一、電解槽側(cè)部破損現(xiàn)象
1、側(cè)部破損的判定
電解生產(chǎn)的特殊性使側(cè)部爐幫形成不良初期破損較難判定，尤其是300kA大型槽的生產(chǎn)實踐在我國尚屬初期，對該種情況下研究較少，大部分借鑒過去小槽型的經(jīng)驗管理，但是由于300kA級以上槽均使用Si3N4-SiC側(cè)部碳塊，為我們提供了新的科學(xué)判定依據(jù)。在原鋁品質(zhì)化驗中Si含量的高低可直接作為判斷尤其是早期判定的依據(jù)，一般原鋁Si含量在0.03％左右，如果超過0.05％我們就應(yīng)該認為是該槽子爐幫形成不好，側(cè)部碳塊已經(jīng)開始腐蝕，應(yīng)盡快找準原因采取措施。如果一個生產(chǎn)系列200多臺電解槽中，硅含量有5臺以下硅含量達到或者是超過0.05％，應(yīng)從技術(shù)條件保持和操作質(zhì)量中查找原因，采取措施控制，如果有10-20臺Si含量超過0.05％，那么我們就應(yīng)該從設(shè)計角度查找原因，爐幫局部發(fā)紅也是電解槽側(cè)部損壞的判定依據(jù)。
2、電解槽側(cè)部破損宏觀現(xiàn)象
在進行電解槽大修過程中發(fā)現(xiàn)，電解槽側(cè)部爐幫形成不良或受損壞嚴重，側(cè)部碳塊人造伸腿上沿鋁液、電解質(zhì)液界面處腐蝕尤其嚴重，形成長條斷裂空洞帶。
二、原因分析及對策
“爐幫”形成不良或易遭破損的原因
從對停槽大修的電解槽爐膛解剖，特別是正常生產(chǎn)中爐幫不良槽子看，側(cè)部碳塊直接和電解質(zhì)溶液接觸，有的地方還粘少許酥狀的電解質(zhì)固體，Si3N4-SiC側(cè)磚已經(jīng)粉化，沿鋁液面的爐膛明顯有深的沖刷條溝。有的側(cè)部裸露部分已經(jīng)形成粉末狀物，對于爐幫形成不良或形成的爐幫易遭破損的原因主要為：
1、電解槽預(yù)熱啟動影響
電解槽預(yù)熱啟動期，升、降溫曲線梯度時間控制得不好，分子比低或技術(shù)條件組合失誤，導(dǎo)致電解槽初期沒有形成良好的堅固的爐幫，因為早期堅實基礎(chǔ)爐幫的建立對后期正常生產(chǎn)、爐幫的維護起到重要的保障作用。
2、生產(chǎn)技術(shù)條件對側(cè)部爐幫的影響
對爐幫損毀的因素很多，在生產(chǎn)中主要反映為電解質(zhì)溫度、溶液流速和槽的管理操作等，當較長時間效應(yīng)、病槽、或其他原因造成槽溫過高，電解質(zhì)溫度高于爐幫形成時的初晶溫度后，導(dǎo)致側(cè)部上口爐幫過空，伸腿化小化軟，沉淀增多，鋁液流速加快，擺動幅度加大，對爐幫沖刷加劇。爐幫開始熔化，溫度每上升5℃，爐幫熔化掉大約5-10mm，電解質(zhì)對Si3N4-SiC側(cè)部碳塊的侵蝕速度約為0.092mm/天，同時說明該材質(zhì)的側(cè)塊明顯優(yōu)于其它的側(cè)部碳塊。
電解熔池內(nèi)的液體流速平均為11.5cm/s，強磁場感應(yīng)造成液體的旋轉(zhuǎn)，鋁液上下波動幅度加大，對電解槽局部爐幫的損毀尤其嚴重。
另外，電解換極、撈碳渣、邊加工等作業(yè)時操作不當也會對電解槽爐幫造成破壞。
爐幫損毀的對策
1、控制相對穩(wěn)定的電解工藝
大型電解槽側(cè)部爐幫損毀初期原鋁Si含量超過0.05％后要立即查明原因部位，采取相應(yīng)措施。對于大面積槽爐幫受損的要盡快在生產(chǎn)建立新爐幫，爐膛規(guī)整后，要保持技術(shù)條件平穩(wěn)，特別是槽瘟、過熱度等要保持穩(wěn)定，不能使爐幫化掉，氟化鋁添加對電解質(zhì)成分和過熱度影響很大，因而對爐幫的形成直接的關(guān)系，所以分子比要在2.3左右，利于爐幫持續(xù)形成，效應(yīng)系數(shù)和時間要嚴格控制。
2、提高電解操作水平
換極、撈碳渣等操作要嚴格工作質(zhì)量，盡量減少對電解生產(chǎn)的干擾，尤其注意不能傷及側(cè)部。建立爐幫定期測量制度，對爐幫腐蝕、熔化、形成的數(shù)據(jù)跟蹤分析，找出規(guī)律。
3、采用不停槽槽修補技術(shù)
對側(cè)部爐幫碳塊損壞嚴重又難以形成爐幫的部位，可采取熱補的方法（不停槽側(cè)部修補技術(shù)）進行側(cè)部碳塊更換，也可生產(chǎn)使用18-23個月。
4、進一步完善槽設(shè)計
設(shè)計人員對300kA電解槽三碭設(shè)計進一步完善，使電解槽三場更加均衡。
三、結(jié)語
300kA電解槽爐幫形成的好壞是衡量電解槽壽命長短的標尺，是影響電解生產(chǎn)特別是電解經(jīng)濟技術(shù)指標的主要問題。
