电解破损槽管理办法[1]
电解槽底部破损与应对
110管理及其他M anagement and other电解槽底部破损与应对郭福宝，贾晓刚（山西兆丰铝电有限责任公司，山西 阳泉 045200）摘 要：本文分析了电解槽底部破损的机理和原因，结合具体生产实践，详细的介绍了如何查找破损部位及相应的修补措施，并且给出了修补后的破损槽在日常生产中的管理措施。
关键词：电解槽；破损；修补；管理措施中图分类号：TF845 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）06-0110-2收稿日期：2019-06作者简介：郭福宝，男，生于1980年，辽宁建平人，本科，冶金工程师，研究方向：铝冶炼、碳素。
铝电解槽是在900℃以上高温的熔盐状态下工作的设备，它的阴极内衬长期受到铝液和电解质的侵蚀，由于侵蚀所产生的应力会使槽体变形和内衬破损，严重时导致电解槽停槽大修。
电解槽大修需要耗费大量的人工和费用，从降低成本和增加产量的角度出发，应当加强生产期间对电解槽的日常维护，减少电解槽的破损。
而当电解槽出现初期破损时，如何及早发现并进行成功修补，是电解生产中十分重要的一项工作。
1 电解槽破损的现象、原因及机理1.1 破损现象在电解槽停槽清理内衬时，可以看到底部破损的情况：阴极炭块发生变形，膨胀隆起、有冲蚀坑、横向或纵向断裂；炭块之间的扎固糊发生裂纹造成炭缝之间有碳化铝、电解质和铝等固体；炭块与钢棒的交界面上有凝固的铝和电解质，部分钢棒被铝液熔化，生成铁铝合金；炭块下面有凝固的电解质、铝、铝铁合金，严重时耐火砖、防渗料、炭块与沉积物熔铸在一起，形成较大的结块。
1.2 破损原因电解槽发生破损的根本原因是电解槽在高温铝液和电解质的侵蚀下，阴极炭块出现冲蚀坑或者裂缝，铝液从冲蚀坑或者裂缝中进入阴极炭块，造成炭块变形隆起上抬，严重时造成炭块断裂和阴极钢棒熔化[1]。
1.3 破损机理电解生产中阴极炭块是不消耗的，但它长期与高温电解质和铝液接触，不可避免的会受到侵蚀和渗透，并最终演变为破损，主要表现在以下三种情况。
电解槽漏槽事故处置预案
一、总则1. 为确保电解槽生产安全，预防和减少电解槽漏槽事故造成的损失，特制定本预案。
2. 本预案适用于我公司电解槽生产过程中发生的漏槽事故。
3. 本预案遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。
二、事故定义1. 电解槽漏槽事故是指电解槽在正常运行过程中，因槽壳、阳极、阴极、母线等部位发生破裂，导致电解质外溢，造成环境污染和设备损坏的事故。
2. 漏槽事故分为一般性漏槽事故和重大漏槽事故。
三、组织机构及职责1. 成立漏槽事故应急指挥部，负责指挥、协调和监督事故应急处置工作。
2. 漏槽事故应急指挥部下设以下工作组：（1）现场处置组：负责现场事故处理、人员疏散、设备抢修等工作。
（2）医疗救护组：负责事故现场受伤人员的救治。
（3）后勤保障组：负责事故现场的后勤保障工作。
（4）信息宣传组：负责事故信息的收集、整理和发布。
四、应急处置流程1. 事故报告（1）发现漏槽事故后，现场人员应立即报告值班领导。
（2）值班领导接到报告后，立即向漏槽事故应急指挥部报告。
2. 事故响应（1）漏槽事故应急指挥部接到报告后，立即启动本预案，通知各应急工作组到位。
（2）现场处置组迅速采取以下措施：①立即切断事故电解槽的电源，防止事故扩大。
