延长铝电解槽寿命资料讲解
延长大型预焙槽寿命的生产实践
目录摘要 (4)第一章绪论第二章影响大型预焙铝电解槽寿命的因素2.1 电解槽的破损现象和机理 (6)2.1.1 电解槽的破损现象 (6)2.1.2 电解槽的破损机理 (8)2.2 影响电解槽阴极破损的因素 (9)2.2.1 电解槽物理厂的设计对电解槽的影响 (10)2.2.2 电解槽筑炉材料对电解槽阴极早期破损的影响 (11)2.2.2.1 阴极炭块的影响 (11)2.2.2.2 耐火保温材料 (13)2.2.2.3 阴极捣固糊 (14)2.2.3 电解槽内衬筑炉施工对电解槽阴极早期破损的影响 (14)2.2.4 被烧启动方法对电解槽阴极早期破损的影响 (14)2.2.4.1 铝电解槽焙烧的目的 (14)2.2.4.2 铝电解槽焙烧的方法 (15)2.2.5 电解槽日常操作对阴极早期破损的影响 (23)第三章延长电解槽阴极寿命的方法3.1 优化电解槽的磁场设计 (25)3.2 选用优质的内衬材料及富有经验的筑炉施工单位 (25)3.2.1 选用适宜的阴极碳块 (26)3.2.2 侧壁材料的选择 (27)3.2.3 电解槽内衬绝缘材料 (28)3.2.4 阴极捣固糊料 (29)3.3 先进的筑炉工艺 (29)3.3.1 阴极碳块采用挤缝粘接技术 (29)3.3.2 电解槽的砌筑 (30)3.4 运用先进的电解槽焙烧启动方法 (31)3.5 电解槽保持适宜的技术条件、优化日常管理 (32)第四章延长电解槽寿命的方法4.1 阴极碳块采用常温固化TiB2涂层 (33)4.2 被烧启动方法 (33)4.2.1 焦粒的选择与焙烧 (34)4.2.2 阳极的安装 (34)4.2.3 均热和防氧化措施 (34)4.2.4 分流器 (34)4.2.5 升温曲线的确定 (35)4.2.6 启动 (35)4.2.7 启动后期管理 (36)4.2.8 结论 (36)4.3 侧部炭块重塑法 (37)4.4 优化电解槽的内衬设计 (37)4.5 干式防渗料筑炉 (38)4.6 优化电解槽生产指标 (38)4.6.1 槽温控制 (39)4.6.2 电解质水平及铝水平的控制 (40)4.6.3 分子比和电解质成分的调节 (40)4.6.4 电压和效应的控制 (41)4.6.5 日常操作质量的控制 (41)参考文献 (43)摘要大型预焙铝电解槽是现代工业炼铝的主要设备，延长大型预焙铝电解槽的使用寿命，一直是各个铝厂工作者关注的重要课题。
如何延长铝电解槽槽寿命
筑炉 材料 质 量是 很客 观 的 因
，
它 直接 关 系着 电解 槽 的生 产 素 ．使 用前 要进 行 严格 检查 ．杜
效率 和 成本 ．我 国国 内的槽 寿命 绝使 用 劣质 品 例 如 ：湖北 某公
平 均仅 １ ０ 天 左右 ．远 远低 于 美 ０ ７
筑炉 丁艺 的选 取 大体 相仿 ．
寿命 。
高的 ．而且 异 常槽 Ａ Ｉ 在热槽 、 Ｃ
压槽 、滚 铝 ， 含炭 槽 中 大 量 生
子 比炉 帮 。
焙烧启动制度
电压 的管理 ：启动 后根 据铝 水平 和槽温 情 况 ．有计 划有 步骤
新 建 或 大 修 电 解 槽 都 必 须 经过 焙烧 启 动 焙 烧 的 主要 Ｆ 的 、 ｊ
总 之 ．启动 前期 的管理 必须 要 围绕 建立 好 的炉 帮来 展开 ，保
） 块 表 面温 度 高 于９ ０ Ｃ 减 轻Ｎａ 项Ｔ 作内容 ：１ 检查现 场槽盖板 ５ 可 ｏ
的破坏 作用 。启 动 温度 过低 ，会 及母 线绝 缘情 况 ，监 督 出铝 口保 证正 常 的打 壳下 料 ．防 止 出现 氧
周后 降 到４０ ．６Ｖ．随后 根 据 分
