金属铝熔盐电解 铝电解槽阴极内衬破损形式 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式.ppt

3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 铝电解槽作为在高温、强磁场、强腐蚀性电解质状态下运行的主要设备，虽然铝电解过程本身不消耗阴极，但在腐蚀和各种应力的作用下，积年累月，电解槽内衬将遭到严重破损，迫使停槽。停槽后，须进行大修，大修时旧内衬全部弃除，槽壳进行较正修复后重新砌筑，这不仅花费众多的人力，也消耗大量昂贵材料，同时大修期间停产，经济损失巨大；另外，还会造成环境污染问题。因此，尽可能延长阴极内衬的使用寿命。 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 （1）炉底隆起。炉底沿长度方向呈山丘状隆起，形成中间高、四周低的状况。电解槽在开动第一年内，炉底隆起一般较少，约在2cm左右。但随后隆起速度加快，在3年左右，一般可达10cm，个别的竟超过15cm，再往后隆起减慢，逐渐趋于稳定。 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 停槽后对槽内衬进行干式解剖，可观察到阴极碳块连同钢棒呈弯弓状，碳块和钢棒交织在一起，形成灰白色的铁-碳合金，碳块下部与耐火砖交界处沉积着较厚的铝和电解质，以及泡沫状的灰白层和类玻璃体。 炉底隆起后，槽内铝液各处深度不同，中间浅，四周深，容易使阴极导电不均，引起滚铝等恶性病槽，炉底电压降增大，生产能耗增高，操作管理困难。降起到一定程度后，被迫停槽进行大修。 （2）阴极炭块断裂。阴极碳块横向断裂，在炉底表面沿长度方向形成一条或几条大裂缝，靠边部还产生许多小裂纹。刨炉后发现，中间大裂缝大都穿透了碳块，碳块下面有较厚的铝-铁合金层，阴极钢棒所剩无几，其余物质与炉底隆起状况相同。 阴极碳块断裂后，铝水漏入碳块底层，使阴极钢棒熔化，并进一步穿透耐火砖层，直到炉底钢壳，生产中曾出现炉底钢壳大面积发红。当钢棒熔化到槽壳窗口时，就会发生底部漏炉，被迫停槽。 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 (3)阴极炭块形成冲蚀坑。这几乎是预焙槽上一种特殊的破损形式。冲蚀抗穴大部分出现在碳缝处，少数在碳块上，形状为上大下小，犹如口朝上的喇叭（见右图），坑穴的表面被磨得很光滑，并覆盖着一层白色氧化铝固体，可见坑穴是被冲刷而成的，当坑穴逐渐向下穿透碳块时，铝水漏入便熔化阴 极钢棒，最终造成漏炉而停槽。 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 1、钢棒；2、炭块；3、耐火层 （4）阴极炭块层状剥离。阴极碳块从上表面向下，成鱼鳞状一层层剥离脱落，然后漂浮在电解质上层，随同碳渣被捞出。由于阴极碳块的主要成分是无烟煤（占总量的50%以上），在配料中其粒度较粗，表面光滑并有光泽，捞碳渣时若发现有鳞状片块，冷却后砸碎观察，断面有乌黑发亮的粗颗粒成分，即可判定为阴极碳块剥离层，若用铁钩触摸阴极表面，可感觉出明显的凹凸不平。此种情况大多出现在新槽开动初期，结果导致早期停槽。 (5)扎缝糊起层、穿孔、纵向断裂。电解槽碳块相邻间宽约4cm宽的缝隙（称中缝），槽周边与底部碳块相邻处有约40cm宽的沟（称边缝），这些大、小缝都用碳糊扎固而成（中缝糊和边缝糊的配方有所不同）。生产中这些扎糊也出现起层剥离、穿孔、纵向断裂，铝水、电解质顺缝隙浸入其中，引起扎固区局部穿孔漏炉，造成停槽。 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 (6)侧部炭块破损。侧部碳块沿人造伸腿上部横向断裂（图a）。生产中扎边时，若扎垮结壳，上半部侧部碳块便贴着结壳而脱干，使上部无侧部碳块。电化学侵蚀和剥落往往出现在液体电解质浸没部位，侵蚀和剥落使侧部碳块很快穿孔（图b、c），随即烧穿边部槽壳，造成侧部漏炉，严重时也迫使停槽。 3.4.5铝电解阴极内衬破损形式 空气氧化发生在暴露于空气中的侧部碳块表面上，此外，从阴极钢棒窗口透进的空气也使侧部碳块背面受氧化（图d）。 Thank you！ * *