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影响电解槽寿命因素分析?? 2008-10-05 10:34:16|??分类： 筑炉工艺 |??标签： |字号大中小?订阅 1.???? 电解温度 众所周知, 电解槽温度是电解槽重要的工艺参数, 对电解槽有重要影响。但并非人们传统所认为的:温度越低,槽寿命越长, 温度越高,寿命越短. 国际上电解铝厂电流效率最高的电解槽当属Pechiney在加拿大魁北克的325kA电解槽系列，该电解槽系列年平均电流效率为96.0％，电耗13.0kWh/kg?Al，炭阳极净耗0.397kg/kg?Al(理论值0.333kg/kg?Al)。电解温度973,过热度6.8. 世界上最大的500kA电解槽AP50，长18米，宽5米，阳极电流密度0.8A/cm2，电流效率95.0％，2003年4月公布的电流效率为95.9％，也接近96％ , 过热度9.7 , 而这两种电解槽的寿命都在2500天以上. 对铝电解槽而言,其寿命与其说与温度有关,倒不如说是与电解质的过热度和槽稳定性关系更密切.这是当今国外采取的高电解温度、较高电解质初晶温度、低过热度、高电解槽稳定性、低电解质电阻、低过电压、低效应系数、高电流效率的铝电解槽工艺操作技术路线 ??? 在我国电解铝厂中，一直习惯于用传统的低温、低分子比来提高电流效率的方式组织生产。这也不能说完全不对，实验研究表明，低温、低电解质分子比确实有降低铝在电解质熔体中的溶解度和溶解速度，减少铝的溶解损失，显著提高电流效率的作用。但低温、低电解质分子比的负面作用是，电解质成份的稳定性、热稳定性大大降低，由于电解质成份不稳定性增加，容易产生沉淀，而沉淀又不容易溶解，槽帮不结壳，伸腿过长、过大，造成水平电流大，槽电压不稳，铝水摆动大，效应系数多，电解质电阻大，反电动势高等缺点。而不容易使低温、低分子比操作达到理想的提高电流效率的目的。此外，由于电解槽的热稳定性降低，电解槽阴极内的电流分布不均，槽内衬应力不均匀，也容易降低电解槽的寿命。 ??? 加拿大铝冶金专家Utigard从铝和电解质的表面张力、电导、相图、过热度、电解质成份的稳定性、热稳定性等各方面，综合分析并得出了使电解槽实现稳定的基本技术条件是，电解质温度应不低于955，对于添加有LiF的电解质的电解温度应不低于940。 2. 过热度 ??? 有些文献报道，电解温度每降低10，可使电流效率提高2～3％。实验室的研究也表明，降低电解温度会使电流效率连续升高，在工业电解槽上，当过热度恒定时，电解温度的高低对电流效率几乎是没有什么影响。国际著名的铝冶金专家豪平(Haupin)对大量的电流效率数据的统计分析表明，电解槽的电流效率更依赖于过热度，而不是电解质温度，其原因现在尚未搞清而最近Solheim研究指出[7]，较低的过热度可以在铝阴极表面沉积一层冰晶石壳膜，因而可阻止铝的溶解损失，提高电解槽的电流效率。Haupin也同意这种观点[6]。然而过热度太低时也会引起过多的冰晶石沉积和沉淀，而导致电解槽的不稳定。 ??? 最佳的电解质过热度必须由实践加以确定。最佳的过热度的大小应与电解质的分子比、电解质初晶温度有关。分子比较低时，需要适当提高一点过热度，因为在此时，电解质的初晶温度的变化受电解质分子比变化的影响较大。目前国外大型预焙阳极电解槽的过热度一般在8～10，法国彼斯涅AP50电解槽的电解质过热度为9.7，电解质的初晶温度953，电流效率95.9％；AP35(350kA)电解槽，平均电解质初晶温度953.7，过热度7.8，电流效率96.0％。由此可见，国外大型预焙阳极电解槽电解质的过热度一般都在8～10，并将这一数值作为电解槽的重要工艺技术参数和控制指标。 3. 过热度和初晶温度控制技术 在铝电解生产过程中取得好的技术经济指标和使电解槽稳定运行，是工业铝电解生产追求的目标，这只有通过控制好电解槽的热平衡和物料平衡才能实现，电解槽的热平衡是通过调整电解槽的极距、能量输入来实现；而物料平衡是通过对氧化铝和AlF3的合理加料制度来实现。但是对铝电解槽来说，热平衡和物料平衡是相互关联，相互配合的。 电解槽中添加AlF3无疑提高电解质中AlF3的浓度，但另一方面对电解槽直接或间接影响又使电解质的初晶温度降低，过热度升高。过热度的增加将导致槽侧部的散热量增加，影响热平衡，使槽帮结壳及伸腿熔化，AlF3的浓度降低，其最终结果是所添加的AlF3并不能达到预想的在电解质中的浓度要求。 ??? 如果是极距增加，输入到电解槽中的能量就会增加，直接的影响就是使电解质的温度增加和过热度增加。但在另一个方面，电解质温度增加时，也会使沉淀和槽帮结壳熔化，电解质的初晶温度上升，这反过来又使过热度降低和电解槽侧部热损失减小。因此有可能由于极距的增加而导致的热损失增加比预计的要小??电解槽物料平