子 比和槽温及 Ａ 系数适 当提高部 Ｅ 分 电压 ．始 终保 持 电解 槽 的热稳
定性。
化．预热槽体使其接近电解温良
如果焙 烧启 动制 度 不合 理 ，会严
电解 槽 日常维 护措 施
电解 槽 日常 维 护 措 施 包 括 ５
重 影响 槽 寿命 。启 动时 ．槽 底 碳
成．会加重对内衬的侵蚀 。
适 当的分 子 比控制 。分子 比 地 对 电压进 行 调整 ．前 期要 快 ，
浅谈延长电解槽使用寿命的方法
【 关键词】 电解槽 ； 槽 寿命 ； 漏槽 ； 分析 ； 改进
大修 电解槽 时， 旧的电解槽槽 壳往往变形较大， 以往大修 电解槽时 对旧槽 壳的槽沿板焊接后。 因为旧槽壳存在不 同程度 的变形。 槽沿板 总 电解槽是 电解铝生产 的关键设 备， 其使用 寿命 的长短是制约电解 是不能完全遮盖住侧部炭块， 只好重新补焊 。为 了增加槽沿板 的焊接 铝生产企业经济效益提高的关键性 因素之一 。 电解槽寿命 已成为制约 强度， 更好 地保护侧部炭块 根 据大修 电解槽槽 壳变形量 的大小， 对 所 我 国铝 电解工业发展的障碍 。本文结 合生 产实际， 对影 响 ４ ０ ０ ｋ Ａ预焙 焊接槽沿板现场精确测量。 切割出合体的槽沿板， 再将每 片槽沿板 由原 阳极 电解槽使用寿命的主要 因素进行 了探讨， 采取了有效的改进措施， 来的点焊改为满焊的焊接方式， 确保了电解槽槽沿板 的焊接质量 。 获得 了显著效果提 高了电解槽 大修 质量 ’ 延长 了电 解 槽使用寿命 。 ３ ． ２ ＿ ３ 电解槽上部结构 实行二次就位 因电解槽大修时需将 电解槽上部结构 吊离槽壳进行修理 ， 由于电 １ 中铝兰州分公司电解 一厂 电解槽寿命的实际情况 解槽上部结构大修因使用周期 的不 同， 大修的方式不一 样， 所需修理的 中铝兰州分公 司电解～厂共有 ２ ８ ８台 ４ ０ ０ ｋ Ａ预焙 电解槽， 分别于 周期也不 同 因而， 不能够保证 电解槽 上部结构进行就位时还是原来 ２ ０ ０ ７ 年５ 月开始陆续投产 。截止至 ２ ０ １ ３ 年 ５月，共计停槽 大修 １ ２ ９ 吊出的位置 有的大修 时出现过 电解槽槽壳和上部结构 在安装就位时 台次 ， 小修 ７台次 。造成 中铝兰州分公 司电解一厂电解槽停槽大小修 因各种原 因无法顺利 连接 ， 造成 阴极 内衬内部损伤的情况。针对这一 的主要 原因是早期破损 的电解槽数量较多。 如果降低或提前 预防解决 情况相应采取 了改进方法。 电解槽上部结构实行二次就位， 从而避免 了 早期破损槽 ， 便会大大增加 电解槽的使用寿命 。 由此原 因造成 电解槽的破损 ３ ． ３ 采用新型 内衬材料 ２ 影 响电解槽寿命的因素及漏槽种类 随着 电解槽容量的增大． 其相对单位散热面积减小， 要求 电解槽侧 ２ ． １ 影响铝电解槽 阴极使用寿命的因素 部有更好 的散热特性 。 新型材料砖 的强度高航 氧化 、 耐腐蚀 ， 而且导热 影响铝电解槽 阴极使用寿命的因素很多， 主要有 以下七类 ： 性好 ， 易于形成侧部炉帮的保护层 。因而， 采用新型材料砖是 目 前较理 材料质量 ： 炭块 、 底糊 、 耐火砖和隔热板的质量 。 想 的选择 。 中铝 兰卅 １ 分 公 司电解一 厂在 将 电解 槽 由 ３ ５ ０ ｋ Ａ扩 容到 结构设备 ： 槽壳设计 、 内衬层次 、 热设 计、 母线配置设计 、 炭块组装 ４ ０ ０ ｋ Ａ的改造 时。 除 了增大 阳极尺寸 以外， 重要的措施之一就是 电解槽 设计。 侧部采用 了新型材料砖 筑炉技术 ： 砌 筑、 捣 固、 组装状况。 ３ ． ４ 加强 电解槽生产运行管理 焙烧 、 启动技术 ： 焙烧方式 、 升温曲线、 启 动方式 、 前期管理 。 