电解槽破损分析.docx
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date电解槽破损分析电解槽破损分析电解槽破损形式及原因一、电解槽破损形式电解槽破损主要是由阴极内衬破损和侧部炭块破损组成,其破损形式有阴极炭块隆起断裂、阴极冲蚀坑和侧部氧化脱落。1、阴极炭块隆起断裂阴极炭块在生产一段时间后,上抬隆起,整个阴极面呈中间高,四周低的情况,致使阴极钢棒弯曲变形,槽沿钢板向外伸展。炉底隆起长时间会出现阴极炭块断裂,铝液顺裂缝渗入底部,熔化阴极钢棒,
2、造成漏炉。及时进行炉底温度的测量,有助于更好的掌握破损点的位置图5-19给岀了炉底隆起造成阴极断裂的示意图。根据阴极钢棒的组装形式不同,炉底隆起程度不同,特别是通方钢组装(见图5-20),钢棒承担应力较大,炉底隆起后阴极钢棒顺势弯曲,造成阴极炭块和钢棒脱离,甚至阴极炭块内部层脱。随着近年来的发展,阴极组装钢棒都改成了短钢棒组装,对阴极寿命会起到一定的作用。炉底隆起断裂的原因主要是热膨胀和钠对碳阴极的渗透引起的体积膨胀,这种膨胀力远大于从室温至I000的膨胀力,钠直接在阴极内衬下产生反应的结晶张力将导致槽壳的变形及阴极炭块上移。2、阴极冲蚀坑这是预焙槽上的一种特殊破损形式。由于磁场推动铝液冲涮的
3、作用,在槽底形成冲蚀坑穴,冲蚀坑穴大部分出现进电端,这是因为立柱母线和槽底母线磁场作用铝液流速增加,消磨阴极造成。冲蚀坑表面磨得很光滑,覆盖有一层白色氧化铝固体。当坑穴逐渐向下穿透炭块时,铝液熔化阴极钢棒,从而造成漏炉。有两种形式的坑穴,一种是面积较大的,存在形式基本对应每个立柱母线都会有此现象,坑穴深度约为10cm以上。随着坑穴深度的增加,铝液冲刷阴极炭块逐渐变薄,一旦突破阴极炭块,阴极钢棒熔化。另一种是局部小冲蚀坑,或者称为冲蚀洞,呈不规则的圆形,是阴极炭块质量问题形成的铝液通道,这种冲蚀洞破坏性比较大,会造成多组阴极钢棒熔化,引发漏炉事故。3、侧部破损侧部在以前是采用纯炭块砌筑的。现在是
4、碳氮化硅块或者碳-氮化硅组合块砌筑。电解槽运行过程中,侧部因受空气氧化、化学腐蚀、边部开口捞渣作业的破坏,致使侧部物质氧化消耗或物理破坏脱落落入槽内,图5-23为侧部破损前后对比。由于钠的侵蚀使得侧部碳-氮化硅块结构疏松、膨胀、炸裂、导致侧块粉化,失去保护作用。炉帮变空,使槽内水平电流增大。由于垂直磁场与铝液中水平电流作用形成强大的回流,水平磁场对铝液垂宜电流形成表面隆起,加之阳极电流不均,导致伸腿过长,水平电流大电解槽侧部长期难以形成炉帮,稳定性差。从而形成恶性循环,更加剧了铝液流速场的变化,由于铝液电磁力的作用,铝液及电解质中的氧化铝不停的对侧部进行物理摩擦、剥蚀,最终造成电解质和铝液界面
5、直接与侧部钢板接触。另外在日常的管理中,炉面散热带管理不善,散热带被物料埋住,侧部热应力增加,加上水平电流和物理冲刷的作用.侧部炭块膨胀,使散热带上翘.严重时使侧部暴露空气中发生氧化。侧部破损造成漏炉几率也非常大,一旦侧部化空,高温液体直接接触侧部钢板,水平电流会加剧击穿侧部,发生漏炉。二、电解槽破损原因阴极内衬随着槽龄的增长都会产生破损,其原因主耍体现在以下几个方面。1、 钠的渗透钠的渗透对阴极产生如下作用:钠-碳之间的反应形成一种嵌合物,将会增大碳晶格间的距离,从而引起膨胀和分裂,可导致局部应力集中或破裂的延伸,这个问题发生的趋势取决于吸收钠量和吸钠的分布,吸钠不均会造成炉底上抬和局部炭块
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