铝电解槽破损维护方法

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2024-03-12 16:39:35

权利要求书： 1.一种铝电解槽破损维护方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、设定铝电解槽的铁硅含量变化范围，实时检测各个铝电解槽中铝液的铁和硅含量变化参数，当生产现场中任一铝电解槽中铝液的铁或硅参数超出设定范围时，该电解槽即为风险槽，对其进行现场破损点排查；

现场破损点排查方法为：检测三钢温度监测结果、电解槽阴极电流分布，确定这两个参数变化明显的位置，在不停槽状态下，对该位置的阳极（1）提起，进行检查，找到破损点；

B、确定破损点类型，在不停槽状态下，进行维修；

C、维修后，根据测试的铝液中铁硅含量变化情况是否超范围，若仍然存在铁硅含量变化情况超范围，重新进行现场破损点排查，若铁硅含量变化情况符合要求，则进入步骤D；

D、调整维修后的铝电解槽技术参数，保持维修处的阳极（1）提起状态25?35天，然后恢复安装该处阳极（1），进入正常工作状态。

2.如权利要求1所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：所述的步骤A中，铁硅含量变化范围为：铁含量：每天上升超过0.02%，或者总含量超过0.12%；

硅含量：每天上升超过0.002%，或者总含量超过0.04%。

3.如权利要求1所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：

所述的步骤B中，破损点类型包括：长裂缝（2）、坑洞。

4.如权利要求3所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：

在不停槽状态下，对破损点的维修方法包括以下步骤：

对于破损点为长裂缝（2）：加块料或镁砂（3）进行填补，然后取下热的阳极（1），用热的阳极（1）压实，使块料或镁砂（3）均匀填充到裂缝里面，再装回阳极（1）；检测阳极（1）的电流，当阳极（1）的电流处于1.2mv?3mv范围内，证明阳极导电正常，破损点维修完成；若阳极（1）电流小于1.2mv，则降低阳极高度，增加其导电性，或者更换阳极（1），若阳极（1）电流大于≥3mv，则升高阳极（1）高度，确保阳极（1）导电正常；

对于破损点为坑洞：将直径为15cm?25cm的块料置于块料箱中，通过多功能天车吊装到坑洞处，将块料导入坑洞中，通过吊装于多功能天车上的打击头，将块料压紧，填补坑洞。

5.如权利要求4所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于，还包括以下步骤：E、阴极钢棒处理：每天检测破损点处的阴极钢棒的渗铝情况和温度，对于出现渗铝或钢棒温度偏高的阴极钢棒，进行切割钢棒头处理，以减缓破损点阴极的导电量和发热量。

6.如权利要求5所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：所述的阴极钢棒温度偏高是指阴极钢棒温度超过340℃。

7.如权利要求5所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：所述的切割钢棒头切割位置为距离软带母线10cm处。

8.如权利要求1所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：

所述的步骤D中，调整维修后的铝电解槽技术参数如下：铝水平控制在33?36cm；槽温控制在952?958℃；风险槽噪声值控制在18?22mv，分子比控制在2.35?2.45；炉帮控制标准：厚度13?18cm。

9.如权利要求8所述的铝电解槽破损维护方法，其特征在于：当风险槽噪声值连续2天大于22mv时，提高设定电压20?50mv。

说明书：一种铝电解槽破损维护方法技术领域[0001] 本申请涉及铝电解技术领域，具体涉及一种铝电解槽破损维护方法。背景技术[0002] 实施铝电解过程的主体设备。其重要组成部分包括铝电解用碳阳极、铝电解用碳阴极或铝电解用惰性阳极和铝电解用惰性阴极。工业铝电解槽槽型有侧插棒自焙阳极铝电解槽、上插棒自焙铝电解槽和预焙阳极铝电解槽，三者各有特点。[0003] 500k预焙阳极铝电解槽从焙烧启动后，电解槽内衬热平衡设计缺陷、内衬材料质量缺陷、筑炉施工质量缺陷、焙烧启动质量缺陷、生产工艺热平衡管控缺陷、磁流体稳定性弱、操作质量缺陷等问题均有可能导致电解槽出现内衬各个部位破损，阴极破损钢棒被熔化、内衬材料被侵蚀、炉底钢板、侧部钢板被熔化最终造成漏槽的事故。发明内容[0004] 本发明提供一种铝电解槽破损维护方法，该维护方法依靠原有装置，对原有结构、运行方式进行优化，科学合理、操作方便，能够更好的延长电解槽寿命，降低电解槽系列风险的特点。[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：所述的铝电解槽破损维护方法，包括如下步骤：