电解槽启 动后 ， 电解槽 的先 天条件就 已经确定 。要想继续提高 电 生产技术条件控制 ： 温度 、 极距 、 电压 、 电解质成份 、 加工操作 、 出 解槽 寿命 ， 对电解 槽的生产运行管理便显得尤其重要 。如果后期管理 铝、 阳极工作状态 恰当， 会对 电解槽在大修 、 启动等阶段 产生的缺 陷起到弥补作用。 相反 ， 系列电力 制度 ： 电流强度大小和电流平稳程度 。 如果管理不 当就可能导致电解 槽的早期漏槽 所以中铝兰州分公 司电 维护 、 检测 的标准和手段 解 一厂从 电解槽 如何 形成和保持规整 炉膛、 稳定工 艺技术条件 ， 避免 ２ ． ２ 电解 槽漏槽种类 产生较大 的热 冲击 、 保持好 电解槽 物料平衡 和能 量平衡 ． 提 高 电解槽 电解槽铝液向阴极 内衬深层或槽外渗铝。 主要有 以下 五种类型 ： 自适应能力． 加强对漏炉槽 的分析和维护等方面加强 了对 电解槽后期
浅述铝电解槽寿命延长技术的应用与发展
浅述铝电解槽寿命延长技术的应用与发展摘要本文论述了铝电解槽寿命延长技术的应用与发展，为铝电解槽寿命延长技术走可持续发展的道路提供了一定的见解。
关键词铝电解槽；寿命延长技术；应用；发展1 引言我国通过近几年的技术进步电解槽寿命有了很大的提高，诸如某公司160kA、200kA铝电解槽寿命逐年提高。
其目前停槽寿命达到了1，680d左右，而且槽龄超过2，500d的电解槽也有一定的数量。
研究表明，影响铝电解槽寿命有以下5个环节。
其相对重要性比例为：电解槽设计20%筑炉材料10%、筑炉工艺20%、焙烧启动25%、生产管理25%。
我国几乎所有大型铝电解企业都采用焦粒焙烧启动技术。
在电解槽启动后设定合理的技术条件，经过一个稳定期后再使电解槽转入正常生产。
电解槽的稳定生产，不仅能高效低能耗，而且有利于延长电解槽寿命[1]。
2 对铝电解槽寿命延长技术应用的分析与认识2.1 影响电解槽寿命的因素有钠对阴极炭块的渗透、铝液的渗透、电解质的渗透，另外筑炉质量及原材料设计，启动后期管理、电解槽正常生产管理等等，都直接影响着槽寿命。
2.2 铝电解槽的焙烧启动技术对电解槽寿命的影响多年的生产实践证明，电解槽的运行寿命与电解槽的焙烧启动技术的选择有很大关系。
好的焙烧启动技术对延长电解槽的寿命是非常有益的。
现行的预焙电解槽焙烧启动技术大致可分为三种，即：铝液焙烧启动、焦粒焙烧启动和燃料焙烧启动。
2.3 电解槽停槽大修的几种原因图1列出了某公司1988年至2006年各年的槽寿命情况，由表可见电解槽寿命逐年提高，对各年的槽寿命情况进行了分类分析如图1所示。
2.4 电解槽破损原因分析对某公司停槽情况进行分析，造成电解槽破损的主要因素主要有以下几种：①钠渗透膨胀；②热冲击；③冲蚀坑；④冷捣糊的质量和扎固质量，造成脱落或冲刷、磨损、裂缝，使电解质进入阴极底部引起破损；⑤侧部人造伸腿脱落，侧部漏炉等，以上电解槽破损原因作者认为与焙烧启动、生产管理和操作有很大的3 依靠技术进步，以促进铝电解槽寿命延长技术的可持续发展3.1 焙烧和启动（1）焦粒焙烧方法的有效应用电解槽寿命其实就是电解槽内衬的寿命。
延长预焙铝电解槽寿命的技术方案和对策
年停措 的槽 毒帝 情蕊 鹰班攫 蓐 因 谱 鞯 了 长 延 铝电 Ｉ Ｉ 糖寿审 的黩 拳 方案 ． 杀枉 由 了避一 妒延
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箍 电解 槽 ；槽 寿命 ：电 旰ｌ庶 搬 ｝ 拳方 案 糟 撞
