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分析電解槽壽命影響及損壞原因

2022-06-28 17:41:15 點擊:
根據相關統計結果顯示,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到2190天~2820天,海內大型預焙陽極鋁電解槽陰極內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的經濟技術指標、增加產量、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?  槽的使用壽命與內襯結構設計、施工質量、內襯材料性質量、電解槽烘焙啟動質量等多種因素有關。主要因素是陰極內襯設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襯設計,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系到鋁廠的生產成本,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,產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,產生較大的膨脹應力,當陰極碳塊不能承受拱彎曲強度時,陰極碳塊裂縫,為電解質和鋁液入侵創造條件。
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,擴大碳塊的裂縫。槽內鋁液在磁場作用下產生局部渦旋,夾有沖刷作用的懸浮氧化鋁沖刷裂縫,逐漸擴大和加深裂縫。鋁液向下穿透。
 
當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,槽損壞越嚴重。2.槽側爐幫不易形成  電解槽的側損傷主要是由于側散熱不良,不易形成保護側碳塊的爐幫,使熔融的電解質隨著電解慢慢滲透到碳塊中。電解質中的鈉離子容易與碳反應,產生碳鈉中的問題化合物,導致側碳塊松動和剝落,加劇側碳塊的氧化和侵蝕,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動(兩側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流動沖刷強烈的地方,正好對應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,側碳塊的人工伸腿容易被沖刷和磨損,導致下陰極鋼棒承受更大的電流,導致過熱和發紅,甚至漏槽,導致停槽,縮短電解槽的使用壽命。  3陰極炭分層脫落  當陰極炭塊質量差或局部電流集中時,無法承受電解槽高溫熱沖擊,或由于烘焙時間不足,使陰極炭塊內部膨脹壓力不均勻,此時陰極炭塊表面吸收大量鈉,也會出現明顯的體積膨脹,使陰極炭塊表面分層、脫落現象。
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