浅论铝电解槽大修技术的应用与发展战略

张贵东

[摘    要 ]本文论述了铝电解槽大修技术的应用与发展战略，为铝电解槽大修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;大修技术;应用;发展战略

[中图分类号]TF821 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]This article discusses the application and development strategy of aluminum electrolytic cell overhaul technology， and provides some insights for aluminum electrolytic cell overhaul technology to take a sustainable development path.

[Keywords]aluminum reduction cell; overhaul technology; application; development strategy

铝电解槽是电解生产主要设备，铝电解槽寿命的长短不仅关系到大修费用、启动费用、铝液的质量和产量，而且直接关系到企业的生产成本和经济效益。国外先进铝电解槽的系列寿命已达2 500 d，近几年我国多数企业的平均槽寿命在1 800 d左右，且其稳定性、均衡性较差。如何提高铝电解槽的质量、延长其寿命，在正常生产控制方面，不少专家都做了大量研究。设计对电解槽质量的影响基本是一定的，要提高电解槽的质量，主要是做好筑炉、大修施工质量管理和电解槽的焙烧启动管理。

1 对铝电解槽大修技术应用的分析与认识

1.1 铝电解槽大修工作的特点

（1）大修次数多。铝电解生产需要在温度接近千度的熔融电解质中工作。内衬砌体需要承受侵蚀、高温、冲刷、摩擦和熔融等多种因素的共同作用，从而导致槽的寿命基本小于2000 d。这就使得需要大修的槽增多。

（2）现场修理多。铝电解槽内衬砌体较重，不方便进行运输。大多数厂家在对铝电解槽进行修理时，一般都采用现场修理的办法。

（3）工期较短。要想保证槽的生产日，就得提高铝电解槽的使用效率。因为生产部门一般要求进行大修的设备快速完工，这样才能保证止常的生产使用，所以大修工作的工期一般都较短，而且时间紧迫。

（4）施工现场狭窄，作业条件差。在多数铝电解生产车间里，其生产工艺的布局都呈现紧凑的状态，现场施工会受到空间的制约，即大修的场地比较狭窄。在通风较差的情况下，其大修施工工作容易受到烟尘、高温等问题的影响，而且工作的环境也较差。

（5）存在不安全因素。负责对铝电解槽进行大修的工作人员，极容易受到电解厂房中各种不安全因素的影响，如烟尘、电、高温、磁场和有毒气体等。同时大修工作自身也存在安全隱患，如在拆炉和修炉时产生的粉尘、热捣锤产生的噪声等，这些因素都有可能给大修工作带来危险。

（6）用料品种多、大修费用高。电解槽大修需要使用功能大量铝材、钢材、电气绝缘材料、耐火材料和焊接材料。由于其使用的材料较多，而且筑炉材料较贵，炉子又需要经常修理，因此其会产生较多的维修费用。

（7）采用集体作业的方式。铝电解槽大修工作需要多个工种共同配合来完成。其各类施工都需要以集体合作的形式来完成。这种作业不同于电解工、天车工和车工等作业。电解工和车工能够独立完成任务，而大修工作必须由多个团队共同完成。

（8）质检检测落后。随着科学技术的发展，电解槽施工的技术也在不断提高。但就施工质量管理工作来看，用来检测的手段和技术仍然比较落后。现阶段的检测方式主要以目测为主。其经常用到的检测工具也只是水平尺、放大镜、尺子和塞尺等，而且很少会用到电子仪器仪表等检测工具。因为这些检测手段缺乏一定的科学性和精准性，所以当电解槽砌筑完成之后，如果之前有漏检的地方，那么内部的缺陷就很难弥补。

（9）大修工作的服务性。负责铝电解槽修理的人员一般都能够认识到大修工作的重要性。从生产企业来说，大修工作是一种服务性质的工作。其最终效益需要依靠铝产品的销售来实现。铝电解槽大修工作只有根据厂部的需求和经济情况来开展。才能更好的为电解生产服务。

