1 电解槽槽壳自身材料强度较低

电解槽槽壳大多都是使用的10-22毫米的钢板焊接组成的，然而对于很多的大型电解槽的容量一般都是400KA的电解槽槽型，对于这种大型的电解槽来说，由于涉及原因造成自身的强度相对较低，这种情况虽然不是电解槽槽壳变形的主要原因，但是这也是最为重要的原因之一。

2.2 生产技术条件不足，病槽现象频发和铝电解生产中液态电解质不断地向阴极炭块渗透

电解槽病槽的温度明显要高于正常温度的950C°，这种情况也会直接引起钠的析出而直接导致内衬的膨胀让电解槽槽壳出现变形现象。据不完全统计调查，在400KA电解槽中若是内衬的寿命在3年之内，在某种程度上溶盐渗透到熔体的凝固等温度线条时会在一定程度上生成凝固物，其还能够生成化合物比如Al4C3，这种情况会加速炭块的膨胀速度的，这对于电解槽槽壳所添加的水平推力会更大。在一定程度上这个过程是缓慢的，连续性的，直到电解槽内衬受到破坏才会停止。

2.3 正常生产周期技术条件的影响

良好稳定的技术条件是防止电解槽槽壳变形的主要手段，在正常生产管理过程中电解槽槽壳变形所造成技术条件分子比，槽温，铝水平以及电解质水平等影响，下面我们对分子比和槽温进行详细的讨论。

分子比。分子比是在电解生产中的作用主要是与电解质温度有着密不可分的关系，分子比的高低对于初晶温度的影响是非常大的，分子比较高，会在一定程度上产生大量的钠离子，引起阴极内衬钠膨胀应力的不断变大，与此同时因为初晶温度较高，其所造成的电解槽温度也会较高，这对于电解槽槽壳的热冲击也会增加;若分子比较低，也会在一定程度上导致电解质初晶温度和电解槽槽温降低，这样会形成沉淀，让沉淀在炉底结壳，从而直接破坏阴极电流分布的均匀性，最终引起电解槽槽壳局部变形。

电解槽槽温。在铝电解生产过程中电解槽槽温过低或过高都是会对电解槽槽壳产生强烈的热冲力，使得电解槽槽体发生异常。槽体低温会让氧化铝溶解变得缓慢，在炉底形成沉淀并结壳，而且还会在阴极上产生电化学反应而让阴极内衬受到侵蚀，最后导致电解槽槽壳情况不容乐观。槽体高温会对电解槽的热冲击较大，伴随着温度的波动，阴极炭块会出现收缩与膨胀现象，从而使电解槽槽壳热胀冷缩。在某种程度上所引起的电解槽温度波动而直接影响到电解槽的热量冲击过大，这些原因都是会直接导致电解槽正常生产过程中出现槽壳变形等现象。

2.4 电解槽焙烧启动时的影响

电解槽槽内衬膨胀变形所产生的应力，在一定程度上是会直接导致槽壳变形的。阴极炭块是槽内衬最主要的部分，阴极炭块若是受到温度梯度的影响会出现热膨胀应力的变化，当电解质渗透到防渗透料之后所出现的凝固结晶体和反应物不断累积，所产生的应力会出现3种热膨胀应力，其中不平衡的热膨胀主要是是因为电解槽的启动和焙烧的管理不严格所导致的电解槽槽壳变形。当温度在100C°到400C°之间，钠会在真空中对炭块的破坏作用伴随着温度的升高而减弱。在电解槽槽底焙烧过程中，当焙烧的温度达到900C度到950C度之后才会开始启动，在一定程度上是能够消弱对内衬的侵蚀作用。所以在电解槽焙烧过程中的炉膛和阴极炭块的升温梯度快慢会直接影响后期生产期间钠离子向阴极炭块渗透的多少，对于阴极炭块是会产生不同的变形弯曲应力的，其也是影响电解槽槽壳变形的主要原因之一。

三：电解槽槽壳变形的预防针对措施

3.1 强化电解槽生产中技术条件的优化

电解槽在实际生产期间必须要时刻保持稳定的热平衡以及均匀的供给物料，只有这样才能够避免电解槽槽壳变形几率，在这种情况中，电解槽的主要温度管理对于槽壳变形的直接影响是相对较大的，但是在电解槽技术条件当中都是相对吻合的，只有当各方面的技术条件稳定，才能够在一定程度上做好电解槽槽壳温度上的管理，这样能够有效的降低电化学反应的出现以及钠离子对于电解槽阴极的侵蚀伤害，这样也能够降低因为电解槽槽温度动荡对于槽壳的热冲击，从而直接防止电解槽槽壳变形情况的出现。

3.2 强化电解槽焙烧启动管理

为了能够在一定程度上缓解电解槽焙烧启动对于槽壳变形的实际影响，相关人员在电解槽焙烧启动期间对半空腔装炉，一二级分流使用以及焦粒焙烧等方法去优化槽壳变形的影响。在这个操作过程中必须要去控制焙烧电解槽炉膛升温梯度的平衡性，这样能够优化非正常期技术条件的保持，从而在一定程度上把非正常期技术条件保持由原来的4个月改变成为现目前的2个月，这样能够让电解槽越快形成高温炉帮，从而直接降低电解槽槽壳上部位和下部为的内衬温差，直接降低电解槽槽壳变形几率。

3.3 强化电解槽大修质量的管理

强化电解槽停槽之后的实际管理，电解槽停槽之后的温度会降低到正常温度，为了能够降低槽壳变形的逐渐加重，主要采用以下措施：第一是大修时要是用新技术和新方法，在当阴极内衬的保温性能低时，那么在电解槽实际生产过程中电解质会在阴极炭块中出现结晶现象，这种结果主要是炭块在前期所出现的拉裂等现象直接导致的电解槽槽壳变形现象。所以相关人员在实际对大修电解槽中强化了其侧部和底部的保温现况，从而在一定程度上缓解了电解槽槽壳变形的实际情况出现。第二充分运用大修期间对于电解槽槽壳的加固。

结语

总而言之，400KA电解槽槽壳变形的原因有很多方面，本文主要是针对电解槽生产过程中技术条件的优化，对电解槽槽壳变形的原因进行分析，提出了强化电解槽大修质量的管理以及强化电解槽焙烧启动管理进行完善，充分优化这些方面能够有效的降低槽壳变形的几率。

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