影響電解槽壽命因素研究

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1、影響電解槽壽命因素分析??2008-10-0510:34:16

2、??分類：筑爐工藝

3、??標(biāo)簽：

4、字號大中小?訂閱1.????電解溫度眾所周知,電解槽溫度是電解槽重要的工藝參數(shù),對電解槽有重要影響。但并非人們傳統(tǒng)所認(rèn)為的:溫度越低,槽壽命越長,溫度越高,壽命越短.國際上電解鋁廠電流效率最高的電解槽當(dāng)屬Pechiney在加拿大魁北克的325kA電解槽系列，該電解槽系列年平均電流效率為96.0％，電耗13.0kWh/kg?Al，炭陽極凈耗0.397kg/kg?Al(理論值0.333kg/kg?Al)。電

5、解溫度973℃,過熱度6.8℃.世界上最大的500kA電解槽AP50，長18米，寬5米，陽極電流密度0.8A/cm2，電流效率95.0％，2003年4月公布的電流效率為95.9％，也接近96％,過熱度9.7℃,而這兩種電解槽的壽命都在2500天以上.對鋁電解槽而言,其壽命與其說與溫度有關(guān),倒不如說是與電解質(zhì)的過熱度和槽穩(wěn)定性關(guān)系更密切.這是當(dāng)今國外采取的高電解溫度、較高電解質(zhì)初晶溫度、低過熱度、高電解槽穩(wěn)定性、低電解質(zhì)電阻、低過電壓、低效應(yīng)系數(shù)、高電流效率的鋁電解槽工藝操作技術(shù)路線???在我國電解

6、鋁廠中，一直習(xí)慣于用傳統(tǒng)的低溫、低分子比來提高電流效率的方式組織生產(chǎn)。這也不能說完全不對，實(shí)驗(yàn)研究表明，低溫、低電解質(zhì)分子比確實(shí)有降低鋁在電解質(zhì)熔體中的溶解度和溶解速度，減少鋁的溶解損失，顯著提高電流效率的作用。但低溫、低電解質(zhì)分子比的負(fù)面作用是，電解質(zhì)成份的穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性大大降低，由于電解質(zhì)成份不穩(wěn)定性增加，容易產(chǎn)生沉淀，而沉淀又不容易溶解，槽幫不結(jié)殼，伸腿過長、過大，造成水平電流大，槽電壓不穩(wěn)，鋁水?dāng)[動(dòng)大，效應(yīng)系數(shù)多，電解質(zhì)電阻大，反電動(dòng)勢高等缺點(diǎn)。而不容易使低溫、低分子比操作達(dá)到理想的提高

7、電流效率的目的。此外，由于電解槽的熱穩(wěn)定性降低，電解槽陰極內(nèi)的電流分布不均，槽內(nèi)襯應(yīng)力不均勻，也容易降低電解槽的壽命。???加拿大鋁冶金專家Utigard從鋁和電解質(zhì)的表面張力、電導(dǎo)、相圖、過熱度、電解質(zhì)成份的穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等各方面，綜合分析并得出了使電解槽實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的基本技術(shù)條件是，電解質(zhì)溫度應(yīng)不低于955℃，對于添加有LiF的電解質(zhì)的電解溫度應(yīng)不低于940℃。2.過熱度???有些文獻(xiàn)報(bào)道，電解溫度每降低10℃，可使電流效率提高2～3％。實(shí)驗(yàn)室的研究也表明，降低電解溫度會(huì)使電流效率連續(xù)升高，在工

8、業(yè)電解槽上，當(dāng)過熱度恒定時(shí)，電解溫度的高低對電流效率幾乎是沒有什么影響。國際著名的鋁冶金專家豪平(Haupin)對大量的電流效率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析表明，電解槽的電流效率更依賴于過熱度，而不是電解質(zhì)溫度，其原因現(xiàn)在尚未搞清而最近Solheim研究指出[7]，較低的過熱度可以在鋁陰極表面沉積一層冰晶石殼膜，因而可阻止鋁的溶解損失，提高電解槽的電流效率。Haupin也同意這種觀點(diǎn)[6]。然而過熱度太低時(shí)也會(huì)引起過多的冰晶石沉積和沉淀，而導(dǎo)致電解槽的不穩(wěn)定。???最佳的電解質(zhì)過熱度必須由實(shí)踐加以確定。最佳的過

9、熱度的大小應(yīng)與電解質(zhì)的分子比、電解質(zhì)初晶溫度有關(guān)。分子比較低時(shí)，需要適當(dāng)提高一點(diǎn)過熱度，因?yàn)樵诖藭r(shí)，電解質(zhì)的初晶溫度的變化受電解質(zhì)分子比變化的影響較大。目前國外大型預(yù)焙陽極電解槽的過熱度一般在8～10℃，法國彼斯涅AP50電解槽的電解質(zhì)過熱度為9.7℃，電解質(zhì)的初晶溫度953℃，電流效率95.9％；AP35(350kA)電解槽，平均電解質(zhì)初晶溫度953.7℃，過熱度7.8℃，電流效率96.0％。由此可見，國外大型預(yù)焙陽極電解槽電解質(zhì)的過熱度一般都在8～10℃，并將這一數(shù)值作為電解槽的重要工藝技術(shù)參

10、數(shù)和控制指標(biāo)。3.過熱度和初晶溫度控制技術(shù)在鋁電解生產(chǎn)過程中取得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和使電解槽穩(wěn)定運(yùn)行，是工業(yè)鋁電解生產(chǎn)追求的目標(biāo)，這只有通過控制好電解槽的熱平衡和物料平衡才能實(shí)現(xiàn)，電解槽的熱平衡是通過調(diào)整電解槽的極距、能量輸入來實(shí)現(xiàn)；而物料平衡是通過對氧化鋁和AlF3的合理加料制度來實(shí)現(xiàn)。但是對鋁電解槽來說，熱平衡和物料平衡是相互關(guān)聯(lián)，相互配合的。電解槽中添加AlF3無疑提高電解質(zhì)中AlF3的濃度，但另一方面對電解槽直接或間接影響又使電解質(zhì)的初晶溫度降低，過熱度升高。過熱度的增加將導(dǎo)致槽側(cè)部的散熱量

11、增加，影響熱平衡，使槽幫結(jié)殼及伸腿熔化，AlF3的濃度降低，其最終結(jié)果是所添加的AlF3并不能達(dá)到預(yù)想的在電解質(zhì)中的濃度要求。???如果是極距增加，輸入到電解槽中的能量就會(huì)增加，直接的影響就是使電解質(zhì)的溫度增加和過熱度增加。但在另一個(gè)方面，電解質(zhì)溫度增加時(shí)，也會(huì)使沉淀和槽幫結(jié)殼熔化，電解質(zhì)的初晶溫度上升，這反過來又使過熱度降低和電解槽側(cè)部熱損失減小。因此有可能由于極距的增加而導(dǎo)致的熱損失增加比預(yù)計(jì)的要小??電解槽物料平衡的穩(wěn)定和熱平衡穩(wěn)定的控制是可以通過正確的電解質(zhì)初晶溫度和過熱度