鋁電解槽是實施鋁電解過程的主體設備，其重要組成部分包括鋁電解用碳陽極、鋁電解用碳陰極或鋁電解用惰性陽極和鋁電解用惰性陰極。為了延長鋁電解槽的使用壽命，要從多方面采取措施。除非在砌筑時按耐火材料供應方的建議進行精確施工外，也要有合理的焙燒和啟動方式 ，并建立穩(wěn)定的運行制度。
鋁電解槽砌筑前應具備條件如下：
(1)電解車間和槽大修車間基本建成，達到能防雨防雪。車間內的橋式起重機，組裝生產線和加熱炭素糊等設備安裝完畢，并能正常使用。
(2)有完整的壓縮空氣供應系統(tǒng)，保證施工時能不間斷的供應壓縮空氣。
(3)電解車間至槽大修車間的運輸?shù)缆泛屯ㄓ崟惩o阻。
(4)槽下母線和槽殼安裝合格。
(5)陽極炭塊組安裝(或陽極注型)應在電解槽上部結構安裝工程全部完成，并經試運轉合格。
(6)電解槽砌筑竣工后，能立即送電投產。若短時間內不能投產，應有完善的保護措施。
1 槽底砌體的砌筑
槽殼檢查合格后，測繪出槽子的縱、橫中心線。根據(jù)槽底板的平整度，確定砌筑槽底的基準點，并以此點用水準儀放出各層砌磚的基準線，按圖紙要求找出陰極鋼棒與窗口安裝的中心線，確保陰極鋼棒位于槽殼窗U中心，砌筑槽體畫線如圖1所示。石棉板、絕熱板、保溫磚為干砌，耐火磚為濕砌。
圖1 砌筑槽體畫線
1-基準點；2-水平控制線；3-磚層圖；4-陰極窗口；5-槽殼底板A槽底隔熱制品砌筑
槽底隔熱制品的砌筑包括石棉板、絕熱板和保溫磚的鋪設，全部采用干砌。
鋪設板和磚時，應從槽橫向中心往兩邊鋪，不鋪成通縫，并且用木錘輕輕打緊，板與磚的加工用鋸切割，每層所有縫隙用氧化鋁粉填滿，板、磚與槽四周的空隙用干式防滲料或耐火顆粒填滿并踩實。絕熱板破損時，必須用鋸切割的方法重新加工，其規(guī)格必須為設計的2/3。根據(jù)槽底變形情況也允許局部加工絕熱板，但加工厚度不大于10mm。砌筑每層磚時，應錯縫砌筑，縫隙小于1mm。
B槽底耐火磚砌筑
在保溫磚表面按設計要求鋪一層氧化鋁粉或耐火顆粒后，用線板逐層拉線砌筑面扒磚，制作長條掛線板，在其上表面刻劃縱磚列線,砌筑時用線板卡具在擬砌的磚層上，用掛線錘在兩側線板上掛線，這樣，磚的厚度和縱向排列都得到控制，確保了砌筑準確。砌筑槽底掛線如圖2所示。
圖2 砌筑槽底掛線示意圖
1-卡具;2-掛線板;3-掛線錘;4-線;5-槽殼側板;6-陰極窗口砌筑耐火磚的灰縫飽滿度大于90%,頂頭縫、側縫、臥縫均按設計要求砌筑，砌體四周空隙用耐火顆粒填滿踩實。砌筑完后清掃干凈，按預先畫好的基準線進行檢査，在砌體表面測量9點，發(fā)現(xiàn)問題，應進行處理，直到達標為止。其表面平整度要求不大于±2mm。
C 槽底干式防滲料施工
在保溫磚上鋪干式防滲料前，首先按事先計算好的壓縮比，做出一定高度的專用鋼模板，配合著刮尺使用，一般干式防滲料分兩層夯實，第一層加料到計算好的高度后用刮尺鋪平后，在料上鋪上塑料薄膜和lmm厚的冷軋鋼板或五合板，以防夯實時的灰塵，用專用的往復式砂石夯(每分鐘約夯打6500次)按設計好的線路和遍數(shù)進行夯實。第一層完成后，檢查防滲料的夯實高度是否達到它的壓縮比,合格后鋪設第二層，以同樣的方法將防滲料夯實到設計標高，夯實完成后，按預先畫好的基準線在防滲料表面測量9個點進行檢查，局部超出標準的，可進行修理，使水平度達到±4mm,確保陰極炭塊的安裝尺寸。