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Ｓｅｖｃ ｉ ｓ ｒ ｕ ｉｎ Ｃｏ ｄｉｏ ｆ ｄｅ Ｒ ｄ ｃ ｉｎ Ｐ ｔ ｒ ｉｅ Ｌ ｆ Ｄｉｔｉ ｔｏ ｎ ｔ ｎ ｏ Ｉ ｌ ｅ ｕ ｔｏ ｏ ｓ ｍ ｅ ｂ ｉ Ｑｉｇ ａ ｒｎ ｈ Ｓｉ ｅ ２ ０ ｎ ｈ ｉＢ ａ ｃ ｎ ００ ｃ
枷 ｌ ０ ０ ａ ｌ 。∞ ∞口 ： 】∞ 一５ ２ Ｉ 『 ｌ ｍ ： ∞。
良好 ．无发现礁损现象 如Ｏ ０—２ ３ 年停 能 略形成 坚固的 炉帮 ，更为 主要的 是其 （３ ￣ 措几平均 为铝 液焙烧槽 ．停槽槽龄较低 。 鞍 高的槽 温减 少钠对 阴投嶷块 的侵 蚀渗 ２０ ０ ５年三系列采 用了混 合料焙烧方法 ，是 透 从而减 少朋 授炭块 因钠的 吸收局 部 将煅后 焦、石墨粉按 一定比侧混合作为焙 膨 ｌ而产 生内应 力 ，这 为 电解榷 使嗣寿 ｊ 长
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扎固 幅
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命的 延长起 了关键性 作用 ２３ ２ ．３ 艺技术条件的优化保持
延长160kA铝电解槽槽寿命的措施
体 内衬 的不 良影 响 ，对延长 电解槽寿命奠定 了基础 。
该 厂 ２０ ０ ０年 首次 焦 粒 焙烧 槽 ４ ７ 、４９ ０ ＃ ６＃槽 龄 至今 已 达 １６ ３ ７天 ，槽 况 良好 ，未 发 现 破 损 现 象 。 ２０ ０ ２～
（ 均有 漏 停 槽 出现 ） ，而 ２０ ０ ４年 以后 停 槽 槽 龄 明显 提 高 ，且 无漏 停槽 的发 生 。近 几 年 的停 槽槽 龄 对 比情况
见图 １
个月 。该厂严格要求新开槽分子 比第一个月不得低于 ２ ，第 二 个月 不 得低 于 ２６ ． ８ ．，第 三个 月不 得 低 于 ２ ； ． ４
对氧 化铝 的添加 明确 规定 ：新 开 槽 第一 个 月 添加 新 鲜 过 的铝产 量 。可 以通 过提 高 电解 质 的 电导 率 、降低 阳
槽 电压ｆ ） Ｖ。
２３ 降低电解槽的热损失 ．
当 电流 恒定 时 ，如果 降 低 体 系 电压 （ 即减 少 电 亦 解 槽 的 能量 收入 ） ，则 为保 持 既 定温 度 下 的能 量 平衡 ，
科学 、合理和切实可行的措施 ，及时用之于生产实践
（ ２ ｌ １
２０ ２ ０
２ ０ ０３
２０ ０４
２ ｏ ０５
２０ ０６
２Ｏ ０７
中 ，得 到 了有 效 验证 和不 断 完 善 ，使 得 该 厂 的平 均停
槽 槽龄 由 ２０ ０ ３年 的 ｌ０ ２ ０天 ，上 升 到 ２０ ０６年 １０ ７２
该厂 对 焙烧 启 动 槽 的物 料进 行 严 格 的定 置定 量 添 加 和管 理 ，不 得 少加 、漏 加 和迟 加 。焙烧 期 间勤测 勤
延长铝电解槽寿命研究
世界有色金属 2023年 5月下4冶金冶炼M etallurgical smelting延长铝电解槽寿命研究乔晓明1，胡明钰2（１．武威市第二粮油储备库有限公司，甘肃 武威 ７３３００９；２．黄河鑫业有限公司，青海 西宁 ８１１６０５）摘 要：通过对生产实践中几种常见电解槽破损形式及原因进行梳理和分析，从提高电解槽内衬质量、加强启动初期管理、严控生产技术条件、提升正常生产管理水平等方面，对延长铝电解槽寿命途径进行探讨研究，从而达到延长电解槽寿命、减少大修费用，降低电解铝生产成本，提高生产企业经济和生态效益的目的。
