铝电解槽内衬筑炉施工中的问题及改进策略
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电解槽筑炉施工技术探讨【摘要】电解槽筑炉施工是整个电解槽施工中的一个重要环节,筑炉施工质量的好坏,直接关系到电解槽今后的生产寿命。
在施工中,通过严格控制进场原材料质量,选用适宜的机具设备,采用科学合理的施工工艺,对确保筑炉施工的质量具有十分重要的意义。
【关键词】电解槽;筑炉施工;技术措施中图分类号:tq151.1+5文献标识码: a 文章编号:引言电解槽是电解生产的主要热工设备。
电解槽把氧化铝中的铝转变成金属钒的过程其转变的主要是以冰晶石和氧化铝熔体作为电解质,以碳素材料作为两极,直流电在电极间产生热能并保持正常的电解温度,使冰晶石和氧化销熔体变成离子状态,同时实现电化学反成。
一、筑炉施工前应具备的条件1、对土建的要求车间封闭及屋面防雨、防风必须完成。
室内3.5米平台浇筑完成,经养护满足设计强度要求。
车间内轨道,、滑触线及车间照明必须完工。
通往车间引道铺设完成,并满足设计强度要求。
2、对安装的要求车间内的天车安装调试完成,保证正常使用。
电解槽槽壳安装完成,已标注中心线和水平线并经三方联检合格,签发工序交接证书后方可进行筑炉工作。
3、对施工环境的要求车间内的临时采暖完成,确保施工温度不低于+5、所使用的各种原材料的自然温度在0℃以上。
方可进行施工。
4、对设备机具的要求施工所需的各种设备机具应及时进入施工现场,按施工平面布置图就位,并进行设备的检查和试运转,确保施工中正常使用。
5、对施工人员的要求参加施工的人员应提前学习施工方案、熟悉工程图纸及有关筑炉等规程并参与施工交底,通过实际培训,掌握操作技术要领。
6、对施工材料的要求:筑炉材料必须有出厂合格证及材料化验单,根据材质的性质、保温程度、砌筑部位进行严格的挑选,分类堆放并表示明确。
耐火砖砌筑时,应进行选砖。
不同规格型号的砖、碳块挑选加工后,分类、分型号进行堆放,并做好标志牌,标志牌应标清型号、材质、代号、数量。
碳块到货后应严格仔细检查,对于受潮、麻点、裂纹等缺陷超过规定标准的碳块严禁使用。
试论大型预焙铝电解槽炉底结壳成因及应对策略摘要:日常维护和管理大型预焙电解槽,在铝电解生产工作中,是一件重要工作。
主要是对炉膛进行合理的管理,在产生过程中,要保持炉底的整洁,这是保证电解槽正常运行的基础工作,同时也是提升铝电解生产质量的关键部分。
一般情况下,铝电解槽中的材料和热收支在生产过程中应动态平衡。
但如果电解槽中的氧化铝没有发生溶解,而在炉底形成了沉淀,就会破坏电解槽中的材料与热收支的平衡,且还会影响到磁场的变化,长期处于这种情况,电解槽就会发生一些问题,出现问题槽和病害槽的情况,这很容易导致事故。
关键词:大型预焙;铝电解槽;炉底结壳1铝电解槽炉底沉淀结壳的成因1.1电解槽热场不合理电解槽热场不合理主要有的原因是设计的不合理与运行电流强度的不合理,对炉底形成结壳有着重要的影响。
其根本是电解槽热收入小于热支出,电解质和槽底混合物凝固沉淀在阴极表面上越来越多,不能及时熔掉,越来越厚,形成坚硬的结壳层。
在好的电解槽热场中,底部内衬的900℃等温线要在阴极炭块层的下面,否则炉底温度过低则不利于熔解物料,形成沉淀引起结壳。
1.2氧化铝浓度偏大尽管现在电解槽方面提升使用了智能控制技术,能够把氧化铝的浓度管控在较低的范围,使其在生产过程中的氧化铝不产生沉淀,但是行业目前的系列运行基础数据的采集自动化、智能化与作业机械化、精细化的限制,在生产过程中如换极、填加覆盖料、处理堵料、处理结包等作业,仍有大量的过剩物料进入电解槽中,电解质未能及时全部溶解,沉积在电解槽的底部,慢慢的形成炉底结壳。
