分析電解槽壽命影響及損壞原因

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果顯示，法國電解槽平均壽命超過5年（1800天）和180天kA電解槽的平均壽命甚至達(dá)到2190天~2820天，海內(nèi)大型預(yù)焙陽極鋁電解槽陰極內(nèi)襯平均使用壽命不足1500天，與海外存在一定差距。電解槽檢修和格柵燃燒啟動需要大量的人力和資金。  因此，延長電解槽的使用壽命對提高電解槽生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、增加產(chǎn)量、降低電解鋁成本起著重要作用。

那么什么會影響鋁電解槽的使用壽命呢？  槽的使用壽命與內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工質(zhì)量、內(nèi)襯材料性質(zhì)量、電解槽烘焙啟動質(zhì)量等多種因素有關(guān)。主要因素是陰極內(nèi)襯設(shè)計和電解槽的操作和砌體方法。電解槽操作包括烘焙啟動和日常操作。這些因素對槽壽命的影響約占90%。因此，我們不僅要有良好的陰極內(nèi)襯設(shè)計，還要注意烘焙啟動和后天的日常操作。

 

鋁電解槽的使用壽命直接關(guān)系到鋁廠的生產(chǎn)成本，因此電解槽的使用壽命非常重要。今天我們來分析一下電解槽容易損壞的原因。  1電解槽陰極裂縫  電解槽烘烤時，電流分布不均勻，導(dǎo)致陰極碳塊局部過冷或過熱，在交界處形成裂縫。電解槽啟動初期，槽溫較低，陰極鈉不斷滲透到碳縫中與碳反應(yīng)，產(chǎn)生碳鈉嵌入式層狀化合物，破壞碳晶格，使碳塊體積膨脹松動，上表面膨脹率大，下表面膨脹率小，使陰極碳塊自然向上拱，產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，當(dāng)陰極碳塊不能承受拱彎曲強(qiáng)度時，陰極碳塊裂縫，為電解質(zhì)和鋁液入侵創(chuàng)造條件。

在鋁電解槽的整個使用過程中，鈉總是從表面滲透到陰極碳塊，擴(kuò)大碳塊的裂縫。槽內(nèi)鋁液在磁場作用下產(chǎn)生局部渦旋，夾有沖刷作用的懸浮氧化鋁沖刷裂縫，逐漸擴(kuò)大和加深裂縫。鋁液向下穿透。

 

當(dāng)裂縫與陰極鋼棒連接時，電流集中，局部溫度超高，陰極鋼棒被鋁液熔化，加速電解槽損壞。如果電解槽的烘焙溫度過低，啟動時鈉吸收速度更快，槽損壞越嚴(yán)重。2.槽側(cè)爐幫不易形成  電解槽的側(cè)損傷主要是由于側(cè)散熱不良，不易形成保護(hù)側(cè)碳塊的爐幫，使熔融的電解質(zhì)隨著電解慢慢滲透到碳塊中。電解質(zhì)中的鈉離子容易與碳反應(yīng)，產(chǎn)生碳鈉中的問題化合物，導(dǎo)致側(cè)碳塊松動和剝落，加劇側(cè)碳塊的氧化和侵蝕，以160kA以電解槽為例，電解槽熔體的流動是兩個不對稱的主旋渦運(yùn)動(兩側(cè)柱的水平磁場對垂直電流的影響)。  這說明電解槽的四分之一是鋁液和電解質(zhì)流動沖刷強(qiáng)烈的地方，正好對應(yīng)于電解槽兩面的第二根陰極鋼棒和第四根陰極鋼棒，第10根陰極鋼棒和第14根陰極鋼棒，因此，側(cè)碳塊的人工伸腿容易被沖刷和磨損，導(dǎo)致下陰極鋼棒承受更大的電流，導(dǎo)致過熱和發(fā)紅，甚至漏槽，導(dǎo)致停槽，縮短電解槽的使用壽命。  3陰極炭分層脫落  當(dāng)陰極炭塊質(zhì)量差或局部電流集中時，無法承受電解槽高溫?zé)釠_擊，或由于烘焙時間不足，使陰極炭塊內(nèi)部膨脹壓力不均勻，此時陰極炭塊表面吸收大量鈉，也會出現(xiàn)明顯的體積膨脹，使陰極炭塊表面分層、脫落現(xiàn)象。