一、预焙槽阳极钢爪侵蚀原因及防止的方法
1.钢爪侵蚀原因
当用电解质碎块封盖阳极钢爪时,电解质上炕后,高温熔融电解质由块状壳面的缝隙中渗透到阳极钢爪四周,将钢爪侵蚀,或钢爪四周壳面过空且未及时砸实,造成钢爪被熔化。
2.防蚀方法
(1)调整生产参数
调整生产参数,当阳极接近更换周期时,用电解质箱将电解质取出一部分,降低电解质液面。防止电解质漫过阳极上部。表1为调整前后参数比较。检查阳极钢爪四周,当发现壳面空时,用镦子砸实阳极钢爪四周壳面,防止电解质渗透到钢爪四周。
表1
技术条件电解质液面 铝液面(出铝后)
未调前 20-22 19-21
调整后 15-18 23-26
(2)使用阳极保护环
阳极保护环,是借鉴自焙电解槽技术,将预焙槽残极经过破辞后,加入大约12%的粘结剂(煤沥青),经混捏成型,组装到预焙槽阳极钢爪上。利用电解槽的热量,使保护环经过软化→排出→分解→聚合→焦化后,达到足够的强度,有效抵御电解质的侵蚀与冲刷,达到防止阳极钢爪被侵蚀的目的。
阳极保护环由两个半圆环组成,在预焙槽阳极碳块的每一个钢爪上套一个,用石墨冷捣糊将两半圆环,再用细铁丝固定,如图1所示。

图1
(3)使用面粉状氧化铝
国内电解铝生产中所用的原料,几乎都是面粉状氧化铝。它具有细粒子含量多、平均粒径小、比表面积小、流动性差、α-Al2O3含量多及溶解性较差的特点。将其应用于保护阳极钢爪免受侵蚀效果甚佳,且使用方法极为简便,电解工只需按照作业要求操作,即可达到保护阳极钢爪的目的。
具体操作方法为:新极换上后,在阳极钢爪四周,用面粉状氧化铝认真封盖到最大极限,再用碎面壳块封好即可,如图2所示。使用后,由吊出的阳极残极观察,侵蚀性较强的电解质虽漫过阳极上部,但很难接近阳极钢爪,如图3所示。用面粉状氧化铝覆盖阳极钢爪,还能防止阳极氧化,对电解槽起到保温作用。使电解槽生产稳定,电解质液面易保持,炉底沉淀少,炉膛规整。
图2 图3
二、三种方法效果评估
1.降低电解质液面调整技术条件
使用该方法,对生产的影响较大。由于降低电解质液面,使电解质的液量减少,溶解氧化铝的能力降低,易造成大量沉淀。而铝液面的相对提高,使电解槽散热增加,电解槽热平衡受到破坏,导致槽内电解质萎缩,炉帮变得肥厚,炉膛变小。还会使电耗增加。因此该方法弊大于利。
2.阳极保护环
使用阳极保护环的方法,虽有效解决了阳极钢爪被侵蚀的问题,但增加了生产成本。每个保护环购买价为15元,安装费用、石墨冷捣糊、细铁丝等5元左右。每个阳极(三个爪)增加5元,以25天为一个周期计算,每吨铝增加成本约43元。此方的优点是,可用阳极残极制造保护环,提高阳极的利用率。如能自己生产,则不失为一个好方法。
3.面粉状氧化铝
使用面粉状氧化铝,方法简单,几乎不增加任何外加费用。只需员工按照作业程序操作即可,且能使电解槽炉膛规整、炉底沉淀少、热平衡能力好,实现平稳生产、高效低耗的目的。表2为三种方法的经济技术指标对比情况。
表2
|
项目 |
改变 生产参数 |
使用 阳极保护环 |
使用 面粉状氧化铝 |
|
电流效率% |
88.82 |
91.27 |
93.35 |
|
每吨铝电耗 kW·h |
14798 |
14236 |
13853 |
|
效应系数 次/槽日 |
0.78 |
0.63 |
0.42 |
三、结论
比较三种方法发现,采用面粉状氧化铝,不仅可以保护阳极钢爪免受电解质侵蚀,而且电解槽的经济技术指标较其它方法优越。公司从2002年7月推广该方法,到目前为止,未发生阳极钢爪被电解质侵蚀的现象。而且,使用该方法电解槽热平衡保持较好。2003年10月,生产的经济技术指标,创造了历史最好水平,电流效率达95.38%,吨铝直流电耗13584kW·h,效应系数0.39次/槽日。