关键词：阴极破损；寿命；内衬材料；焙烧中图分类号：ＴＦ８１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－０００４－３Study on prolonging the service life of aluminum reduction cellQIAO Xiao-ming 1, HU Ming-yu 2（１．Ｗｕｗｅｉ Ｓｅｃｏｎｄ Ｇｒａｉｎ ａｎｄ Ｏｉｌ Ｒｅｓｅｒｖｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｗｕｗｅｉ ７３３００９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕａｎｇｈｅ Ｘｉｎｙｅ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｉｎｇ ８１１６０５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｒｄｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎ ｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ｄａｍａｇｅ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｗａｙｓ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ ｌｉｎｉｎｇ， ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｓｔａｒｔｕｐ， ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｎｏｒｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒｈａｕｌ ｃｏｓｔ， ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ， Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Keywords: Ｃａｔｈｏｄｅ ｂｒｅａｋａｇｅ； Ｌｉｆｅ； Ｌｉｎｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ； Ｒｏａｓｔｉｎｇ收稿日期：２０２３－０３作者简介：乔晓明，生于１９８９年，男，工程师，青海门源人，大学本科，工学学士。
延长槽寿命
190K A大型预焙槽延长槽寿命技术研究报告肥矿集团公司泰山铝业分公司二○○六年十一月目录前言 (2)一、课题的提出 (2)二、技术方案的开发和应用 (3)（一）190KA铝电解槽砌筑工艺的改进 (4)一）190KA铝电解槽内衬设计介绍 (4)二）190KA铝电解槽砌槽扎固工艺的改进 (6)（二）190KA铝电解槽二次铝液全电流焙烧启动方法的改进和创新 (9)（三）不同槽龄电解槽新工艺的改进和应用 (11)一）老龄电解槽工艺改进 (11)二）新启动电解槽工艺改进 (12)（四）规整炉膛技术的应用 (13)（五）低温电解在老龄电解槽中的应用与改进 (15)三、效果分析 (17)四、经济效益 (19)（一）直接经济效益 (19)（二）间接经济效益 (20)190KA大型预焙槽延长槽寿命技术研究前言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，虽然铝电解过程中本身不消耗底部阴极侧部碳块内衬，但在腐蚀和各种应力作用下，日积月累，电解槽内衬将受到严重破坏，迫使停槽。
停槽后，须进行大修，将旧内衬全部弃除，槽壳进行校正修复后重新砌筑。
