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長期以來，鋁電解槽內(nèi)襯都存在抗鈉侵蝕性差、保溫性不夠、使用時(shí)間不長等問題，可謂“皮薄命短腹中空”。為解決問題，東興鋁業(yè)公司整體“置換”陰極炭塊、鋼棒、耐火保溫材料等核心內(nèi)容，在電解槽內(nèi)部全部使用新型“定制”材料，通過優(yōu)化槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)保電解槽功能發(fā)揮。

據(jù)了解，東興鋁業(yè)公司500kA鋁電解槽采用50%石墨質(zhì)陰極炭塊、普通陰極鋼棒、干式防滲料等內(nèi)襯材料。在生產(chǎn)過程中，陰極抗鈉侵蝕性差、耐火澆注料與陰極炭塊接觸制約陰極炭塊應(yīng)力均衡釋放、干式防滲料防滲性差等問題長期存在，從而造成電解槽爐底電壓降較高、內(nèi)襯壽命降低。

解決這些問題，研發(fā)全石墨化陰極炭塊、高導(dǎo)電陰極鋼棒、防滲磚和相應(yīng)的保溫結(jié)構(gòu)就成了技術(shù)人員的攻關(guān)方向。“這種新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術(shù)研發(fā)成功并投入使用后，不僅可以提高陰極導(dǎo)電和抗鈉侵蝕性能、均衡釋放陰極炭塊應(yīng)力，還能適當(dāng)改善電解槽保溫效果，降低電耗，延長槽壽命。”東興鋁業(yè)公司鋁業(yè)研究所所長李振中說。

在研發(fā)過程中，該公司采用優(yōu)質(zhì)彈丸焦生產(chǎn)的高密度、高強(qiáng)度全石墨化陰極炭塊，提高了全石墨化陰極的耐磨性，充分延長全石墨化陰極炭塊的使用壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)能長周期運(yùn)行。同時(shí)，用高導(dǎo)電鋼棒糊扎固高導(dǎo)電防滲碳陰極鋼棒，降低了組裝費(fèi)用和運(yùn)行電耗成本。

在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員在全石墨化陰極炭塊組下面使用蛭石防滲磚，槽底部不僅不易受到氟化物的侵蝕，持久保持耐火防滲性和內(nèi)襯材料的保溫性，防止?fàn)t底電壓降升高，還可確保內(nèi)襯材料體積不易發(fā)生膨脹，防止內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的隆起、變形和早期破損，延長了內(nèi)襯的使用壽命。

目前，“一種鋁電解槽全石墨化陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)”申報(bào)了國家實(shí)用新型專利，“全套”新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術(shù)已在嘉峪關(guān)電解一作業(yè)區(qū)2臺(tái)500kA鋁電解槽上試用。此外，為了確保全石墨化陰極電解槽側(cè)面結(jié)構(gòu)材料不被電解質(zhì)和鋁液侵蝕，長期發(fā)揮全石墨化陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，該公司用自己發(fā)明的專利技術(shù)“一種鋁電解槽爐幫厚度優(yōu)化控制方法”，對爐幫進(jìn)行維護(hù)。

新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術(shù)使用后，試驗(yàn)槽爐底電壓降降低到265mV，較對比槽降低了53.5mV；試驗(yàn)槽設(shè)定電壓和平均電壓較對比槽分別降低了68mV；試驗(yàn)槽電流效率較對比槽提高了0.27個(gè)百分點(diǎn)，噸鋁節(jié)電262kWh，電解槽壽命延長一倍，減少了綜合電耗。

據(jù)介紹，該項(xiàng)技術(shù)從2016年開始研發(fā)，2017年在部分電解槽使用。2018年，東興鋁業(yè)公司決定首先在500kA電解系列大修槽上應(yīng)用全石墨化陰極新型內(nèi)襯結(jié)構(gòu)技術(shù)，全面推廣后，每年將增加經(jīng)濟(jì)效益3.2億元，同時(shí)將獲得顯著的環(huán)保與社會(huì)效益。