②组织人员疏散，确保人员安全。
③使用消防器材进行灭火，防止电解质外溢引起火灾。
④对泄漏的电解质进行围堵，防止污染环境。
3. 事故处理（1）现场处置组根据事故情况，采取以下措施：①使用堵漏材料对泄漏点进行封堵。
②对泄漏的电解质进行清理，防止污染环境。
③对损坏的设备进行抢修，尽快恢复生产。
④对事故原因进行调查，查明事故原因。
4. 事故善后处理（1）漏槽事故应急指挥部组织各应急工作组，对事故现场进行清理、恢复生产。
（2）对事故原因进行调查，提出整改措施，防止类似事故再次发生。
（3）对事故处理过程中涌现出的先进典型和先进个人进行表彰。
五、应急物资及设备1. 应急物资：消防器材、堵漏材料、防护用品等。
2. 应急设备：消防车、挖掘机、铲车等。
电解槽漏槽应急预案
电解槽漏槽应急预案1、漏槽危害程度分析电解槽漏炉时不仅该槽的运行遭到破坏，同时漏出的高温电解质和铝水可能会冲坏阴极母线和烧毁槽下部设备，从而影响整个系列生产。
因此生产中尽量避免漏炉，不仅对正常槽需要加强操作和管理，对严重破损的电解槽也要准确掌握破损程度，适时停槽大修，以免发生漏炉事故。
2、应急处置基本原则2.1避免人身伤亡。
2.2应急抢救的重点包括堵漏、保护阴极母线。
2.3应急抢险的重点还包括防止因漏炉事故造成整流所、自备电厂发生连锁事故。
2.4保护动力和控制电缆、电压监护。
3、处置措施3.1异常信息的传递3.1.1 在电解厂房任何人员发现电解槽漏槽后，必须立即大声呼救“ * * 号槽漏槽啦！”，并立即将槽电压控制在4.10—3.80V之间；（在控制槽电压的同时，用移动电话通知班长。
班长需立即通知车间、调度、技术人员及出铝人员（准备好抬包）。
3.1.2 第一个赶到现场的增援人员，在确认漏槽状况后，负责立即利用厂房内广播设备通知到当班其他人员。
3.1.3 在电解厂房内任何人听到漏槽的声援或广播，必须立即赶到漏槽现场。
3.1.4 现场职务最高者或其授权者为现场指挥人员，负责立即启动漏槽应急工作。
3.1.5 使用直通电话时,使用以下标准用语：“我是电解**厂房**班**，***号电解槽发生漏槽事故，请立即终断系列直流电或将电流降至***KA”3.2 确定漏槽部位根据熔体漏出部位，确定漏槽类型，具体如下：3.2.1当熔体从电解槽上窗口漏出，且为红热电解质时属侧上部漏槽3.2.2当熔体从电解槽端头下钢窗漏出时属侧下部漏槽。
3.2.3当熔体从阴极钢棒周边漏出铝液时，属阴极漏槽；3.2.4当熔体从电解槽底板漏出时，属底部漏槽；3.3侧上部漏槽的处理办法3.3.1电解工揭开漏槽处左右各5块槽罩，槽罩暂码放到出铝端窗前；指定专人监护电压，电压不超过4.3伏，确保阳极不脱离电解质，若因角部较大，无法继续降阳极时，安排人员将A1、B1、A24、B24极卡具松开，在降极的同时，安排人员将母线防护板插在阴极钢棒处进行母线保护，用风管对漏点进行吹风冷却。
铝电解槽内衬破损原因分析及对策
现象使熔盐与炭间界 面张力变小 ， 从而使 湿润性变 好， 并使 电解质渗透入炭中。
增大电流密度能够促进电解质 向炭阴极渗透 。 当电流密度增大时， 炭阴极表面上 的电荷密度亦增
开或 有 冲蚀 坑 穴 等 变形 ， 成 了 黄 色 的碳 化 铝 生 （ Ｃ ） 并 侵入 了电解 质和 铝 。 阴极 内衬 的变异一 ，， 般是从焙烧启动期开始 ， 焙烧后期 由于水份和挥发 分自 下而上冒 ， 由于炭缝体积的收缩 ， 并 填充在炭块