1、側(cè)部破損的判定
電解生產(chǎn)的特殊性使側(cè)部爐幫形成不良初期破損較難判定，尤其是300kA大型槽的生產(chǎn)實踐在我國尚屬初期，對該種情況下研究較少，大部分借鑒過去小槽型的經(jīng)驗管理，但是由于300kA級以上槽均使用Si3N4-SiC側(cè)部碳塊，為我們提供了新的科學(xué)判定依據(jù)。在原鋁品質(zhì)化驗中Si含量的高低可直接作為判斷尤其是早期判定的依據(jù)，一般原鋁Si含量在0.03％左右，如果超過0.05％我們就應(yīng)該認為是該槽子爐幫形成不好，側(cè)部碳塊已經(jīng)開始腐蝕，應(yīng)盡快找準原因采取措施。如果一個生產(chǎn)系列200多臺電解槽中，硅含量有5臺以下硅含量達到或者是超過0.05％，應(yīng)從技術(shù)條件保持和操作質(zhì)量中查找原因，采取措施控制，如果有10-20臺Si含量超過0.05％，那么我們就應(yīng)該從設(shè)計角度查找原因，爐幫局部發(fā)紅也是電解槽側(cè)部損壞的判定依據(jù)。
2、電解槽側(cè)部破損宏觀現(xiàn)象
在進行電解槽大修過程中發(fā)現(xiàn)，電解槽側(cè)部爐幫形成不良或受損壞嚴重，側(cè)部碳塊人造伸腿上沿鋁液、電解質(zhì)液界面處腐蝕尤其嚴重，形成長條斷裂空洞帶。
二、原因分析及對策
“爐幫”形成不良或易遭破損的原因
從對停槽大修的電解槽爐膛解剖，特別是正常生產(chǎn)中爐幫不良槽子看，側(cè)部碳塊直接和電解質(zhì)溶液接觸，有的地方還粘少許酥狀的電解質(zhì)固體，Si3N4-SiC側(cè)磚已經(jīng)粉化，沿鋁液面的爐膛明顯有深的沖刷條溝。有的側(cè)部裸露部分已經(jīng)形成粉末狀物，對于爐幫形成不良或形成的爐幫易遭破損的原因主要為：
1、電解槽預(yù)熱啟動影響
電解槽預(yù)熱啟動期，升、降溫曲線梯度時間控制得不好，分子比低或技術(shù)條件組合失誤，導(dǎo)致電解槽初期沒有形成良好的堅固的爐幫，因為早期堅實基礎(chǔ)爐幫的建立對后期正常生產(chǎn)、爐幫的維護起到重要的保障作用。
2、生產(chǎn)技術(shù)條件對側(cè)部爐幫的影響
對爐幫損毀的因素很多，在生產(chǎn)中主要反映為電解質(zhì)溫度、溶液流速和槽的管理操作等，當較長時間效應(yīng)、病槽、或其他原因造成槽溫過高，電解質(zhì)溫度高于爐幫形成時的初晶溫度后，導(dǎo)致側(cè)部上口爐幫過空，伸腿化小化軟，沉淀增多，鋁液流速加快，擺動幅度加大，對爐幫沖刷加劇。爐幫開始熔化，溫度每上升5℃，爐幫熔化掉大約5-10mm，電解質(zhì)對Si3N4-SiC側(cè)部碳塊的侵蝕速度約為0.092mm/天，同時說明該材質(zhì)的側(cè)塊明顯優(yōu)于其它的側(cè)部碳塊。
電解熔池內(nèi)的液體流速平均為11.5cm/s，強磁場感應(yīng)造成液體的旋轉(zhuǎn)，鋁液上下波動幅度加大，對電解槽局部爐幫的損毀尤其嚴重。
另外，電解換極、撈碳渣、邊加工等作業(yè)時操作不當也會對電解槽爐幫造成破壞。
爐幫損毀的對策
1、控制相對穩(wěn)定的電解工藝
大型電解槽側(cè)部爐幫損毀初期原鋁Si含量超過0.05％后要立即查明原因部位，采取相應(yīng)措施。對于大面積槽爐幫受損的要盡快在生產(chǎn)建立新爐幫，爐膛規(guī)整后，要保持技術(shù)條件平穩(wěn)，特別是槽瘟、過熱度等要保持穩(wěn)定，不能使爐幫化掉，氟化鋁添加對電解質(zhì)成分和過熱度影響很大，因而對爐幫的形成直接的關(guān)系，所以分子比要在2.3左右，利于爐幫持續(xù)形成，效應(yīng)系數(shù)和時間要嚴格控制。
2、提高電解操作水平
換極、撈碳渣等操作要嚴格工作質(zhì)量，盡量減少對電解生產(chǎn)的干擾，尤其注意不能傷及側(cè)部。建立爐幫定期測量制度，對爐幫腐蝕、熔化、形成的數(shù)據(jù)跟蹤分析，找出規(guī)律。
3、采用不停槽槽修補技術(shù)
對側(cè)部爐幫碳塊損壞嚴重又難以形成爐幫的部位，可采取熱補的方法（不停槽側(cè)部修補技術(shù)）進行側(cè)部碳塊更換，也可生產(chǎn)使用18-23個月。
4、進一步完善槽設(shè)計
設(shè)計人員對300kA電解槽三碭設(shè)計進一步完善，使電解槽三場更加均衡。
三、結(jié)語
300kA電解槽爐幫形成的好壞是衡量電解槽壽命長短的標尺，是影響電解生產(chǎn)特別是電解經(jīng)濟技術(shù)指標的主要問題。