2 陰極炭塊組的安裝
炭塊組運至待安裝槽附近，其下面要墊以方木，堆放整齊，并根據(jù)炭塊組的電阻率和外形確定其安裝位置。將外形較差和電阻率較大的炭塊組安裝在槽的兩側，而外形較好和電阻率小的炭塊組則安裝在槽的中部。且相鄰炭塊組的電阻率不應超過10%。
安裝陰極炭塊組前，先清掃槽底，根據(jù)槽殼的縱、橫中心線，畫出陰極炭塊組中央的寬度線，陰極炭塊的周邊線和側面墻的內邊線，如圖3所示。
圖3 安裝炭塊組畫線
1-陰極周邊線；2-側部墻內邊線；3-中央縫寬度線安裝時，根據(jù)中央縫的寬度開始向兩端進行。各炭塊組之間的縫隙寬度比用設計尺寸小1mm的鋼制樣板控制。采用捆綁式安裝，由于陰極鋼棒長于槽寬，可利用槽殼側板使炭塊一邊傾斜插入陰極窗口，另一邊隨之也插入另一個陰極窗口(也可以在窗口髙度處平行傾斜炭塊使鋼棒先插入陰極窗口，另一邊隨之也進入另一個陰極窗口),炭塊組安裝如圖4所示，運輸安裝炭塊組時，應避免受到震動、撞擊和潮濕、油污。鋼絲繩所壓部位必須采取防范措施，以防損傷炭塊。
圖4 炭塊組安裝示意圖
1-橋式起重機的吊鉤；2-鋼絲繩；3-陰極炭塊；4-槽殼側板；5-槽底砌體；6-窗口鋼板最后，自中央向兩端檢查，調整炭塊組的位置，并用木棒固定和進行陰極窗口的密封。
調整合格的炭塊組，應同時滿足下列要求：
(1)陰極鋼棒與窗口四周的間隙，不應小于5mm。
(2)炭塊組表面的平整誤差不應大于10mm。炭塊組應放置平穩(wěn)，不得晃動。
(3)炭塊組之間垂直縫的寬度與設計的誤差不應超過±2mm。
炭塊安裝后，在上面鋪設一層帆布或彩條布予以保護和防止灰塵。
3 側部耐火砌體的砌筑和耐火澆注料的施工
電解槽的四周墻，現(xiàn)多采用隔熱制品和重、輕質澆注料搗打而成，其澆注料上再砌一層耐火磚找平，為砌筑側部炭塊和碳化硅磚作準備。
當長側端側墻為兩種澆注料時，宜先澆注端側的耐火澆注料，待長側隔熱制品砌完后(緊靠槽殼砌筑)，再搗打長側的耐火澆注料。澆注時應支設好特制的定型鋼模板，澆注料和水的配比嚴格按設計和廠家的要求配制，采用強制式攪拌機，攪拌澆注料用插入式振動器搗實，振至表而露出浮水為止，再用草袋覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生時間不小于24h。
待澆注料干燥后，在上面濕砌一層耐火磚，砌磚應拉線砌筑，砌筑的質量應保證磚在一個水平高度上，平整度不大于±2mm，磚縫小于3mm，為側部炭塊和碳化硅磚的砌筑打好基礎。
4 側部炭塊及側部碳化硅磚的砌筑
目前，電解槽四周側部有采用全炭塊或全碳化硅磚的砌筑，也有些電解槽采用角部和加工塊是炭塊，其他部位是碳化硅磚的砌筑，更有一些電解槽是采用炭塊和碳化硅磚的復合炭塊砌筑，無論設計的是哪種，在砌筑方法上大致相同。
側部炭塊和側部碳化硅磚的砌筑，有干砌和濕砌兩種方法。
