电解槽是工业生产中不可或缺的设备,但其阴极内衬的破损会严重影响生产效率和安全。了解破损原因,对于维护和延长电解槽的使用寿命至关重要。以下是一些导致电解槽阴极内衬破损的主要原因:
电解槽在运行过程中,阴极内衬中的材料会因为温度变化而发生膨胀或收缩。特别是上部的炭素材料和阴极钢棒,这种变化对电解槽内衬的寿命和槽壳的变形影响最大。
在电解槽启动初期,由于电解质的摩尔比较高,槽温也较高,钠的析出较多。这些析出的钠一部分蒸发,另一部分侵入阴极炭块中,与碳反应生成嵌入式层状化合物,导致炭素内衬体积膨胀,强度降低。
阴极材料存在一定的孔隙度,电解质会沿着孔隙向内衬中渗入,导致炭块体积增大,产生膨胀。这种膨胀可能导致炭块隆起或从中间断裂,严重时会造成炉底发红或从阴极钢棒窗口漏炉。
阴极炭素体在电流作用下,与液体电解质接触而发生电化学腐蚀或化学腐蚀,使阴极内衬遭破坏。这种腐蚀尤其在阴极炭块出现小裂纹时更为严重。
空气氧化主要发生在侧部炭块的背面和上部。这种氧化是由于炭块未被电解质结壳保护好,暴露于空气中而被氧化。
阴极炭块质量低劣,包括粒度配方不合理,热膨胀率高,原料挥发分含量高,使其高温焙烧后炭块孔隙度大,成型压力不足,使其结构松散等,都会影响阴极内衬的耐久性。
电解槽砌筑质量低劣,是引起电解槽破损的又一主要原因。若电解槽底部砖层砌筑不平,会使阴极炭块安放不平,中间悬空或翘起,容易出现劈断、开裂。
预热焙烧过程中炉底温度异常不均,出现局部温度过高或过低,都会使内衬受热膨胀且极不均匀,引起开裂、劈断。启动初期,技术条件不到位,也会造成内衬破损。