铝电解阳极故障成因分析

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1、铝电解槽阳极故障成因分析刘伟中铝包头铝业炭素厂2009年1月8日目录1阳极脱落与掉块52阳极长包63阳极断层84阳极掉渣84.1炭渣的形成94.1.1阳极的选择性氧化94.1.2铝同阳极气体的逆反应生成游离的固态炭114.1.3阴极炭素内衬的冲蚀剥落124.2炭渣的分布状态124.2.1漂浮状态134.2.2悬浮状态134.2.3与Al反应生成Al3C4134.3炭素生产工艺对掉渣的影响144.5电解工艺与操作对掉渣的影响154.6炭渣的危害164.6.1电解质电阻升高174.6.2导致热槽的产生174.6.3侧部漏电，造成电流损失。184.6.4导致氟化

2、盐损失184.6.5增加工人的劳动194.7阳极掉渣预防与减少194.7.1通过改善阳极质量减少掉渣204.7.2通过加强电解工艺与操作的管理，减少阳极掉渣215阳极裂纹236阳极掉角257阳极碎裂25铝电解槽阳极故障成因分析刘伟'm-O"v6m2}/A*m2T6Q$P(W:b+G)S9n(中铝包头铝业炭素厂）摘要0{%M1Y  U9c'v2g-[：本文对铝电解阳极故障的成因进行了分析并提出了解决的具体措施。关键词：铝电解阳极故障成因电解槽经常表现的阳极故障（病状）有：阳极掉块、阳极长包、阳极裂纹断层、阳极块脱落、阳极局部过热、电流分布不均、大量炭渣落入电

3、解质使电解质含炭、阳极四周氧化燃烧、阳极倾斜等。发生阳极故障，破坏了电解槽正常生产技术条件使电解槽出现紊乱状况：电压摆动、电压升高、铝水滚动、电解质表面不结壳、电解槽局部不导电、不工作、引起电流效率急剧下降、直流电单耗及原材料单耗急剧上升、电解操作困难、铝品位下降等恶劣后果，甚至导致停槽。这些故障，主要由两方面原因造成，即阳极质量问题及电解作业不当。电解槽内发生阳极故障，要从电解、炭素两个方面进行分析，如果武断地下结论是阳极质量的问题，会给解决问题带来方向性错误，必须改变国内一些铝厂对这一问题的错误认识。1阳极脱落与掉块在预焙电解槽上，由于阳极块组装质量或

4、电解操作质量问题，出现个别阳极脱落、掉块(部分脱落)，严重时一个槽在短时间内(几小时之内)出现多组脱落(三组以上)，对电解槽的运行产生极大的破坏，甚至被迫停槽。1.1预焙阳极炭块因磷生铁成分、浇铸不牢或阳极炭碗缺陷，当在电解槽上使用时，其受热膨胀，会发生阳极炭块与钢爪脱离的现象。磷生铁成分配比不合理，受热膨胀过大或过小可能造成阳极脱落；阳极组装时浇铸不牢，或组装块叉运过程造成钢爪松动，在电解槽使用过程中也会造成阳极脱落。此种掉块很容易辨别，只要磷铁还在炭碗内，而钢爪已脱出即为此种类型，俗称“脱裤子”。1.2阳极炭块出现大裂纹，也会裂开掉块。1.3电解槽内电

5、解质波动剧烈，电解质不断冲刷阳极上部和钢爪，发现不及时，造成钢爪熔化，使阳极脱落。1.4阳极电流分布不均，电解槽内部分阳极电流过小，部分阳极电流过大，形成偏流，导致钢爪发纸，温度过高，严重时短时间内使炭块与钢爪连接处的磷生铁或铝导杆与钢爪间的铝-钢爆炸焊熔化，造成阳极脱落，掉入槽内。引起阳极多组脱落的原因主要是阳极电流分布不均而引发的严重偏流。形成阳极偏流的原因主要有：①液体电解质太低（150mm以下），浸没阳极太浅，阳极底掌稍有不平，就会使阳极电流集中，形成偏流。②阳极长包，未及时处理，造成电流不均，形成偏流。③抬母线时阳极卡具位置紧固不一致，或有阳极下

6、滑，未及时调整，造成阳极块底掌不平，极距小的某阳极块或某些阳极块就会通过的电流多，造成电流不均，形成偏流。④母线上个别阳极卡具紧固不牢，阳极下滑，未及时调整，也会引起阳极电流偏流。⑤炉底沉淀较多，厚薄不一，使阴极电流集中，从而引起相对应的阳极电流集中，形成偏流。1.5由于保温料覆盖不好，阳极上部氧化严重，磷生铁周围的炭块全部氧化掉，造成阳极掉块。1.6槽电压保持不当，造成长时间压槽，阳极与伸腿或沉淀接触，造成阳极电流负荷过重，引起阳极掉块。一般而言，电解槽正常生产过程中如果发生阳极脱落，其主要原因是由于阳极电流分布不均匀和阳极组装质量造成的，阳极质量对阳极

7、脱落影响极小。2阳极长包+q#w7*e$@$O.g$?%阳极底掌由于某种原因消耗不良，在底掌形成包状或锥形凸起物，称之阳极长包。阳极长包一般发生在电解槽正常生产期间，但是有些情况下电解槽焙烧启动后期也可能发生阳极长包现象。2.1由于炭块内部质量不均匀，在电解槽上使用过程中，电解消耗速度不一，造成炭块下表面局部突出，形成阳极长包。此种现象一般较少。2.2由于电解质粘度大，槽内炭渣多且分离不好，随着电解质在槽内循环，大量炭渣集中在电解质运动旋涡里，粘在阳极底掌上，造成阳极消耗不均而长包。《国家职业资格培训教程---铝电解工》下册，P236，吴鸿等，贵州科技

8、出版社2006年12月2.3由于电解槽局部阴极上存在大量电阻大的电