A、设定铝电解槽的铁硅含量变化范围，实时检测各个铝电解槽中铝液的铁和硅含量变化参数，当生产现场中任一铝电解槽中铝液的铁或硅参数超出设定范围时，该电解槽即为风险槽，对其进行现场破损点排查；

现场破损点排查方法为：检测三钢温度监测结果、电解槽阴极电流分布，确定这两个参数变化明显的位置，在不停槽状态下，对该位置的阳极提起，进行检查，找到破损点；

B、确定破损点类型，在不停槽状态下，进行维修；

C、维修后，根据测试的铝液中铁硅含量变化情况是否超范围，若仍然存在铁硅含量变化情况超范围，重新进行现场破损点排查，若铁硅含量变化情况符合要求，则进入步骤D；

D、调整维修后的铝电解槽技术参数，保持维修处的阳极提起状态25?35天，然后恢复安装该处阳极，进入正常工作状态。

[0006] 所述的步骤A中，铁硅含量变化范围为：铁含量：每天上升超过0.02%，或者总含量超过0.12%；

硅含量：每天上升超过0.002%，或者总含量超过0.04%。

[0007] 所述的步骤B中，破损点类型包括：长裂缝、坑洞。[0008] 在不停槽状态下，对破损点的维修方法包括以下步骤：对于破损点为长裂缝：加块料或镁砂进行填补，然后取下热的阳极，用热的阳极压实，使块料或镁砂均匀填充到裂缝里面，再装回阳极；检测阳极的电流，当阳极的电流处于

1.2mv?3mv范围内，证明阳极导电正常，破损点维修完成；若阳极电流小于1.2mv，则降低阳极高度，增加其导电性，或者更换阳极，若阳极电流大于≥3mv，则升高阳极高度，确保阳极导电正常；

阳极的电流处于1.2?3mv，是为了确保每块阳极电流分布都在1.2?3mv左右，避免扎破损点处阳极和其他阳极的电流分布不均引起的电压波动，导致阳极发红甚至脱落的风险；

对于破损点为坑洞：将直径为15cm?25cm的块料置于块料箱中，通过多功能天车吊装到坑洞处，将块料导入坑洞中，通过吊装于多功能天车上的打击头，将块料压紧，填补坑洞。

[0009] E、阴极钢棒处理：每天检测破损点处的阴极钢棒的渗铝情况和温度，对于出现渗铝或钢棒温度偏高的阴极钢棒，进行切割钢棒头处理，以减缓破损点阴极的导电量和发热量。[0010] 所述的阴极钢棒温度偏高是指阴极钢棒温度超过340℃。[0011] 所述的切割钢棒头切割位置为距离软带母线10cm处。[0012] 所述的步骤D中，调整维修后的铝电解槽技术参数如下：铝水平控制在33?36cm；槽温控制在952?958℃；风险槽噪声值控制在18?22mv，分子比控制在2.35?2.45；炉帮控制标准：陡、直、硬、均匀，厚度13?18cm。[0013] 当风险槽噪声值连续2天大于22mv时，提高设定电压20?50mv。[0014] 本发明的维护方法依靠原有装置，对原有结构、运行方式进行优化，科学合理、操作方便，能够延长电解槽寿命达300天，平均每台槽可增加经济效益达5000多万，能够有效化解系列安全风险，具有较好的应用前景。[0015] 本发明的主要优点如下：1、不改变电解槽的原始结构，仅需多功能天车作业配合即可完成；