１２ 阴极炭块受钠的侵蚀 ．
一
般认为 ， 的侵蚀作用在较低温度下尤其严 钠
重， 因为碳钠化合物在高温下部分分解 ， 而在低温下 稳定。钠在真空中对炭的破坏作用随温度升高而减 弱， 故对 于电解槽槽底 的焙烧而言 ， 焙烧温度宜达到 ９０ ９０ｏ之后才开始启动 ， ０ ～ ５ Ｃ 旨在削弱钠对槽底的
之间的“ 炭糊” 便与炭块分离 ， 形成裂缝 。启动期 由 于大量热 的冲击 ， 在阴极炭块 中产生巨大应力 ， 造成 炭块的破坏。特别是焦粒焙烧时 ， 由于局部温度的 不均匀性 ， 导致阴极炭块表面温度差异特别大 ， 焙烧 后期就产生了大量裂纹 ， 启动期则加剧 了裂纹的扩
大。
大， 使电位升高 ， 从而使熔盐与炭问界面张力变得更
小， 故电解质容易渗透人炭中。 １４ 阴极钢 棒 的变异 ． 阴极钢棒是铝电解槽阴极中的一个重要组成部 分， 其功用是把电流从 阴极导出 ， 通常用软钢制作 ，
有通长的和对开的 ２种结构形式 。阴极钢棒的变异
有下列几种情形 ：
１ 渗碳 。阴极钢棒直接敷设在炭块中 ， ） 又处在 较高的温度下 ， 故碳容易向钢棒渗透。研究发现 ， 钢 棒中的碳浓度 ， 从原始低浓度增大到共析浓度 ， 直径 为６ｍ ５ ｍ的棒经 １０ ｄ之后 ， ００ 碳渗透到钢棒的中心 部位 ， 渗入的碳量在每米长度上约为 ２０ 。 ０ ｇ ２ 向上 隆起。在废 旧内衬 中发现 阴极钢 棒普 ） 遍向上隆起 ， 引起钢棒 的变形 。在 ７０Ｃ以上的高 ０ｏ
简述电解槽槽壳破损原因分析及修复方式
简述电解槽槽壳破损原因分析及修复方式摘要：随着电解铝行业技术发展, 电解槽型越来越大、槽壳尺寸也随之增大, 致使大槽型电解槽壳的成本增加, 且维修难度加大、破损后造成损失也较大。
因此槽壳维护、后期维修对企业生产、经营至关重要。
关键词：大型铝电解槽;槽壳破损;修复方式1.槽壳结构目前大型电解槽主要结构——两个端头 (出铝端、烟道端) 、两个长侧 (进、出电端) 、一张底板及工字钢底梁, 组成船型形成电解槽熔池。
在电解铝项目初期,各部分外部制作好后, 在电解厂房组对成型。
附图1电解槽壳组成图2.破损原因及现象2.1 施工及焙烧过程(1) 内衬材料 (主要是侧部复合块及捣打料) 质量不合格。
(2) 施工过程质量未达标, 例如捣打料填塞不实、侧部复合块砌筑砖缝过大等。
(3) 在电解槽焙烧炉启动时, 焙烧温度、电压设置、焙烧时间及电解质高度等参数控制不当。
(4) 造成后果:电解质、铝水渗漏, 冲坏槽壳。
2.2 原因分析(1) 生产过程维护管理不到位, 造成内衬材料局部破损, 形成槽壳局部过热发红、局部破损; 造成槽壳壁板长期受到高温影响，金属材料局部金相组织可能发生不可逆性状态改变，材料物理性能指标下降，导致金属材料脆断（裂）。
(2) 漏槽造成的后果:侧部、钢棒窗口或底部漏铝或电解质冲坏槽壳。
(3) 使用时间达到设计年限随着电解槽的运行时日延长, 液态电解质不断地向阴极碳块渗透, 由于熔盐渗透至熔体的凝固等温线时就生成凝固物, 或生成碳化铝促使碳块继续膨胀, 其过程是连续的、缓慢的,应力逐步向最弱的位置转移，导致槽壳变形和破损。
内衬受熔盐的侵蚀加重, 槽壳壁板也随之被腐蚀，在电解槽短侧最为常见，大概槽沿下方600mm—800mm左右。
(4)槽壳底板与斜侧壁之间焊缝开裂情况，可能是电解槽后续生产过程中内衬吸钠膨胀叠加在该处产生的应力集中导致。