这不仅缩短电解槽设计寿命，而且花费众多人力，也消耗大量昂贵材料，同时大修期间停产，经济损失巨大。
目前，一般电解槽的设计寿命在3～4年，少数可达4～6年。
我国电解铝技术属国际上等水平，但与国外先进水平相比，电解槽寿命相差500～1000天。
铝业公司自2002年11月开始致力于该项目的研究，期间经历了部分电解槽停产和二次启动、重建炉帮以及大修电解槽再开槽、续建电解槽启动等多次生产难关，积累了丰富的生产经验。
一、课题的提出190KA铝电解槽寿命是受电解槽内衬设计、材料、筑炉、焙烧启动和操作等因素影响的一项综合指标。
其中，内衬设计对电解槽寿命的影响能占到20%，其它材料占到10%，筑炉占到20%，焙烧启动占到25%，操作占到25%。
泰山铝业公司一期62台190KA电解槽自2002年11月投产以来，大部分运行已达到3年多，局部存在不同程度的内衬破损现象，如侧部碳块内衬侵蚀严重，个别所剩厚度不到5cm，散热孔温度超过400℃；底部阴极碳块存在局部小裂缝和冲蚀坑等破损，阴极钢棒局部熔化，甚至阴极钢棒头温度达到320℃，炉底钢板温度接近180℃，存在底部和侧部漏炉的潜在性危险，严重威胁到电解槽正常使用寿命。
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2.1 铝电解槽内衬破损直接影响槽寿命 ➢ 铝电解槽内衬破损的成因
• 阴极碳块局部破损 • 捣固糊局部破损 • 侧部碳块局部破损
➢ 铝电解槽内衬破损的机理
• 热冲击产生的热应力不均 • 阴极内衬吸钠产生应力不均 • 机械磨损以及阴极表面的副反应
3.延长槽寿命措施及有效性分析
根据仿生学原理，确定影响电解槽寿命的五个环节 ➢ 电解槽结构设计 ➢ 材料选择 ➢ 筑炉工艺 ➢ 焙烧启动技术 ➢ 生产操作
度过高及局部欠烧情况。温度梯度较大，阴 极电流分布不均，电解质含碳高，能耗略 高，操作复杂。
石墨粉焙
温度梯度小，可弥补
石墨价格高，操作复杂，石墨电阻较
烧
内衬缺陷，电解质洁净 低，升温缓慢，焙烧时间较长。
燃料焙烧
可达到很均匀的温度
分布，加热速度可控，不 需电能，无阳极氧化问 题，能耗低，外能源预 热。
1860.4 1882 1524 1629
2006.7 1879.5 1749 1598.5
3.1.2 筑炉工艺和施工质量的把关
➢ 阴极碳块组装质量 ➢ 扎固糊温度及扎固压力控制 ➢ 针对薄弱部位，强化扎固质量 ➢ 根据筑炉材料的性质，制订技术措施和施工方案 ➢ 完善电解槽内衬砌筑检查规程，保证施工工程质量
3.2.3 混合料、铝液启动阶段对比分析
3.2.3.1 干法、湿法启动的特点分析 湿法、干法启动特点及优缺点分析对比表
启动 方法
干法启动
特点
优缺 点
靠弧光放电， 熔化冰晶石造 液
电压波动大， 在10-30V之间
湿法启动
无效应启动
有效应启动 低AE启动 高AE启动
控制电压在10V以 AE电压在 AE电压在 内，慢慢熔化固体 12V以下 12V以上 料造液
优点
缺点
铝液焙烧 焦粒焙烧
过程简单、平稳，最
终温度分布较匀、碳块氧 化少、电解质洁净
极裂缝中，影响寿命。 焙烧时间长。初期升温过快，温度梯度大， 能耗高。
容易控制，焙烧时间 较短，48-72小时，启动 效应电压低，可弥补内衬 缺陷
阳极电流分布控制较难，易出现局部温
阴极和捣固糊表面氧化破坏，易出现阴
极裂缝、上抬和削落，启动困难，启动效应 时间长，设备复杂，操作难度大，需要维 修，安全措施、有害气体防护等要求较高。
3.2.2 混合料焙烧与铝液焙烧应用情况 对比
3.2.2.1 预热方式的对比分析 ➢ 铝液焙烧预热
铝液高温热冲击是造成电解槽产生早期破损的主要原因。
延长铝电解槽寿命 技术和方法
