【金属知识】如何应用新材料新技术提升电解槽功效?

长期以来，铝电解槽内衬都存在抗钠侵蚀性差、保温性不够、使用时间不长等问题，可谓“皮薄命短腹中空”。如何解决在电解槽内部全部使用新型“定制”材料，通过优化槽内衬结构保电解槽功能发挥呢？

据有关了解，500kA铝电解槽采用50%石墨质阴极炭块、普通阴极钢棒、干式防渗料等内衬材料。在生产过程中，阴极抗钠侵蚀性差、耐火浇注料与阴极炭块接触制约阴极炭块应力均衡释放、干式防渗料防渗性差等问题长期存在，从而造成电解槽炉底电压降较高、内衬寿命降低。

解决这些问题，研发全石墨化阴极炭块、高导电阴极钢棒、防渗砖和相应的保温结构就成了技术人员的攻关方向。“这种新型内衬结构技术研发成功并投入使用后，不仅可以提高阴极导电和抗钠侵蚀性能、均衡释放阴极炭块应力，还能适当改善电解槽保温效果，降低电耗，延长槽寿命。”技术人员解说道。

在研发过程中，采用优质弹丸焦生产的高密度、高强度全石墨化阴极炭块，提高了全石墨化阴极的耐磨性，充分延长全石墨化阴极炭块的使用寿命，实现节能长周期运行。同时，用高导电钢棒糊扎固高导电防渗碳阴极钢棒，降低了组装费用和运行电耗成本。

在此基础上，技术人员在全石墨化阴极炭块组下面使用蛭石防渗砖，槽底部不仅不易受到氟化物的侵蚀，持久保持耐火防渗性和内衬材料的保温性，防止炉底电压降升高，还可确保内衬材料体积不易发生膨胀，防止内衬结构的隆起、变形和早期破损，延长了内衬的使用寿命。

此外，为了确保全石墨化阴极电解槽侧面结构材料不被电解质和铝液侵蚀，长期发挥全石墨化阴极内衬结构的优势。新型内衬结构技术使用后，试验槽炉底电压降降低到265mV，较对比槽降低了53.5mV；试验槽设定电压和平均电压较对比槽分别降低了68mV；试验槽电流效率较对比槽提高了0.27个百分点，吨铝节电262kWh，电解槽寿命延长一倍，减少了综合电耗。

据介绍，该项技术从2016年开始研发，2017年在部分电解槽使用。2018年，首先在500kA电解系列大修槽上应用全石墨化阴极新型内衬结构技术，全面推广后，每年将增加经济效益3.2亿元，同时将获得显著的环保与社会效益。