还可能是该处焊接质量未满足原设计要求。
附图2破损槽壳图附图3破损槽壳图附图4破损槽壳图附图5破损槽壳图3.预防措施3.1 合理的结构:槽壳设计既要考虑槽壳强度、刚度, 还有考虑一定的弹性变量。
电解槽寿命管理
相对误差
0.715497 0.689759 0.61827
Dmn 误差
0.208327 0.255606 0.24596
4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1080
1099 1281 1366 1543 1565 1621 1671 1714 2562 2611 2672 3164
17
3317
3136.42
180.5801
0.054441
0.070292
51
国内现有提高预焙铝电解槽寿命的 技术和措施
国内现有提高预焙铝电解槽寿命 的措施是对症下药，也就是根据对现 有槽情况的分析结果，有针对性的采 取措施。目前主要有以下一些：
52
⑴ 改变阴极不合理结构：如增加伸 缩缝，改变侧部“圈樑”结构；加工 面宽度应根据有关情况通过试验而定， 不能照搬外国的数据。
27
② 由于电解质渗透和长期使用，耐火和 保温材料性能改变，槽无法在正常条件下 运行。 槽侧块由于磨蚀和氧化等原因而逐步 损坏，造成测部漏炉。 材料质量和操作条件、设计是其决定因 素。
28
消灭非正常破损、降低早期破损 率、延长正常破损期是提高槽寿 命的关键。
29
五、影响槽寿命的因素
设计—磁、流动、热和应力场的合理化 施工质量和材料
4
槽寿命与吨铝大修费关系 1500
元/吨铝
1000 500 0 0 2 4 6 8 10 槽寿命(年) 系列1 系列2
5
因电流效率降低而增加的费用
吨铝增加费用(元/吨 铝)
300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 电流效率降低(%)
6
槽电压上升与费用增加的关系 250
对85kA预焙铝电解槽侧部破损槽的管理
效率 ， 如何提 高这 部分 电解槽 的 电流效率 和槽 寿命 ，
成 了现在管 理 的重点 。
最好 的 电流效 率是在 不失 去电解槽 的稳 定性 的 情 况下 ， 尽可 能低 的电解 温 度 实 现 的。而 控 制合 用 理 的过热 度不仅 能保 持 良好 的炉 帮状 况 ， 且 能 提 而
关 键 词 ：８ Ｋ 预 焙 铝 电 解槽 ；侧 部破 损 ５Ａ
中国铝业 河南 分公 司 ８ ｋ ５ Ａ预焙 铝 电解 槽 系列 共 有 电解槽 ２ ０台 ， ２ ％以 上 的在产 槽存 在 侧部 ６ 有 ０
炭块破 损 的现象 。这部 分 电解槽 严重 地影 响 了电流
２ 对 于 电解槽侧 部炭 块 破 损 的 对 策
９ ． ０２ ９ １ ９ ． １４ ３ ５ ５
８ １ ０
２月 ９ ． ｏ５ ３月 ９ ． １１
４月 ５月
的影 响较大 ， 因此 在效 应 方 面 应尽 可 能降 低 效应 系
数和 效应持 续时 间 ， 以减 少 周期 内效 应 所 产 生 的热 量对 侧 部 的 热 冲 击 ， 缓 炉 帮 消 耗 。 实 践 表 明 ， 减 ８ｋ ５ Ａ电解槽 阳极效 应 系数不 大于 ０ １ 借 ． 效 ．次 日，
平 电流 ， 大 了 日常 维 护 的难 度 ， 往 收效 甚微 ， 加 往 长
淀， 而导致 电解槽 的不稳 定 。因此 ， 佳 的电解质 过 最