1.3分子比过低在铝电解生产中,需要特别注意的技术控制参数是分子比。
过低的分子比电解质会因为初晶温度较低而处于低温状态的情况,导致电解质粘度较大,电解质流动性变差,导电能力减小,会影响氧化铝的扩散以及溶解速度,没有及时进行溶解的氧化铝会因冷凝会沉积在电解槽的底部,慢慢地就会由沉淀转化成在的炉底结壳。
1.4电解质水平较低电解质对于电解铝的生产来说有着十分重要的作用。
电解铝生产中存在的隐患及防范措施电解铝生产是靠矿山煤、电、铝产业链发展起来的,它在生产过程当中存在的安全隐患与井下的顶板、瓦斯等五大隐患有所不同。
那么,在电解铝生产中到底存在哪些隐患,怎样去防范呢?这得从电解铝的工艺说起:电解铝是用直流电使电解槽的两极产生热量熔融冰晶石和氧化铝,保持一定的电解温度来实现电化学反映,反应生成二氧化碳和铝。
二氧化碳、氟化氢气体及部分氧化铝粉尘成为电解烟气经烟管送净化处理,铝液经真空包吸出运到浇铸车间,倒入混合炉后浇铸成铝锭。
这一工艺流程,我们新一代铝业人苦苦经营了十年,十年的探索路让我们对隐患有一种特殊的认识。
在这条不断探索、不断求知、不断地去学习、不断成长的征途上也伴随着一起起事故的发生。
关于“11·6”铝水烫伤人员的事故经过分析:那是在2022年11月6日下午4:05时,浇铸车间发生的一起启拉母线的结晶器内铝水爆炸事故,造成陈某等5人被铝水烫伤,通过组织有关人员进行事故原因分析认为:第一个是二次冷却水管被人踩动发生扭曲而改变了喷水方向,水流向结晶器引起铝水爆炸;第二个是受伤人员轮岗时违反规章管理制度未穿戴好劳保用品而造成烫伤。
事后为了不再有类似的事故的发生,采取了以下防范措施:1.重新认真组织员工学习《安全规程》及有关规章管理制度,并要求工作人员穿戴好劳保用品;2.加强工作现场管理,为工作人员创造一个良好的安全环境。
对以上发生的事故进行分析,此类事故属烫伤事故,事故源于高温的铝液。
这就是在电解铝生产过程当中存在的隐患之一。
让我们来看看这是怎么一回事:在电解铝生产过程当中,电解的温度应当保持在945℃—965℃,也就是说液态铝水的温度只有控制在此范围以内才能完成理论上的电化学反应,生成铝。
可见,这样高的温度相对人体所能承受的常温之比悬殊甚大,要是以人体所能承受的温度40℃来计算,铝液的温度相当于人体温度的21—24倍还要多,在电解铝生产过程当中,虽然人们采用在电解质熔液表面加盖了保温料,尽可能减少热扩散和热辐射,从而避免高温直接对人体的伤害,同时用以提高电流效应,但是在出铝、换阳极、测两水平、打渣、捞块等工作时,必须与高温的铝液接触,这就难免再次发生类似的烫伤事故。
浅谈铝电解槽改造以及内衬破损原因【摘要】本文首先对现今铝电解槽的使用和改造情况进行了基本概述,随后就电解槽改造途径进行了相关探讨,最后对技改电解槽典型的内衬破损状况和原因给予了一定的分析。
【关键词】铝电解槽;改造途径;破损原因0.引言现代铝电解槽改造从哪些方面着手,早期破损槽中存在的设计、施工质量、焙烧启动等问题,可以给改造的过程指引一个方向,这一直是我们关注的重点。
所以要认真探索电解槽改造途径,进而有效实现延长槽寿命达到节能减排,增加效益的目的。
1.铝电解槽现状二十世纪八十年代,因为国家提出的“优先发展铝”方针,使我国的电解铝工业得到了迅猛的发展。
2000年,全国电解铝厂约130家,相当于世界其它所有国家的电解铝厂数量。
2007年,我国电解铝产量已达到1318万吨,居世界首位,同时,电解铝技术取得了很大的突破。
