预焙电解防止阳极钢爪侵蚀的方法研究

摘要：本文通过铝电解的生产实际，分析了阳极钢爪被侵蚀的原因，并从技术条件、使用阳极保护环、阳极保护环工艺、保护环（炭环）的安装、使用氧化铝等方面解决了阳极钢爪被侵蚀问题，达到稳定生产、降低能耗、提高原铝质量的目的。

中图分类号：TF803.27 文献标识码：A 文章编号：

1：阳极钢爪被侵蚀的原因分析

阳极是铝电解生产槽的心脏，其工作的好坏直接影响电解槽的生产状况。在生产中，阳极使用到一定高度，就需要定期更换。当使用到接近更换期时，由于阳极接近被控制的厚度，同时生产槽电解质水平相对较高时，对阳极钢爪造成冲涮。液态高温电解质将有可能漫过阳极上部（俗称阳极“上炕”），当阳极上部没有阻挡物时，侵蚀很强的电解质就会侵蚀钢爪，导致原铝质量受到污染，给生产带来一定的影响。

2防止阳极钢爪侵蚀的方法分析

对阳极钢爪被侵蚀的原因进行分析，总结出阳极钢爪被侵蚀的原因【1】。

（1）阳极钢爪被破碎了的料块封盖时，当电解质漫过阳极上部后，高温熔融电解质有破碎块缝隙中渗入阳极钢爪四周，将钢爪侵蚀，这是造成钢爪被侵蚀的主要原因。

（2）电解质漫过阳极上部后，钢爪四周壳面过空，未及时砸实钢爪四周壳面，是造成阳极钢爪被侵蚀的另一个主要原因。

针对以上原因，先后采取了三种方法防止阳极钢爪被侵蚀。

2.1调整技术条件

（1）根据计算出的阳极跟换周期，保持合适的电解质水平。方法：用电解质箱取出部分电解质，降低电解质水平，防止电解质漫过阳极上部。

（2）检查阳极钢爪四周，当发现壳面被电解质融化时，用镦子砸实阳极钢爪四周壳面，用氧化铝盖好钢爪四周，防止电解质渗透到钢爪四周。

（3）调整生产工艺技术条件，见表1

此方法虽然解决了电解质侵蚀钢爪的问题，但破坏了槽子的热平衡，易导致槽子走向冷行程，槽子的技术条件不好保持，槽子效应频繁，炉底沉淀增多，伸腿变大，壳面增厚，影响生产。

2.2：使用阳极保护环

2.2.1阳极保护环工艺

阳极保护环是借鉴自焙电解技术，将预焙槽残极经过破碎混捏处理的一种碳素产品，用作保护阳极钢爪不被电解质侵蚀。其制作工艺如下：

将预焙槽生产中交换出的残极进破碎后，根据预焙槽的技术条件，加入约12%的煤沥青，进过混捏形成【2】。

组装到阳极钢爪上，利用电解槽的热量，使炭环进过软化--派出--分解--聚合--焦化后，达到足够的强度，能有效抵御电解质的侵蚀与冲刷，达到防止阳极钢爪被侵蚀的目的。

2.2.2保护环（炭环）的安装

炭环有两个半圆组合而成，在每个阳极钢爪上套上一个，用石墨冷捣糊将其两半圆炭环粘接，再用细铁丝固定【3】

2.3使用氧化铝

利用国内使用氧化铝a-AL2O3含量较多这一特点[4]，应用于保护钢爪被侵蚀效果甚佳，方法简便，即可达到保护钢爪的目的。

其操作方法：新极上槽之后，先用已破碎好的氧化铝料块堵住阳极中缝防止其它料漏到槽子里，氧化铝浓度增加而影响电流效率。然后在阳极钢爪四周用粉状氧化铝进行封盖到12-15cm，再用破碎块封好进行保温，标准不见钢爪和阳极

3：效果分析

3.1调整生产技术条件—降低电解质水平

保持低电解质水平对保护阳极钢爪起到了直接作用，但对电解槽影响较大，①

溶解氧化铝能力减少②易造成炉底沉淀③破坏热平衡，电解质萎缩，伸腿长，炉帮变厚，炉膛变小，效应增加，电耗增加④降低电流效率。所以此方法弊大于利

3.2对换出残极进行跟踪得：侵蚀性较强的电解质虽然漫过阳极（俗称—上炕）但很难接近钢爪。

此种方法不但对阳极钢爪起保护作用，而且对槽子起到保温作用，使电解槽生产平稳，电解质水平易保持，有效减少炉底沉淀，炉膛规整，为电解槽提高效率和降低能耗创造了有利条件。

3.3成本计算

该方法虽然有效解决了阳极钢爪被侵蚀的问题，但增加了生产成本，以本公司为例：

每个阳极保护环成本价15元/个，安装费用、细铁丝等增加安5元计算。

每个阳极增加：4×15+5=65元/块

以28天周期计算，吨铝成本增加65元。以每月铝产量1000吨计算，每月成本增加1000×65=65000元，增加了企业负担。

4.结论：

重视工艺技术条件的保持与调整，工艺参数重视工艺技术参数的保持与调整，工艺参数的匹配与控制，对电解槽的稳定影响是全面的、长期的，而操作质量的影响是片面的、局部的、合理的电解工艺控制可增强电解槽自平衡能力，防止电解槽发生波动，增加阳极和阳极碳环的有效利用率，从而达到稳定生产、降低能耗、提高原铝质量的目的。

参考文献：

[1] 杨重愚主编．轻金属冶金[M]．北京：冶金工业出版社，1991，

[2] 邱竹贤．预焙槽炼铝（第三版）．冶金工业出版社

[3] 现代大型预焙槽生产技术 东北大学出版社

[4]三电解启动后期技术与管理生产实线经验总结