时 间就会 导致侧 部炭 块破损 。
热度必须 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
～
Ｏ—Ｔ ｅｍＴＭ） 专 利 产 品 ） 电解 温 度 、 品温 ｈｒ （ 对 初
电解槽漏槽事故处置预案
一、总则1. 为确保电解槽漏槽事故得到及时、有效的处置，保障人员安全和生产稳定，特制定本预案。
2. 本预案适用于电解槽在生产过程中发生的漏槽事故。
二、事故定义电解槽漏槽事故是指在电解槽生产过程中，由于槽体结构、密封不良等原因，导致电解质或铝液从槽体漏出，造成设备损坏、环境污染和人员伤害的事故。
三、组织机构及职责1. 成立事故处置领导小组，负责事故的总体指挥和协调。
2. 事故处置领导小组下设以下工作小组：（1）现场处置组：负责现场事故的处置、人员疏散和救援。
（2）技术支持组：负责事故原因分析、技术支持和设备修复。
（3）信息联络组：负责事故信息的收集、整理和上报。
（4）后勤保障组：负责事故处置过程中的物资供应、生活保障和现场清理。
四、事故预防1. 加强设备维护，定期检查槽体结构、密封装置等关键部件，确保设备完好。
2. 严格执行操作规程，加强员工培训，提高员工安全意识和应急处置能力。
3. 优化生产环境，降低事故发生的风险。
五、事故处置流程1. 发生事故后，现场操作人员立即停止操作，立即上报事故。
2. 事故处置领导小组接到报告后，立即启动应急预案，组织现场处置组、技术支持组、信息联络组和后勤保障组开展事故处置。
3. 现场处置组迅速疏散人员，设置警戒线，防止事故扩大。
4. 技术支持组分析事故原因，提出处置方案。
5. 后勤保障组提供物资和设备支持，协助事故处置。
6. 事故处置完成后，进行现场清理和设备修复。
7. 信息联络组向上级部门汇报事故处置情况。
六、事故总结1. 事故发生后，事故处置领导小组组织相关人员进行事故原因分析，总结经验教训。
2. 针对事故原因，制定整改措施，防止类似事故再次发生。
3. 将事故处置经验纳入日常安全管理，提高应急处置能力。
七、附则1. 本预案由电解槽漏槽事故处置领导小组负责解释。
2. 本预案自发布之日起实施。
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电解厂破损槽管理办法
一预焙阳极电解槽破损的特征
预焙阳极电解槽破损是指阴极槽体破坏和损耗程度，主要有以下几种特征：
1、在排除外界铁、硅来源后，铝液中铁、硅含量急剧升高或一段时间内居高不下；
2、槽底膨胀隆起（槽底沿长度方向呈山丘状隆起，形成中间高、四周低的状况）；
3、阴极棒孔处漏槽；
4、阴极炭块断裂，阴极扎固炭缝起层裂开受侵蚀，引起底部破损漏槽；
5、侧部破损漏槽；
6、电解槽槽底压降大幅上升，导致槽底压降超高（阴极压降高达500-600mv及以上）；
7、槽壳面升高，严重时顶到槽腹板（集气箱），被迫缩短抬母线周期。
二、电解槽破损位置的排查与确认
1电解槽破损位置的排查：
当预焙阳极电解槽出现破损迹象后，电解分厂要及时组织人员进行检查，破损排查手段：
1）、按照Fe、Si含量升高变化，基本判断属于炉底破损还是炉帮破损。
一般情况，Si高属于炉帮破损，Fe高属于炉底破损。
特殊情
况，也会炉底、炉帮同时破损。
2）、发现Fe、Si升高后，电解分厂要立即进行重点部位排查。