砌筑前，炭塊按外形挑選，破損輕微的炭塊可用于端部.破損較重的可留作合門加工用。同時對相鄰炭塊的接觸面，需預先用炭塊銑床銑平，達到表面平整，相鄰面垂直。并且，在側部炭塊與粗縫糊接觸的表面上，可加工深3?5mm的條紋。如設計是側部碳化硅磚，則無法加工，在出廠時，磚的外形尺寸必須符合標準規(guī)范。
砌筑時，從角部炭塊開始。炭塊應緊貼槽殼，每砌好一塊炭塊，即用卡具將其固定在槽沿上，然后砌筑相鄰炭塊。合門炭塊應仔細加工，并從上部打入，若槽殼上有固定式槽沿板時，則合門炭塊經仔細加工后，由側面打入。合門炭塊的位置以選擇在靠近角部炭塊的第二塊為宜。
干砌吋，立縫應在0.5~lmm;濕砌時，立縫應為1~1.5mm,炭塊砌筑的炭膠泥需預先加熱至60-70℃方可使用。在炭塊的接觸面涂抹一層炭膠泥，炭塊就位后，將撬棍插入炭塊的底部，使炭塊上下揉動兩次，現(xiàn)時用力使炭塊向已砌好的炭塊推壓，直至垂直縫符合要求。
在砌筑時，為防止損壞炭塊或碳化硅磚,應用大木錘敲打為避免錯臺過大，炭塊應按厚薄進行預選做到厚、薄相應搭配。膠泥要飽滿。
砌完合格后，側部炭塊與槽殼間，宜填以氧化鋁粉。當采用干砌時，為防止填料外泄，需預先將炭塊之間的縫隙用膠泥抹嚴。
5 粗縫糊的搗打
陰極炭塊組之間的垂直縫和陰極周圍的縫隙在斷面尺寸上相差很大，且兩處的生產條件也不同，所以采用不同配合比的粗縫糊，分別對兩處進行搗打。周圍縫又分為兩段先后進行。
A 制備粗縫糊
兩種不同牌號的粗縫糊，應分別堆放，并按技術條件進行試驗，以確定其壓縮比，該比值一般不得小于40%。
圖5 2000L混捏鍋加熱曲線
在搗打前3h，將炭糊打開裝包后，用風鎬等方法破碎成拳頭以下大小(約為100mm)的糊塊，用行車裝入2000L混捏鍋內(每次加入量為1500kg)，按圖5所示的加熱曲線進行加熱和攪拌。約2.5h糊溫達到90?110℃時，即可出鍋倒入糊箱內，用汽車運至電解車間使用。糊的加熱必須和現(xiàn)場使用密切配合，以免造成質量事故和報廢糊料。
B 清掃和加熱槽體
側部炭塊砌筑完成后，對槽內進行徹底淸掃，用鋼絲刷將陰極炭塊表面和側面的泥漿和澆注料等雜物除掉，再使用吸塵器對槽內進行淸掃。將立縫加熱片組(每片4.5kW,每槽內為炭塊數(shù)+1片)安放在每條立縫中和兩個端側面上，并用配電盤連接。同時，把煤焦油和刮板、立縫擋板等需要加熱的材料、用具擱在梢內，蓋上保溫帆布。調好自動給電定時器，一般加熱10h,炭塊表面溫度即可達到70?100℃,開蓋清掃，測量并記錄溫度值。
立縫扎好拆除擋板后，清掃周圍糊的半邊(以端側中央為界)，用輕油加熱器加熱待扎周圍糊，使其表面溫度達90-110℃,約需15-30min。后半邊周圍縫的加熱與上相同。
C 安裝垂直縫擋板及固定炭塊組
槽體加熱完畢，再將垂直縫內的雜物吸凈，安裝垂直縫擋板可用側部澆注料或側部砌體作支撐，用兩個木楔反方向打緊，以頂住垂直縫擋板。垂直縫擋板與立縫糊接觸面應用電焊打成麻面，使得拆除擋板后的立縫端面為麻面，便于和周圍糊的連接。
固定炭塊組，如槽四周墻都為澆注料，即可固定好。如槽四周為干砌的磚砌體，則應在每條垂直處放兩個木楔塞緊，兩端側用千斤頂頂緊，長側利用垂直縫擋板頂緊，這幾個方向的力，可保證磚塊在扎固時不位移。
