关于提高铝电解槽寿命途径的研究

李积山

摘    要：铝电解槽的寿命问题，需要大胆的开创新的创新途径，进行有效的提升研究。对于其相关的阴极材料、焙烧启动工艺，以及生产技术条件等各个方面，都可以实现调整和创新改革，从而完成其寿命方面的延长和提高。尤其是其使用新型材料或者新型技术方面。本文针对不同的工艺，探讨如何提高铝电解槽的使用寿命，从而提升相关产业生产水平，提升综合生产力。

关键词：铝电解槽;使用寿命;技术途径

前言：

铝电解技术，和其他科学技术一样，随着我国经济、科技和社会的发展，逐渐走向科技前段，实现技术的迅猛发展。这其中，铝电解槽作为重要的铝电解生产设备，其使用性能极大的影响了铝电解生产的过程、成本以及安全和产能。提高铝电解槽的使用寿命，是重要的优化铝电解技术能力和生产功能的一项技术突破。也是铝电解槽本身的质量和功能的提升。一方面要从铝电解槽本身出发，其材料的强度以及炉膛内的热力能力都要更为合理和适中;另一方面其焙烧工艺的启动、完善、运行，都要有正确的方法。因此，从这些方面入手，能够有效的完成铝电解槽的寿命提升。

一、影响铝电解槽寿命的主要原因

1.炭塊边缝固状糊引起阴极材料开裂

铝电解槽的内部材料在焙烧期间，即使是总体材料没有明显异常，也可能发生阴极材料的开裂。这种情况的引发，主要是由于炭块之间存在边缝，燃烧期间边缝之间存在不规则的固状糊，其过度膨胀，引起了阴极电流的变化，造成开裂。

铝电解槽焙烧期间，当中的炭块固状糊会由于燃烧放热发生剧烈的膨胀，一般在三百摄氏度到五百摄氏度之间发生。由于其剧烈的膨胀，内部材料的阴极材料受到挤压，内部电流发生剧烈变化，因此，造成材料的开裂。并且这种情况中，炭块不仅会发生膨胀，在后期温度逐渐向五百摄氏度以上上升时，会出现剧烈的收缩，和之间的膨胀相互作用，产生的裂缝和孔隙更为明显，可能造成铝电解槽内积压铝液的渗漏排出。

2.炭块隆起

炭块的隆起原因有很多，这种情况，也是铝电解槽进行生产焙烧时常常发生的影响其使用寿命的情况。一般来说，铝电解槽中的炭块，受到电极、热力或哦这其他作用，承受压力，从而对于铝电解槽槽体内外部进行挤压，发生隆起情况。这种情况可能造成槽底和外壳等材料的变形，也可能由于化学因素造成机械的腐蚀。如果出现铝电解槽热力能力不合理的情况，可能造成炭块的应力严重超出炭块的弯曲极限，是炭块断裂，严重的造成槽内破损。

二、提高铝电解槽寿命的途径

1.焙烧工艺正确方法

（1）焦粒焙烧方法

炭块边缝的固状糊的大量产生，主要是由于其燃烧过程中的孔洞和孔隙的产生和加深。这个加深过程，会形成渗透的通道，从而造成槽底和阴极材料的破坏。因此，在焙烧启动和运行的初期，就需要采用影响其孔洞和边缝的焦粒焙烧方法，是高温铝液和电解质液体能够在炭块上面进行反应，渗透被有效的封堵。阴极材料避免腐蚀。

（2）启动技术方法

启动技术方法需要对启动物料的加填和定制进行严格的执行，不得少加、漏加或者错加。还需要确定加填的时间，不能迟加或者早加。铝电解槽的生产启动时间，都需要根据焙烧的电流分布，进行调整，一般保持在30分钟，完成焙烧的均匀性。启动技术方法对于电压的限制也较为重要，为防止铝电解槽中的物料出现不稳定的挥发，造成不必要的损失，电压需要控制在20伏到30伏这个之间，确保材料的稳定。启动技术方法的正确应用，意味着合理的电解化学反应在铝电解槽中完成，拥有良好的化学反应条件，稳定铝电解槽的坚固性，从而延长铝电解槽的使用寿命。

（3）焙烧过程技术管理

稳定铝电解槽当中的焙烧启动后的过程，直接影响铝电解槽使用寿命的长短，因此具有重要的提高铝电解槽使用寿命的意义。其后期的技术管理，可能从1个月到3个月不等，根据铝电解槽的使用情况，3个月为一个周期。这个周期中，焙烧技术管理要严格的监控铝电解槽的生产运行情况。对于其中存在的分子比进行严格的监控。以免由于分子比问题，造成不良的铝电解槽内炭块隆起问题。另外，添加物料也要根据月份进行调整，以防止化学反应造成的物料问题和炭块问题。一般来说，会调整加入氧化铝、氟料等，但是要注意不能够添加氟化铝。

（4）电解质稳定技术

在铝电解槽进行反应的过程中，会从液态电解质中不断地渗透不同的离子进入到阴极材料中。渗透时间和渗透量会根据铝电解槽的使用时间而逐渐的增加。因此，稳定其中的电解质离子，有助于提升槽内材料的使用寿命。对其铝电解槽内的反应，根据运行时间，要进行化合物的分析，对于腐蚀渗透的电解质要持续通过添加剂的方式，缓解其分离离子的过程，从而缩短其渗透时间和减少其渗透量。铝电解槽内衬材料以及阴极材料的破损，通过这种缓慢的稳定过程，获得减缓。

2.铝电解槽材料的有效维护

铝电解槽材料的强度以及炉膛内的热力能力方面也是铝电解槽的寿命的重要决定部分。因此，对于其材料的维护以及铝电解槽热力能力的设计都要有明确的实行方法。对于焙烧过程中容易出现问题的槽底，日常维护可以将焙烧炉进行适当的上抬或者位置调整，确定其内部压强的增高;对于焙烧过程中的电压，设定水平要适中，从而实现内部铝反应的平衡。这些维护方法，有利于槽体的稳定，帮助维护铝电解槽的材料，提升材料固性，降低损害。对于炉内热力能力的设计，要严格的控制出铝量，一方面确保热力的平衡，避免温度的过分起落，影响槽内的承受能力;另一方面主要针对热能造成的电压电流变化进行控制，避免出现过多的电流变化引起槽内材料对槽壁的挤压。

结论：

提高铝电解槽的寿命，就是降低企业的生产成本。就是提升企业的生产效益，和工业产能。从材料的维护以及焙烧工艺方法的选择两个方面进行有效的把控，控制其出现炭块边缝固状糊造成的材料破损以及炭块的隆起造成的铝电解槽机械体问题。多角度的把控工艺的运用，确保铝电解槽的正确使用以及修理维护，不超负荷使用，同时对于淘汰的问题铝电解槽不进行二次不利用。重视铝电解槽的寿命问题，做好严格的把控监督，从而实现铝电解槽的寿命提高。

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