[發明專利]一種監測和準確判斷在線電解槽陰極內襯破損的方法

有效

• 申請號: 201310194713.1
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103233245A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 趙志華;李彥文;金嶺;胡俊杰;石海朝;馬子敬;馬軍璽;賈琦偉;李積宏
• 申請（專利權）人: 黃河鑫業有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20
• 代理公司: 西寧金語專利代理事務所 63101
• 代理人: 哈慶華

技術領域

本發明涉及電解鋁冶煉行業，具體地說是涉及一種監測和準確判斷在線電解槽陰極內襯破損的方法。

背景技術

國內外電解鋁企業都有對電解槽的陰極破損判斷方法，主要有以下2種：

1）鐵、硅含量監測法

國內電解鋁企業通用的方法都是采取監測鐵、硅含量變化的辦法來判斷陰極內襯或陰極碳塊是否破損。通過定期對原鋁液取樣化驗，當電解槽鋁液中的鐵含量持續升高時，加大取樣化驗頻次，短時間內鐵含量快速升高時，則判斷該槽的陰極鋼棒可能熔化（而不是肯定），同時通過排除陽極鋼爪熔化、打殼錘頭熔化、硅含量是否持續上升的方式來判斷陰極內襯是否破損。這種方式存在以下幾個方面的弊端和不足：

⑴?由于該方法判斷的工作程序較多，人為因素增多，人員素質參差不齊，大大降低了對陰極內襯在線破損判斷的準確性，判斷失誤現象較多。由于造成電解槽鐵含量升高的因素較多，如：陰極內襯破損造成鋼棒融化，陽極鋼爪融化、打殼錘頭融化、電解槽操作維護檢修的鐵質工器具融化，這些因素都可能造成電解槽鐵含量升高，所以要確定是否內襯破損，還需用排除法檢查其它情況是否存在。所以，某電解槽發現鐵含量升高后，還需通過檢測陽極鋼爪近期是否熔化、檢測打殼錘頭近期是否熔化，排除后，根據硅含量的變化進行佐證，來提高判斷準確性。

（2）該方法判斷陰極破損需要的工作量較多，判斷人員的技術能力要求較高。原方法判斷時，需要收集該電解槽內襯施工過程的資料、焙燒啟動及正常生產過程的所有相關資料，如：內襯施工檢查各項記錄、相關內襯供貨材料的各項證明文件、檢查記錄，啟動和生產過程中許多工藝參數的（溫度、電流大小、電壓、鐵硅化驗分析等）變化過程記錄，然后對可能引起內襯破損的各種情況進行分析和判斷，決定是否屬于內襯破損。

（3）該方法造成的輔助檢查、監測的工作量加大。例如：當電解槽鐵含量較正常較大后，由于電解鋁企業擔心該電解槽漏爐，通常將該槽列為異常槽對待，需長時間對該電解槽許多部位的溫度、外觀細節進行檢查和監測、防止隨時漏爐。

（4）該方法拖延了判定該槽破損的準確時間，錯過能夠對電解槽進行小修處理的有利時機，甚至造成漏爐事故的發生。由于擔心電解鋁企業在電解槽壽命、產量、以及操作管理行為上進行考核，具體判斷和操作的人員往往會采取一些保守方法（切割鋼棒、摸底補扎鎂砂、調整電解槽工藝技術條件等）來對待已經破損而未能確定破損的電解槽，使得電解槽暫時渡過危險期（鐵硅含量暫時降低并趨于穩定），實際上給該槽留下了更大的隱患，造成鋁業滲入陰極內襯量更多，爐底隆起并擴大等情況，此后，一旦該槽停止生產，基本上只能大修處理，不具備小修處理的條件（小修成本比大修成本小的多，一般只有1/5以下）；而且由于判斷的準確性不高，最終造成電解槽漏爐現象也很多，漏爐的結果是損失較大，甚至會造成整個系列電解槽徹底停產的重大事故。

（5）明顯縮短系列電解槽平均槽齡，增加鋁產品生產成本，給企業帶來較大的經濟損失。

當電解槽鐵、硅含量短時間內持續升高，通常采取a.加大對原鋁液取樣化驗頻次，b.加強對電解槽槽殼、鋼棒溫度的監測，c.檢查并排除陽極鋼爪熔化、打殼錘頭熔化、鐵質工器具掉入槽內，d.用工具對疑似破損部位進行摸底。

目前國內對電解槽的內襯破損的監測手段基本上相同，都是采用鐵硅檢測判斷法。其他方法僅處于試驗和論證階段，如：陰極鋼棒在線電流、溫度監測等方法，這些方法存在投資較大、投入人工較多、人員素質要求高、維護費用較高等缺點，管理繁瑣、實用性較差，不適合早國內電解鋁企業普及。國內部分技術能力較差的鋁電解企業為規避是漏爐事故頻發，通過加大計劃停槽力度、犧牲電解槽壽命的辦法來解決，使得企業電解槽的平均壽命較低、降低經濟效益、增加廢舊內襯的排放。電解槽漏槽通道根據現場清刨觀察與資料查閱總結有有三種，（1）陰極破損產生裂紋鋁液從陰極處滲入陰極內，熔化陰極鋼棒造成通道從陰極鋼窗口流出、（2）陰極之間扎固縫破損，鋁液順陰極側面向下滲透，到陰極下表面熔化陰極鋼棒造成通道從陰極鋼窗口流出、（3）人造伸腿與陰極結合處破損產生裂縫鋁液滲入，熔化陰極鋼棒造成通道從陰極鋼窗口流出。這三種漏槽都是鋁液通過熔化陰極鋼棒產生通道后在從陰極鋼窗口處漏出。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種能夠快速、準確地判斷在線生產的電解槽陰極內襯是否已經破損，而且成本較低，容易操作的監測和準確判斷在線電解槽陰極內襯破損的方法。