1.2 铝电解槽大修管理模式的构建措施

在对铝电解槽大修工作的特点进行初步了解以后，就能够有针对性地开展管理工作。对于负责铝电解槽大修的施工单位来说，虽然其职工人数占工厂总人数的比例较小，但是其内部体系相对完善。要想构建好铝电解槽大修管理模式，需要从以下几个方面着手。

（1）树立良好的工作态度，以服务企业为主要目的。在开展生产活动的过程中，工作人员是其中最活跃的因素。因为工作人员的行为既能够决定目标的完成度，也能够关系到工作质量的好坏，所以作为负责铝电解槽大修的人员，一定好加强自身的道德教育和建设，树立起为企业服务的理念，通过自己的实际行动去促进企业的发展。

（2）只有加强对资料的收集和整理，才能确保大修技术的进步。铝电解槽大修质量的提高是大修工作中的重点内容。在日常活动工作中其应该做好对电解槽施工和运行方面的记录，而且对刨炉情况进行收集和整理，建立好铝电解槽的档案，从而为其工艺的改进奠定一定的基础。

（3）做好质量管理工作。铝电解槽的质量问题是铝电解槽大修管理中必须要注意的问题。在对其质量进行管理的过程中，只有明确质量目标、质量控制的重点和难点以及具体的验收标准，才能有针对性地制定出组织和施工方案。还应该加强对生产投入中各项要素的管理，如材料、工具和人员方面。

（4）做好安全环境管理。在铝电解槽大修工作开展的过程中，其应该将安全问题作为开展工作的核心内容。在大修工作中存在大量不安全因素，所以只有构建出安全管理的环境，才能保证工作人员和国家财产的安全。

（5）加强组织协调工作，对现场条件进行优化。在铝电解槽大修管理的过程中，应对修理的时间和空间进行合理安排，做好货物运送和动力供应工作，而且保证现场的卫生清洁。大修管理工作的领导必须要做好本职工作，而且起到带头作用。

2 依靠技术进步，以促进铝电解槽大修技术的可持续发展

2.1 电解槽离线大修工艺流程

离线大修指的是将电解槽从其工作位置吊至专门的大修工作区域，然后集中进行大修工作。根据电解槽设计的不同，拆卸和连接电解槽的部位和方法可能存在差异。其拆卸部分主要包括以下几点。

（1）槽上设备分离：集气支烟管绝缘节连接处、槽上配管软管连接处、氧化铝溜槽软连接处、溜槽供风管软连接处等。

（2）上部槽与下部槽分离：烟道端及出铝端门型立柱底座连接处、立柱母线螺栓连接处。

（3）下部槽与阴极母线：阴极爆炸焊块螺栓连接处。

2.2 铝电解槽大修质量的控制

2.2.1 焊接质量

焊接质量的好坏直接影响到电解槽的槽周母线压降，这是影响电能消耗的重要原因。应该尽量把好焊接质量关，尽可能降低焊接压降。通过在电解槽大修施工现场观察发现，焊接质量不合格主要有以下几个原因。

（1）焊工技术不过硬。电流和电压的调节不适宜，造成焊接不透或夹渣、气泡。

（2）焊工不严格遵守操作规程。某些施工现场曾发现有个别焊工1次焊接2块连接板。这也是造成焊不透的原因。

（3）焊丝选择过小。对于10 mm的铝连接板来说，采用φ1.6 mm的焊丝就不易焊透。其应该采用φ20 mm，而且质量好的焊丝，以保证焊接透且焊缝饱满平滑。

（4）焊缝尺寸不合理。一般焊缝的大小应视连接板的厚度而定。10 mm厚的连接板应保持5～10 mm的焊缝为宜。该尺寸能够较好地保证焊接质量，过大或过小对焊接质量均有影响。

