干式防滲料在鋁電解槽上的應(yīng)用

1、干式防滲料在鋁電解槽上的應(yīng)用中國鋁業(yè)青海分公司付明錄摘要：摘要：本文簡要介紹了傳統(tǒng)電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、干式防滲材料的性能以及推廣應(yīng)用的目的和具體實施的施工方案，通過考核結(jié)果的分析，得出干式防滲材料在電解槽上應(yīng)用后，能使電解槽槽殼下部溫度降低；爐底壓降降低，能阻止電解質(zhì)的滲漏；砌筑工藝簡單，容易操作等問題，能使槽壽命提高到300天以上。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：干式防滲材料電解槽防電解質(zhì)滲漏前言：前言：在鋁電解槽的生產(chǎn)中，電解槽壽命是制約電解發(fā)展的

2、重要因素，為提高電解槽壽命，國內(nèi)外鋁業(yè)公司和科研機(jī)構(gòu)對陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的研究從來都未停止過，這是因為：鋁電解槽是在高溫熔融狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)的設(shè)備，所以陰極不可避免的受到鈉、電解質(zhì)和鋁液的侵蝕，侵蝕后的鈉、電解質(zhì)、鋁液與耐火材料、保溫材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一方面造成體積膨脹產(chǎn)生很大的應(yīng)力，使?fàn)t底上抬，槽殼變形導(dǎo)致漏爐，造成電解槽的早期破損；另一方面它改變了耐火材料、保溫材料的化學(xué)組成，降低保溫性能，破壞電解槽的熱平衡，使生產(chǎn)工藝條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)惡

3、化，嚴(yán)重時被迫停槽。中國鋁業(yè)青海分公司早在1996年引進(jìn)澳大利亞派羅特克公司的干式防滲材料，在一期160KA電解槽的66#、227#槽上進(jìn)行了工業(yè)試驗；為進(jìn)一步推廣應(yīng)用試驗的成果，2001年選用國內(nèi)兩家生產(chǎn)干式防滲材料的廠家，分別在一、二期的160KA電解槽上又進(jìn)行了10臺槽的應(yīng)用，此次應(yīng)用試驗不但在槽底用干式防滲材料而且在槽四周也采用干式防滲材料防止底部和側(cè)部漏爐。1、推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用的原因的原因1.1傳統(tǒng)電解槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)鋁電解

4、槽陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)由下至上依次為：一層硅酸鈣板、二層保溫磚、一層氧化鋁、二層耐火磚、陰極炭塊，四周內(nèi)襯為濕砌六層耐火磚，一列側(cè)部炭塊。這種內(nèi)襯結(jié)構(gòu)其熱平衡設(shè)計，力求控制電解質(zhì)凝固等溫線（800900℃）在耐火磚層之內(nèi)，目的是使電解質(zhì)破壞作用限制在陰極碳塊以下，保溫磚層以上，以使保溫磚層免受熔融電解質(zhì)的侵蝕作用，保證陰極內(nèi)襯具有持久穩(wěn)定的良好熱特性。絕熱板和保溫磚構(gòu)成槽底的主要熱絕緣層，其目的是使生產(chǎn)期間底部碳塊表面上沉淀物不致凝結(jié)，使電解質(zhì)

5、初晶等溫線移至陰極碳塊之下，避免了因鹽類在陰極碳塊孔隙中析出所產(chǎn)生的應(yīng)力而破壞陰極碳塊。同時，絕熱板和保溫磚均屬疏松多孔材料，能夠一定程度上吸收鹽類結(jié)晶放出的應(yīng)力，雖然自身將喪失一部分保溫效果，卻能保持槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的完好。耐火磚層和氧化鋁層是槽底熱絕緣層的保護(hù)帶，它的存在，可使得保溫磚在800℃以下，絕熱板在400℃下長期保持絕熱性能。另外，一旦電解質(zhì)從槽底裂縫中滲入，或由碳素材料晶格滲漏時，首先是在耐火磚砌體表面結(jié)晶析出，而不直接灼傷保

6、溫磚，可防止保溫材料的變性。但是由于鋁電解槽在工作過程中，高溫熔體，特代，最底層的硅酸鈣板和兩層保溫磚按原砌筑方法施工，在砌完底二層輕質(zhì)保溫磚后沿長度方向砌230mm寬的三層輕質(zhì)保溫磚，再放一層35厚200mm左右寬的木板為擋板，在中間填干式防滲料，松散料高度要達(dá)到230mm用水平尺將干式防滲料刮平，鋪一層塑料，并且沿著干式防滲料平鋪一層三合板，在三合板上用頻率不小于50赫茲的平板振動器進(jìn)行振動，直至壓縮比達(dá)到為止，振動完后禁止在干式防

7、滲料行走；安裝陰極炭塊時在干法防滲料的表面再散灑一層20mm厚的松散料，并且用水平尺刮平，這樣陰極炭塊能充實地落在干式防滲料上，在陰極鋼棒四周填274mm厚的干式防滲料，用鑿巖機(jī)將干式防滲料振實，在振實的干式防滲料上砌筑兩層耐火磚，原內(nèi)襯設(shè)計和試驗內(nèi)襯結(jié)構(gòu)如下圖，其上的砌筑按原內(nèi)襯結(jié)構(gòu)施工。炭塊硅酸鈣板保溫磚耐火磚扎糊縫耐火顆粒干式防滲料氧化鋁原設(shè)計內(nèi)襯實驗槽內(nèi)襯3、考核結(jié)果考核結(jié)果從2001年9月開始實施干式防滲料階段在354#415

8、#426#101#462#504#使用的是國內(nèi)甲廠的材料；在294#393#20#316#使用的是國內(nèi)乙廠的材料，同時選擇了臨近的大修電解槽作為對比槽從啟動后的品位看實驗槽最好的品位為Al99.85最低品位為Al99.70對比槽中最好的品位為Al99.85最低的品位為Al99.60。另外爐底壓降實驗槽平均為384.2mv對比槽爐底壓降平均為385.9mv實驗槽比對比槽爐底壓降低1.7mv從而降低了電耗節(jié)約了成本同時也有利于提高電流效率干