在大型预焙阳极电解槽的设计、制造和生产技术等领域有了自身的大型铝电解技术体系,目前300KA至400KA以上的铝电解槽技术已经成熟,达到国际先进水平,得到了普遍的应用。
大型铝电解槽投入生产,紧随而来的是而关于电解槽寿命问题,在160KA 电解槽时期,整体槽寿命就比国外电解槽寿命短,如今该难题尚且存在。
铝电解生产中,影响铝电解槽寿命的原因无非就是以下几点:即结构设计,槽内衬材料,筑炉和施工质量的问题,也有焙烧启动的方式、方法问题,更有电解槽早期管理和工艺要求问题。
上述各个环节以及在此过程中的优劣,都会对槽寿命造成重大影响。
多年前,我国电解铝厂从国外引进了铝电解槽焦粒焙烧干法启动技术,将落后的铝液焙烧技术取代了。
虽然焦粒焙烧并不是我国的知识产权技术,但是对于我国的电解铝厂而言应该算得上是技术上的进步。
此外,应用铝电解槽焙烧技术,槽寿命并无显著提高。
最早使用焦粒焙烧技术的是白银铝厂,而电解槽的寿命海上徘徊在1500天左右。
这样不难看出,就目前国内电解铝厂而言,单单用焦粒焙烧干法来启动的方式,想达到提高铝电解槽的寿命的要求是不太现实的。
电解槽维修年总结简介电解槽是电解铝生产过程中重要的设备之一,它用于将氧化铝转化为铝金属。
为了确保电解槽的正常运行和生产效率,必须定期进行维修和保养。
本文将对电解槽维修过程中的问题和解决方案进行总结和分析。
维修过程中的常见问题1. 阳极覆盖层脱落阳极覆盖层脱落是电解槽维修过程中最常见的问题之一。
这会导致阳极的效能下降,进而影响铝的产量和质量。
造成覆盖层脱落的原因可能是材料质量不过关,也可能是运行过程中过度磨损或接触急剧变化所引起的应力。
2. 电解液泄漏电解液泄漏是另一个常见的维修问题。
电解液泄漏可能会造成环境污染,同时还会损害设备和工人的安全。
泄漏的原因可能是密封件老化,设备磨损或腐蚀引起的。
3.电解槽电流不稳定电解槽电流的稳定对于铝的产量和质量至关重要。
如果电流不稳定,可能会导致铝的产量下降或出现质量问题。
导致电流不稳定的原因可能是电极老化,电解液浓度变化,或电源供应问题。
解决方案1. 更换阳极覆盖层为了解决阳极覆盖层脱落的问题,可以考虑更换阳极。
选择质量更好的阳极材料,以提高阳极的耐磨性和使用寿命。
此外,定期检查和保养阳极也是必要的,例如进行覆盖层的清理和修补。
2. 检查和更换密封件为了避免电解液泄漏,必须定期检查和更换密封件。
选择耐腐蚀和耐磨的密封件,确保其质量和密封性能。
此外,定期清洗和保养设备,可以减少密封件的磨损和腐蚀。
3. 跟踪电解槽参数为了解决电解槽电流不稳定的问题,必须定期跟踪关键参数,例如电解液浓度,电极磨损情况,电源供应稳定性等。
根据参数变化及时采取调整措施,例如调整电解液的浓度,更换老化的电极,确保电源供应稳定等。
结论电解槽维修是电解铝生产过程中不可或缺的一部分。
解决常见问题和及时维护保养对于电解槽的正常运行和生产效率至关重要。
通过更换阳极覆盖层,检查和更换密封件,以及跟踪关键参数,可以提高电解槽的维修质量和效果,确保铝的产量和质量达到预期目标。
以上是对电解槽维修年总结的简要概述。
铝电解槽内衬筑炉施工中的问题及改进策略
发表时间:2019-05-09T09:14:54.357Z 来源:《新材料.新装饰》2018年9月上作者:张剑林鹏程刘栋博
[导读] 在铝电解的生产中,电解槽寿命是制约电解生产发展的重要因素,虽然国内电解槽300KA以上的槽型发展比较快,设计院从设计方面做了很多的改进,生产企业从焙烧启动、后期的生产管理也在不断的提高,但电解槽的寿命问题是直接影响电解铝的生产成本和生产效率的核心,延长铝电解槽寿命是电解铝企业的一贯追求。