采取重点监护，增加检查频次，测量侧部钢板温度，测量炉底钢板温度、测量阴极钢棒头温度、测量阴极电流分布、阴极表面铁钩检查等手段进行检查。
2 电解槽破损部位确认
对检查结果进行认真分析，找出异常数据，判断破损部位的同时，更需结合有经验技术人员或师傅的现场对炉底、炉帮的检查确认破损部位。
检测数据与现场人工铁钩探查结合，有利于准确判断破损部位及程度。
三、管理细则
1、电解厂对每日取样、化验的原铝质量分析结果进行监督，排除一切外来影响因素后，铁、硅含量异常增加不能确定其具体来源的电解槽，电解厂将之纳入为异常槽管理，单独跟踪统计杂质含量数据，并报告生产技术部。
2、电解厂负责保证电解槽的安全运行。
应每日关注电解槽原铝化验单的Fe、Si含量，对发现的异常槽及时分析原因，根据上述描述的破损槽特征及时检查该异常电解槽，判断是否存在破损现象。
3、判定为破损槽确认破损的具体位置后，汇报给生产技术部、设备部等相关管理部门，同时要指派专人对该槽进行监护运行，在指定位置准备好应的应急工具。
4、电解厂应积极启动《漏炉应急预案》，各部门配合做好漏炉的相关工作。
5、电解厂每周要对本厂内的电解槽进行一次炉底压降检测，每天对槽壳侧部及底部温度检测一次，要求每班对阴极钢棒温度测量一次，并做好相应的记录
四、破损槽的管理
1、电解厂记录好破损槽修补的具体日期并做备案。
2、破损槽的技术条件保持：
（1）对于炉底破损严重槽，应适当降低槽底温度，保护炉底来设计技术条件：低分子比、低槽温、高铝水、低电压。
2）对炉帮破损严重槽，应以增厚炉帮来设置技术条件：低槽温、低过热度、高分子比、高电解质、低铝水。
（（3）对炉底破损、炉帮破损严重槽，加强巡视检查同时，采取综合平衡措施。
（4）工艺操作上，做好收边整形，留足散热带，加强炉帮散热。
坚持炉帮、炉底压降测量，对比。
3、电解厂严格控制破损槽的阳极效应系数和效应持续时间，合理调整下料间隔，尽量避免发生阳极效应。
4、电解厂出铝量要均匀，不要非进度出铝或出铝过多，保持稳定的铝液高度，防止产生热槽。
5、电解厂应严格按操作规程执行，避免产生病槽，一旦发生不正常情况时应立即设法消除，不能拖延，对异常情况应当向有关人员交代清楚。
6、电解厂应提高阳极换极工作质量，杜绝异常电压的发生，发现炭渣及时捞出，保证电解质的清洁。
7、在铁、硅含量未达到正常水平之前，电解厂不定时的对此槽进行巡视，采取对破损处用风管降温等防护措施。
即使在铁、硅含量下降的情况下，任何工作人员也不得随便用铁工具探摸槽底，尤其是禁止在电解槽破损处及其附近扒沉淀，以免碰伤破损处。
严禁直接用铁工具插入破损处。
8、破损槽修补后仍出现上述描述的破损槽特征时，电解厂应及时判断是否需重新对此槽进行修补，再次修补后仍没有效果，电解分厂应及时汇报给生产副总、总工程师、各相关部门经理等领导，以便做好停槽的准备工作。
9、当电解槽出现破损，电解厂经修补但效果不明显、仍有可能出现漏炉或铁含量上升到3%以上的电解槽，电解厂需提出停槽大修申请。
附：电解槽原铝重取、跟踪取样分析的标准
一、电解槽原铝重取分析的标准
当∣Fe今—Fe前∣≥0.040% 时；
∣Si今—Si前∣≥0.020% 时；
需重取分析；
注：今----当天分析的百分含量；
前----前次分析的百分含量。
二、电解槽原铝跟踪分析的标准
1、低于AL99.70品位原铝进行取样跟踪；
2、重取后无取样原因的异常电解槽，次日跟踪，第3日正常取样
后仍保持上升趋势的电解槽继续跟踪；
3 、破损电解槽根据需要跟踪取样分析。