2.2.2 焊接质量的检验

除了加强施工管理，减少因焊接造成的质量问题之外，还可以通过质量检验的方法来提高焊接质量。焊接质量的检验有射线探伤法、电阻法等。实际施工中由于施工现场的场地限制和设备限制，因此其一般通过撬板和通电后的短路实验来检测。

（1）撬板是通过破坏的手段将焊接好的板撬开，以检查其焊透率和夹渣、气孔情况，是一种抽查手段。

（2）通电短路实验主要通过测量其焊接点压降，对不合格的焊接点、焊缝进行整改，以满足正常生产的需要。

2.2.3 压接面质量

目前大型预焙槽大部分都采用多端进电，也使压接面增多。压接面质量的好坏影响到正常生产电耗的高低。压接面处理一般都要经过铣、研磨与拉毛等工序。因为研磨后的工作面焊接后，容易影响其表面平整度，而且还会焊伤工作面等，所以在焊接后再研磨是较为合理的。以前研磨后再拉毛，在安装前涂上一层导电膏，以使其导电性能更好。但是导电膏长期使用后，其导电性能将降低，从而影响导電效果。解决这一弊端的关键是控制好压接面的拉毛质量。同时在压接面两端焊接连接板，能有效降低压接面压降，尽可能地不使用导电膏。

2.2.3 绝缘质量

绝缘质量好，能提高电解槽的安全性能，同时也能减少电解槽的漏电，降低电耗。否则，不但造成电耗增加，在异常情况时，甚至会造成更为严重的事故。控制绝缘材料的质量，主要是加强对绝缘材料的质量检验，由于铝业分公司没有绝缘材料检验设备，只有通过后期绝缘测试来检查其使用效果。坚持从大型绝缘材料生产厂家进货，并严格要求绝缘材料的绝缘等级，才能保证电解槽的绝缘质量。

2.2.4 筑炉质量

2.2.4.1  原材料质量

选用好的原材料能明显地降低阴极压降，提高电解槽质量，延长电解槽的使用寿命。侧部碳块目前大型预焙槽一般都采用碳化硅结合碳化硅充填材料。这种材料能加强侧部抗钠侵蚀的能力，同时能很好地散热，较好地形成炉膛，从而保持了电解槽的正常生产，延长了电解槽的使用寿命。阴极碳块一般都尽量用石墨化程度高的碳块。

2.2.4.2  阴极碳块组装质量

现在阴极组装一般用碳素糊料，而不用铁水浇铸。其组装时糊料温度和风压、以及压缩比控制都很重要。其对阴极组装采用了检斤方法检验其组装质量。其每组阴极应用多少糊料都有严格的规定，而且对每组阴极碳块的电阻值进行测量。其把电阻值相近的阴极碳块装在同一电解槽上，以使阴极电流分布更加均匀。大修槽把电阻值相近的糊料依高向低，自中间向两端而进行铺筑。由于目前某电解铝企业采用的是中间灌铝液通电焙烧法，因此这种方法对通电后的电流分布有益处。

2.2.4.3  筑炉工艺控制

筑炉工艺控制主要应控制好施工现场的风压、糊料温度、碳块温度、压缩比以及侧部安装质量。伸腿的质量对电解槽的影响较大，从某电解铝企业运行1 200 d的6台电解槽停炉情况看，多数都是从阴极碳块端头与伸腿结合处渗铝的。由此可见，加强对伸腿的筑建质量管理，对提高电解槽质量尤为重要。

3 结束语

铝电解槽大修工作是电解生产中必不可少的部分。在探索铝电解槽大修管理模式的过程中，其只有分析好铝电解槽大修工作的特点，才能有针对性地开展铝电解槽大修管理工作。合理地铝电解槽大修管理工作，不仅能够为企业创造更多的经济效益，而且能够推动生产力的进步。通过加强对电解槽焊接质量、压接质量、筑炉质量以及焙烧启动质量的控制，必将提高电解槽质量，降低能耗，延长电解槽使用寿命。

参考文献

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