目前电解槽的寿命在不断提高,从
(江西科技学院土木工程学院)
摘要:在铝电解的生产中,电解槽寿命是制约电解生产发展的重要因素,虽然国内电解槽300KA以上的槽型发展比较快,设计院从设计方面做了很多的改进,生产企业从焙烧启动、后期的生产管理也在不断的提高,但电解槽的寿命问题是直接影响电解铝的生产成本和生产效率的核心,延长铝电解槽寿命是电解铝企业的一贯追求。
目前电解槽的寿命在不断提高,从2005年的1200-1500天的使用寿命提高到目前的2000天以上,电解槽槽寿命总体呈上升趋势,笔者从铝电解槽内衬筑炉施工质量进行分析探讨。
关键词:铝电解槽;破损原因;施工质量
引言:
文章主要对电解槽内衬质量的分析,找出了在内衬砌筑中的几个问题,并且按照找出问题采取了相应的措施,使电解槽的寿命有了明显的提高,有效遏制早期破损槽的发生,总之要提高铝电解槽的寿命,不仅从电解槽槽壳设计、碳素材料、施工质量等各环节做好,而且更重要的是从电解槽的焙烧启动及正常的生产管理进行严格控制。
1. 施工中容易出现的原因
1.1阴极炭块的问题
从早期破损的电解槽看,阴极炭块的质量是导致早期破损的直接原因,目前阴极炭块的生产厂家多,质量参差不齐。
其中有些生产厂家是振动成型,有些厂家是挤压成型,不管是挤压成型还是振动成型,关键在于阴极炭块在生产过程中的工艺控制,针对出现的几台早期破损槽的分析看,阴极炭块的横向断裂、起层、局部出现裂纹,说明生产厂家在产品出入库存在问题,没有严格检查,导致不合格的产品进入施工现场;原材料在使用前保管不好,掺入了杂质(煤矸石等),阴极炭块在生产过程中杂质挥发或高温爆裂,出现阴极炭块空洞,导致电解槽从空洞处漏炉,另外在配比过程中的计量不准也是造成上述现象的因素之一,如果阴极炭块破损或裂缝,导致铝液中的钠与炭块中的炭作用生成化合物,使炭晶格间的距离增大,使炭块的体积膨胀,很容易使铝液和电解质液沿炭块的裂纹渗透,至致接触到阴极钢棒生成合金铝,严重时导致漏炉。
1.2侧部炭块的问题
目前各铝企业中依据设计院设计不同而结构各不相同,有普通的碳素侧部块,有氮化硅结合碳化硅侧部复合块,有氮化硅结合碳化硅。
普通的碳素侧部块在运行到1000天左右时,氧化和侵蚀后几乎不复存在,主要是理化指标达不到要求,另外表面裂纹及龟裂导致普通的碳素侧部块快速氧化和侵蚀,造成早期破损。
氮化硅结合碳化硅侧块与普通碳素异型块组成的侧部复合块,是由生产厂家整体将氮化硅结合碳化硅侧块与碳素异型块粘结后供货,在施工过程中出现粘结强度达不到指标而分离,从而使两种炭块之间产生缝隙导致早期破损,另外普通的碳素侧部块表面裂纹及龟裂导致普通碳素侧部块快速氧化和侵蚀,启动初期伸腿以上的普通碳素侧块脱落,造成早期破损。
氮化硅结合碳化硅主要的问题是理化指标达不到标准,在运行到1000天以上是与电解质接触部位侵蚀严重,几乎二分之一以上的厚度已经侵蚀完。
1.3内衬材料的质量
铝电解槽内衬的阴极碳素材料质量直接影响着电解槽的使用寿命和电能消耗等,在日常的大修理中,由于使用的阴极碳素材料比较混杂而各自的理化指标也不尽相同,这就给电解槽的早期破损造成不利的因素,而阴极碳素材料在生产、采购等到方面都比较困难,迫使在电解槽的施工中采用几家的碳素材料,在实际操作中也很难达到阴极碳素材料一体化。
在生产中出现周围糊料、阴极炭块脱落和阴极炭块断裂等现象也时有发生,这就给电解槽的早期破损创造了条件。
2. 改进内衬砌筑
2.1阴极炭块的生产厂家的选择