2、不需要增加另外的成本，使用常用块料即可完成修补；

3、应用技术调控手段和操作质量的提升保障了电解槽的安全。

附图说明[0016] 图1为实施例1?3的长裂缝维修示意图；图2为实施例4的铝电解槽运行图；

图3为实施例5的铝电解槽运行图；

图中序号及说明如下：

1?阳极，2?长裂缝，3?块料或镁砂。

实施方式

[0017] 下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。实施例

[0018] 所述的铝电解槽破损维护方法，包括如下步骤：A、设定铝电解槽的铁硅含量变化范围，实时检测各个铝电解槽中铝液的铁和硅含量变化参数，当生产现场中任一铝电解槽中铝液的铁或硅参数超出设定范围时，该电解槽即为风险槽，对其进行现场破损点排查；

铁硅含量变化范围为：

铁含量：每天上升超过0.02%，或者总含量超过0.12%；

硅含量：每天上升超过0.002%，或者总含量超过0.04%；

现场破损点排查方法为：检测三钢温度监测结果、电解槽阴极电流分布，确定这两个参数变化明显的位置，在不停槽状态下，对该位置的阳极1提起，进行检查，找到破损点；

B、确定破损点类型，在不停槽状态下，进行维修；

破损点类型：长裂缝2；维修方法包括以下步骤：

如图1所示，本实施例破损点为长裂缝2：加块料或镁砂3进行填补，然后取下热的阳极1，用热的阳极1压实，使块料或镁砂3均匀填充到裂缝里面，再装回阳极1，检测阳极1的电流，阳极1的电流大于1.2mv，证明阳极导电正常，破损点维修完成；

C、维修后，根据测试的铝液中铁硅含量变化情况是否超范围，若仍然存在铁硅含量变化情况超范围，重新进行现场破损点排查，若铁硅含量变化情况符合要求，则进入步骤D；

D、调整维修后的铝电解槽技术参数如下：铝水平控制在33?34cm；槽温控制在952?

955℃；风险槽噪声值控制在18?20mv，分子比控制在2.35?2.40；炉帮控制标准：陡、直、硬、均匀，厚度13?15cm；保持维修处的阳极1提起状态25天，然后恢复安装该处阳极1，进入正常工作状态。当风险槽噪声值连续2天大于22mv时，提高设定电压20?30mv。

[0019] E、阴极钢棒处理：每天检测破损点处的阴极钢棒的渗铝情况和温度，对于出现渗铝或钢棒温度偏高的阴极钢棒，进行切割钢棒头处理，以减缓破损点阴极的导电量和发热量。所述的阴极钢棒温度偏高是指阴极钢棒温度超过340℃。所述的切割钢棒头切割位置为距离软带母线10cm处。本次维修未出现这一情况。实施例

[0020] 所述的铝电解槽破损维护方法，包括如下步骤：A、设定铝电解槽的铁硅含量变化范围，实时检测各个铝电解槽中铝液的铁和硅含量变化参数，当生产现场中任一铝电解槽中铝液的铁或硅参数超出设定范围时，该电解槽即为风险槽，对其进行现场破损点排查；

铁硅含量变化范围为：

铁含量：每天上升超过0.02%，或者总含量超过0.12%；

硅含量：每天上升超过0.002%，或者总含量超过0.04%；

现场破损点排查方法为：检测三钢温度监测结果、电解槽阴极电流分布，确定这两个参数变化明显的位置，在不停槽状态下，对该位置的阳极1提起，进行检查，找到破损点；

B、确定破损点类型，在不停槽状态下，进行维修；

破损点类型：长裂缝2；维修方法包括以下步骤：

如图1所示，在不停槽状态下，对破损点的维修方法包括以下步骤：

对于破损点为长裂缝2：加块料或镁砂3进行填补，然后取下热的阳极1，用热的阳极1压实，使块料或镁砂3均匀填充到裂缝里面，再装回阳极1，检测到阳极1的电流＜1.2mv，采用降低阳极高度2cm，增加其导电性，检测阳极1的电流处于1.2mv?3mv范围内，符合要求；

C、维修后，根据测试的铝液中铁硅含量变化情况是否超范围，若仍然存在铁硅含量变化情况超范围，重新进行现场破损点排查，若铁硅含量变化情况符合要求，则进入步骤D；

D、调整维修后的铝电解槽技术参数如下：铝水平控制在35?36cm；槽温控制在956?