中铝贵州分公司 龚春雷
1. 前 言
➢ 延长铝电解槽寿命是降低电解铝生产成本的需要。 ➢ 延长铝电解槽寿命是环境保护需要。 ➢ 延长铝电解槽寿命是追赶国外先进技术的需要。 ➢ 国内出现3000天以上的电解槽是延长电解槽寿命
技术成功的标志。
2. 影响铝电解槽寿命的主要因素
启动时炉底温度 高，并且电解质中 碳渣不易分离
碳渣易从电解质中分 离出来
3.2.3.2 启动效果对比
贵州分公司不同焙烧技术阴极破损或剥层统计
内容
铝液焙烧 混合料焙烧
启动槽数量（台）
96
138
阴极破损或剥层数量
19
4
（台）
所占比率
19.5%
2.9%
中铝贵州分公司推广应用混合料焙烧启动技术后，
平均停槽槽龄增加305.5天。
3.3 非正常期管理技术的评价
3.3.1 三种非正常期技术管理的特点 ➢ 三个月非正常期
严格执行原日方基准。
➢ 缩短非正常期
快速降低分子比和电解温度，提高铝水平。
➢ 延长非正常期
增加电解槽的过渡期，缓慢降低电解温度、分子比， 铝水平相对较低。
3.3.2 非正常期管理分析与评价
➢ 电解槽采用碱性电解质启动之后，缓慢提高酸度 有利于降低阴极压降。
• 四端、五端、六端进电 • 单围带摇篮架式 • 四点交替下料 • 模糊控制技术 • 窄炉面
3.1.1 电解槽结构设计
➢ 电解槽结构设计对槽寿命的影响实例
贵州分公司186KA电解槽与160KA电解槽停槽槽龄统计
槽型
2004年 2005年 2006年 2007年 平均
186KA槽 1709 （天）
160KA槽 1492 （天）
➢ 焙烧过程电压变化曲线
混合料焙烧冲击电压低，焙烧过程电压下降平缓；铝 液焙烧冲击电压高，焙烧过程电压波动大。
3.2.2.2 焙烧环节的对比分析
评判焙烧效果的数据资料 ➢ 预热焙烧期间加热速率，即升温过程； ➢ 阴极碳块、耐火材料及绝热材料的垂直温度梯度； ➢ 预热焙烧期间阳极（阴极）电流分布； ➢ 最终阴极表面平均温度； ➢ 最终阴极表面温度分布。
➢ 混合料焙烧预热
符合“缓慢加热，均匀升温” 原则 ，为延长槽寿命创造 条件。
3.2.2.2 焙烧环节的对比分析
➢ 焙烧过程升温曲线
混合料焙烧更接近于理想的升温曲线。
➢ 焙烧过程阴、阳极电流分布
混合料焙烧电流分布均匀较好。
➢ 焙烧过程温度场分布
混合料焙烧能有效控制850℃等温线，横向温度分布 均匀。
3.1 电解槽结构设计、筑炉工艺操作 以及筑炉材料选择
3.1.1电解槽结构设计 ➢ 铝电解槽较佳设计效果
• 侧部散热，底部保温； • 钢壳强度高，变形小； • 下料器布局利于氧化铝溶解扩散，浓差变化小； • 母线配置均衡槽内磁场分布，铝液流速适当。
3.1.1 电解槽结构设计
➢ 高效大容量电解槽结构设计特点
3.4.2 新工艺概念的提出和应用
新工艺的特点是有效控制针振、冷热
好的工艺更需好的执行!
➢ 缩短非正常期能获得短期高电流效率。 ➢ 缩短非正常期，电解槽产生热震，阴极破损机率
增加。
➢ 增加过渡期，符合“不至在内衬中形成非正常期 的温度梯度以及减少由此造成的内衬材料损坏” 的工艺要求。
3.4 正常期电解槽管理
3.4.1 装备技术的创新 ➢ 自适应技术及点式下料系统的开发应用 ➢ 分布式技术的开发应用 ➢ 电解计算机管理程序的开发应用 ➢ 模糊控制技术的开发应用
3.1.3 新型内衬材料的开发应用
➢ 30%石墨阴极碳块的工业应用，提高抗钠侵蚀和 膨胀能力
➢ 上下复合侧部炭-氮化硅的工业应用，提高电解 槽侧部散热能力
➢ 异型阴极碳块的工业应用，提高铝电解技术经济 指标
3.2 大型预焙槽预热焙烧启动技术分析评价
3.2.1 铝电解槽常用焙烧方法及优缺点比较
焙烧方法