针对阴极炭块比较杂又比较多的情况下,对阴极炭块的生产厂家进行实地考察,从各厂家的生产规模、生产工艺、原材料的进货渠道、阴极炭块的焙烧、炭块的加工等等了解,确定3-4家合格供应商,每次从这几家比价确定每批次的供应厂家,绝对不能选择贸易商供应阴极炭块,贸易商选择的阴极炭块厂家是以价格为目的,以次充好,炭块质量难以保证。
2.2电解槽阴极炭块的组装
针对阴极炭块的缺陷,首先是从源头把关,组装前检查是否有裂纹、缺棱、掉角等现象,其次是组装后的检查,通过比电阻测试仪和外观质量的检查,第三是在安装阴极炭块前进行检查,通过打音、表面观察等措施,确保阴极炭块的质量。
第四是用电子吊钩称对扎入的糊料量进行计量,确保每组阴极炭块扎入的糊料量不低于设计要求的重量,第五是阴极炭块的外观尺寸一定要规范,目前的阴极炭块的尺寸偏差大,尽可能的将尺寸偏差相近的安装在一起。
另外阴极炭块在阴极炭块的两长侧和两短侧都开槽,防止侧部和立缝渗漏,从筑炉内衬工艺上消除缺陷。
杜绝有缺陷炭块组进入电解槽中,保证了安装到电解槽中的每一块阴极炭块组的质量。
2.3改进筑炉施工工艺
从进入电解槽内衬砌炉开始,先划出每层的高度控制线和伸缩缝的控制线,改变以往的随意性砌筑,这样不但操作时方便,更主要是能保证纵横伸缩缝的位置和高度控制线,达到规范操作的目的。
在电解槽四周的砌筑时,严格控制各层的灰缝,在钢棒孔和耐火砖的空隙中用氧化铝填满填实不能留有空隙,保证在铝液、电解质渗漏时无渗漏空间,从源头堵住渗漏,防止从钢棒孔中漏炉发生。
另外在扎固工艺时,首先控制好糊料的温度和加热搅拌。
在几年前曾经出现每批中的糊料不一样,其中有的糊料油份较大有些糊料油份较小,而且骨料也不一样,这样在扎固时就会出现油份较大的温度高,油份较小的温度低,同时油份大的容易出现返桨现象,油份小的出现扎不在一起的现象,所以为避免糊料温度不均匀,在扎固前一天将糊料放入预热炉,按规定进行预热,同时为避免生产厂家每批或每锅的配比不均匀性,将糊料二次进入混捏锅进行搅拌,待搅拌均匀后运到施工现场,力求糊料达到均衡。
其次在扎固时对各区域进行划分,划分的目的就是各捣固机手在扎自己的区域外同时还要延伸200mm到两边区域进行扎固,这样避免在接搓处的漏扎现象,保证整体的扎固效果[1]。
2.4严格控制内衬材料质量
电解槽的内衬材料是延长槽寿命的关键因素之一,而阴极碳素材料最为关键,它是在高温和熔盐强烈侵蚀的环境下工作的,所以碳素材料质量好坏直接影响到电解槽的寿命。
在每台槽中应尽量使用同一厂家的碳素材料,尽可能达到电解槽内衬素材料一体化。
严格控制内衬碳素材料的理化指标,对超标的材料禁止使用,防止由于内衬碳素材料而引起的早期破损。
另外阴极内衬材料在运输中和保管时必须符合技术要求,严禁日晒雨淋、强烈震动和受潮。
2.5改善扎槽的设备和工器具
为了杜绝扎固进程中使用墙壁风源的问题,保证扎固中风压的稳定性,用自备空压机进行供风,满足了扎固工艺要求,达到了预期目标,从而保证扎固中糊料的温度。
另外还对缺棱、角的捣固锤及时进行更换和加工,保证扎固过程中各个角落的扎固质量,为整体扎固质量提供保障,避免由于扎固质量而造成的早期破损。
为防止扎固糊出现分层现象,改进扎固工具,采用梅花锤捣固使周围糊层间紧密衔接,有效解决原工艺糊料层间拉毛不好及层间结合差的现象,扎固和拉毛过程一次完成,有利于提高了电解槽的扎固质量。
结论:
简而言之,本文从电解槽内衬施工中容易出现的原因进行分析,结合容易出现的原因提出了施工质量改进的措施,槽寿命有了明显的提高[2]。
参考文献
[1]邱竹贤.预焙槽炼铝(第3版)[M].北京:冶金工业出版社,2015.
[2]何允平,董民杰.铝电槽寿命的研究[M].沈阳:东北工学院出版社。
2018.。