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東興鋁業(yè)應用新材料新技術提升電解槽功效
長期以來，鋁電解槽內(nèi)襯都存在抗鈉侵蝕性差、保溫性不夠、使用時間不長等問題，可謂“皮薄命短腹中空”。為解決問題，東興鋁業(yè)公司整體“置換”陰極炭塊、鋼棒、耐火保溫材料等核心內(nèi)容，在電解槽內(nèi)部全部使用新型“定制”材料，通過優(yōu)化槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)保電解槽功能發(fā)揮。
據(jù)了解，東興鋁業(yè)公司500kA鋁電解槽采用50%石墨質(zhì)陰極炭塊、普通陰極鋼棒、干式防滲料等內(nèi)襯材料。在生產(chǎn)過程中，陰極抗鈉侵蝕性差、耐火澆注料與陰極炭塊接觸制約陰極炭塊應力均衡釋放、干式防滲料防滲性差等問題長期存在，從而造成電解槽爐底電壓降較高、內(nèi)襯壽命降低。
解決這些問題，研發(fā)全石墨化陰極炭塊、高導電陰極鋼棒、防滲磚和相應的保溫結(jié)構(gòu)就成了技術人員的攻關方向。“這種新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術研發(fā)成功并投入使用后，不僅可以提高陰極導電和抗鈉侵蝕性能、均衡釋放陰極炭塊應力，還能適當改善電解槽保溫效果，降低電耗，延長槽壽命。”東興鋁業(yè)公司鋁業(yè)研究所所長李振中說。
在研發(fā)過程中，該公司采用優(yōu)質(zhì)彈丸焦生產(chǎn)的高密度、高強度全石墨化陰極炭塊，提高了全石墨化陰極的耐磨性，充分延長全石墨化陰極炭塊的使用壽命，實現(xiàn)節(jié)能長周期運行。同時，用高導電鋼棒糊扎固高導電防滲碳陰極鋼棒，降低了組裝費用和運行電耗成本。
在此基礎上，技術人員在全石墨化陰極炭塊組下面使用蛭石防滲磚，槽底部不僅不易受到氟化物的侵蝕，持久保持耐火防滲性和內(nèi)襯材料的保溫性，防止爐底電壓降升高，還可確保內(nèi)襯材料體積不易發(fā)生膨脹，防止內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的隆起、變形和早期破損，延長了內(nèi)襯的使用壽命。
目前，“一種鋁電解槽全石墨化陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)”申報了國家實用新型專利，“全套”新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術已在嘉峪關電解一作業(yè)區(qū)2臺500kA鋁電解槽上試用。此外，為了確保全石墨化陰極電解槽側(cè)面結(jié)構(gòu)材料不被電解質(zhì)和鋁液侵蝕，長期發(fā)揮全石墨化陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，該公司用自己發(fā)明的專利技術“一種鋁電解槽爐幫厚度優(yōu)化控制方法”，對爐幫進行維護。
新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術使用后，試驗槽爐底電壓降降低到265mV，較對比槽降低了53.5mV；試驗槽設定電壓和平均電壓較對比槽分別降低了68mV；試驗槽電流效率較對比槽提高了0.27個百分點，噸鋁節(jié)電262kWh，電解槽壽命延長一倍，減少了綜合電耗。
據(jù)介紹，該項技術從2016年開始研發(fā)，2017年在部分電解槽使用。2018年，東興鋁業(yè)公司決定首先在500kA電解系列大修槽上應用全石墨化陰極新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術，全面推廣后，每年將增加經(jīng)濟效益3.2億元，同時將獲得顯著的環(huán)保與社會效益。