D 噴涂煤焦油層
與粗縫糊接觸的炭塊，磚砌體和澆注料等表面加熱好后，用自制的專用噴壺均勻的噴涂一層熱煤焦油，煤焦油可用輕油加熱器加熱，其厚度不得大于lmm。一臺槽可根據(jù)搗打立縫糊，半邊周圍糊和另半邊周圍糊分3次噴涂。
E 搗打垂直縫
根據(jù)槽子的大小來確定扎固人員的小組數(shù)和搗固槍使用的把數(shù)，每個小組一般為5人，2把搗固槍(2人搗固，2人扒料，1人送糊)，工作量為4~5條縫的位置，這樣一臺槽扎固的人數(shù)和使用的搗固槍數(shù)量就確定下來了。啟動兩臺6m3的空壓機試打搗固槍，槽邊各組送糊手分別從3臺保溫箱內向各組供糊，垂直搗打分8層進行，如圖6所示。第1層為一次搗打完，即鋪糊120mm，搗打成60mm厚的糊層。從第2層至第7層，每層分兩次搗打、即毎次鋪糊厚為60mm，搗打完厚為30mm厚的糊層，第8層為多次鋪糊，邊加料邊搗打，為了防止打破炭塊的棱角，自第7層起采用鋁制導軌導向搗打。第8層搗至與炭塊表面齊平時，將條形錘頭換為平板錘頭搗打光滑的“縫帽”，縫帽高度不得超過5mm。
圖6 垂直縫分層示意圖
1-炭塊組；2-垂直縫搗打分層；3-縫帽
為避免炭塊組在施工時產生位移，各條垂直縫的第1層至第4層應同步進行搗打，即每條縫打完一層移至另一條縫打這一層，這樣交替打完4層，為使各糊層間接合良好，防止生產時鋁液的滲透，從第5層開始在一條縫上一直打完8層后再移至下一條縫，每次打至縫端時，注意將錘頭稍傾斜后再豎直打幾下，使其飽滿密實。修整縫帽兩側的毛邊并用手錘壓光，使表面平整光潔，無麻面。
立縫扎完后拆除一側垂直縫擋板，鏟除糊內的凸凹部分，測量扎固后整個槽底炭塊的全長并記錄其數(shù)值。每層在下料時，利用刮板將糊均勻地刮入縫內，并用樣板檢查、刮平，每錘在搗固時，搗錘移動的速度為10mm,打兩個往返(打至中央二人搭接搗固應大于100mm)即可。空壓機的風壓不低于0.65MPa。
F 搗打周圍縫
用樣板在側部炭塊上劃出周圍糊高度線，450mm高的陰極炭塊四周可分7層搗打，如圖7所示。如長側有澆注料澆注到230mm高處，可減掉下面的3層，分4層搗打。
圖7 周圍縫分層示意圖
1-側部炭塊；2-側部磚砌體；3-陰極炭塊組；4-周圍縫搗打分層周圍縫使用的糊料較多，據(jù)測算：一座電解槽的需要量可達5~6t。為了減少加熱設備數(shù)量，縮短各層作業(yè)的間隔時間，合理組織施工，確保工程質量，宜采取以槽體縱向中心線為界，分向左右兩段進行搗打的方法。
搗打時，每層先用平錘將糊料壓平，再用方錘搗實，壓邊錘壓邊，最后用帶爪釘?shù)腻N頭將糊層表面打毛，待打下—層的順序操作，表面層打光后再不用爪錘打毛在每層鋪糊前,應用輕油加熱器將糊表面加熱烘烤。左右兩段糊展的接縫應呈45°斜坡。
搗打周圍糊根據(jù)槍的數(shù)量和耗氣量,其風壓不低于0.65MPa。搗打時，應嚴格控制每層鋪糊的厚度，并用樣板檢查、刮平。搗固機錘頭每次移動的距離一般為：第1層至第2層20mm/次;其他各層10mm/次。搗固時應特別注意陰極棒周圍及各接縫處的搗打質量。各搗固車接頭處的糊層均要相互搭接100mm。
