300KA预焙阳极电解槽在线小修技术方法改进

杨仲生

（中铝山西新材料有限公司，山西河津 043304）

1 前言

某公司300KA预焙阳极电解槽由沈阳设计研究院设计，设计槽龄1800天，2005年投产运行。现运行电解槽主要是二代大修电解槽。大修电解槽启动运行后，发现很多电解槽发生不同程度的侧碳上抬问题，导致炉帮发红，部分电解槽因侧部上抬严重而被迫停槽，增加了电解系列安全风险。以前采取的办法是风冷却（如图2）发热部位辅助形成炉帮，温度异常高时采取大面砸料降温处理或在线小修，维持不住时停槽大修。

图1 侧部碳块上抬严重

图2 炉帮温度高风管冷却

图3 传统的在线小修技术实施

2 传统在线小修方法

为了弥补侧块上抬、侧块冲损造成的系列运行安全问题，电解行业普遍采取的是一般性在线对电解槽侧部进行小修。电解槽侧部在线小修技术，针对运行中的电解槽对侧部氮化硅侧块进行更换，达到安全运行、延长槽龄的目的。电解槽侧部块在线小修技术的关键是如何将熔融的电解质、铝液与侧块分隔开，安全迅速地进行侧块更换。传统的在线小修技术实施如图3所示，将小修部位阳极导杆与水平母线导电隔离，利用天车砸固方式将该区域全部封住，垂直电流易偏流产生水平电流，极其容易发生电压摆动事故。

传统的电解槽侧部在线小修技术应用过程中，会出现小修后电解槽电压摆现象频繁。

针对上述问题，我们开展了电解槽侧部在线小修技术的研究，主要研究内容是如何将运行的电解槽中高温熔融的电解质、铝液与侧部安全隔离，从而实现侧块更换过程中和更换后电解槽能够继续稳定运行。技术关键点是实现安全、快速地更换破损侧块。

3 在线小修技术的改进

3.1 改进思路

首先制作阻挡块，在运行的阳极组中垂直插入，将熔融的高温电解质、铝液与侧部隔断，再在隔断空间加入保温料，捣固密实。然后开挖出更换侧块的空间，对侧块进行更换。这样的作业不改变电流走向，只是阻隔了侧向的小部分电流，不会发生电压摆问题。

3.2 技术实施方案

一是用氮化硅砖制作成专用阻挡块（如图4、5所示）。

二是打开壳面后，放入氮化硅阻挡块，区域电流不会发生变化，预防了电压摆问题。在阻隔块与侧块之间，加入保温料，捣固密实。（如图6所示）

三是将上抬或冲损的氮化硅侧块全部取出，直至下部氮化硅侧块完全露出，清理干净。（如图7、8所示）

图4 氮化硅制作成挡板的平面图

图5 氮化硅制作成挡板的实物图

图6 氮化硅挡板放入槽子的平面图

图7 上抬或冲损的氮化硅侧块全部取出的实物图

图8 上抬或冲损的氮化硅侧块全部取出的平面图

四是第三步清理工作完毕后，肉眼要能看见人造伸腿，然后使用糊料找平，放置氮化硅侧块。（如图9、10所示）

五是用冷捣糊将氮化硅侧块与伸腿间缝隙捣固密实，取出阻隔块，完成在线小修工作。（如图11所示）

图9 清理过程的平面图

图10 放置侧砖实物图

图11 取出氮化硅挡板平面图

4 结语

（1）彻底解决了在线小修过程熔融液态流体的阻隔和电压摆的难题，保证了小修期间的电流、磁场稳定，保证了后续电解槽的长期安全生产；

（2）延长了槽寿命，保证了电解槽技术指标稳定，为降低成本发挥了重要作用；

（3）按照延长一年电解槽的寿命计算，电解槽按照2T/日计算，吨铝单价11000元/T计算：单槽可产生效益约936万元/年。

(4)按照大修一台电解槽计算，大修费用约为：67万元，材料费： 49万元、施工费：18万元，启动一台电解槽需要的物资及劳动力投入：3.38元，如果不算以延长一年生产收益，可节约为70.38万元。