958℃；风险槽噪声值控制在21?22mv，分子比控制在2.40?2.45；炉帮控制标准：陡、直、硬、均匀，厚度16?18cm；保持维修处的阳极1提起状态35天，然后恢复安装该处阳极1，进入正常工作状态。当风险槽噪声值连续2天大于22mv时，提高设定电压40?50mv。

[0021] E、阴极钢棒处理：安装后当天检测破损点处的阴极钢棒的渗铝情况和温度，出现阴极钢棒温度超过340℃情况，进行切割钢棒头处理，切割位置为距离软带母线10cm处，切割后，阴极钢棒温度降到320℃左右，减缓了破损点阴极的导电量和发热量。实施例

[0022] A、设定铝电解槽的铁硅含量变化范围，实时检测各个铝电解槽中铝液的铁和硅含量变化参数，当生产现场中任一铝电解槽中铝液的铁或硅参数超出设定范围时，该电解槽即为风险槽，对其进行现场破损点排查；铁硅含量变化范围为：

铁含量：每天上升超过0.02%，或者总含量超过0.12%；

硅含量：每天上升超过0.002%，或者总含量超过0.04%；

现场破损点排查方法为：检测三钢温度监测结果、电解槽阴极电流分布，确定这两个参数变化明显的位置，在不停槽状态下，对该位置的阳极1提起，进行检查，找到破损点；

B、确定破损点类型，在不停槽状态下，进行维修；

破损点类型：坑洞；维修方法包括以下步骤：将直径为20cm?25cm的块料置于块料箱中，通过多功能天车吊装到坑洞处，将块料导入坑洞中，通过吊装于多功能天车上的打击头，将块料压紧，填补坑洞。

[0023] C、维修后，根据测试的铝液中铁硅含量变化情况是否超范围，若仍然存在铁硅含量变化情况超范围，重新进行现场破损点排查，若铁硅含量变化情况符合要求，则进入步骤D；D、调整维修后的铝电解槽技术参数如下：铝水平控制在34?35cm；槽温控制在955?

956℃；风险槽噪声值控制在18?22mv，分子比控制在2.38?2.42；炉帮控制标准：陡、直、硬、均匀，厚度14?16cm；保持维修处的阳极1提起状态30天，然后恢复安装该处阳极1，进入正常工作状态。当风险槽噪声值连续2天大于22mv时，提高设定电压30?40mv。

[0024] E、阴极钢棒处理：每天检测破损点处的阴极钢棒的渗铝情况和温度，对于出现渗铝或钢棒温度偏高的阴极钢棒，进行切割钢棒头处理，以减缓破损点阴极的导电量和发热量。所述的阴极钢棒温度偏高是指阴极钢棒温度超过340℃。所述的切割钢棒头切割位置为距离软带母线10cm处。本次维修未出现这一情况。

实施例

[0025] 202#槽2018年1月3日启动，2018年6月7日出现破损，铁到硅含量最高达0.869%，硅含量最高达0.126%，通过实施例3方法排查修补破损点精心维护，成功运行681天，铁含量下降到最低0.084%，硅含量下降到0.020%。运行过程见图2。实施例

[0026] 1733#槽龄974天。2020年3月18日破损。最高铁含量0.308%，硅量0.043%。于2020年3月19日提阳极A17和A18摸炉底发现A17靠第二钢爪下有深坑，，第二天中午及时发现对应A21组钢棒稍微渗铝，随即割断A21组钢棒，同时提A16加块扎实A16和A17。在对该点持续的维护下，铁硅量连续下降，已装回阳极1。目前铁含量低于0.12%。逐渐转化为正常槽。运行过程见图3。

[0027] 调整技术条件，以稳定槽况为主。技术条件保持如下：铝水平控制在33?35cm，分子比保持在2.5以下，电解质水平保持在18cm以下，铝水平保持在34cm以上，减少出铝降低炉底温度。