至今沒有任何材料能長期經(jīng)受電解質(zhì)和鋁的聯(lián)合腐蝕，都必須借助于側(cè)部?jī)?nèi)襯的保護(hù)。側(cè)部?jī)?nèi)襯可以很好地保護(hù)電解槽體，從而延長電解槽的使用壽命。隨著電解槽運(yùn)行時(shí)間的延長，側(cè)部?jī)?nèi)襯都會(huì)出現(xiàn)不同程度的破損，采取有效的預(yù)防措施和局部修補(bǔ)方法，對(duì)延長電解槽使用壽命，降低生產(chǎn)成本，有著重要的實(shí)際意義。
1、側(cè)部?jī)?nèi)襯破損的機(jī)理
電解槽側(cè)部?jī)?nèi)襯在爐幫空化后，電解質(zhì)和鋁液直接與側(cè)部?jī)?nèi)襯接觸，此時(shí)，電解槽人造伸腿以上的側(cè)部炭塊受到電解質(zhì)和鋁液侵蝕，人造伸腿以下的由人造伸腿保護(hù)未受到侵蝕。有文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)于線性熱膨脹系數(shù)，被侵蝕過的炭塊比未被侵蝕的炭塊低得多，大概在3～4倍之間。故沿側(cè)部?jī)?nèi)襯的厚度方向的侵蝕程度有很大波動(dòng)，在電解槽生產(chǎn)過程中，被侵蝕的和未被侵蝕的部分因溫度波動(dòng)造成了內(nèi)襯的破損。
電解槽在生產(chǎn)過程中溫度波動(dòng)是不可避免的，對(duì)熔體接觸的側(cè)部?jī)?nèi)襯部分影響較大。在被侵蝕的炭塊中，溫度升高或下降會(huì)在被侵蝕的部分中因變形而產(chǎn)生熱應(yīng)力，由于被侵蝕的和未被侵蝕的炭塊熱膨脹系數(shù)相差很大，產(chǎn)生的熱應(yīng)力也很大，被侵蝕的和未被侵蝕的側(cè)部?jī)?nèi)襯邊界會(huì)產(chǎn)生剪切力，這時(shí)剪切力造成側(cè)部炭塊在人造伸腿最上端產(chǎn)生了分層，然而隨著電解槽的運(yùn)行，人造伸腿上面的側(cè)部炭塊被頂起，長期運(yùn)行后側(cè)部炭塊逐漸破損嚴(yán)重，當(dāng)電解槽運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)出現(xiàn)爐幫融化，局部側(cè)部溫度過高或出現(xiàn)爐幫發(fā)紅的現(xiàn)象。
2、側(cè)部?jī)?nèi)襯破損的預(yù)防措施
鋁電解槽側(cè)部?jī)?nèi)襯基本上都是采用氮化硅結(jié)合碳化硅塊，這種材料具有較好的物理性能，也是目前最好的電解槽內(nèi)襯材料，但是不能長期承受電解質(zhì)和鋁液的聯(lián)合腐蝕，因此需要采取措施保護(hù)電解槽側(cè)部?jī)?nèi)襯。
2.1改進(jìn)電解槽人造伸腿
目前，國內(nèi)電解鋁生產(chǎn)都采用低電壓生產(chǎn)工藝。在低電壓生產(chǎn)工藝條件下，為穩(wěn)定電解槽的生產(chǎn)，鋁水平高度都有不同程度的升高，鋁液和電解質(zhì)的界面、電解槽的反應(yīng)區(qū)域相應(yīng)增大，這樣側(cè)部炭塊更易被腐蝕破壞。故確定適宜的人造伸腿扎筑尺寸，可有效地保護(hù)電解槽側(cè)部?jī)?nèi)襯炭塊，使其免受電解質(zhì)和鋁液的沖刷腐蝕。某公司240kA鋁電解槽人造伸腿高度為220mm，寬度為180mm，通過技術(shù)改造后將人造伸腿高度調(diào)整為280mm，寬度調(diào)整為260mm;同時(shí)，在人造伸腿扎筑時(shí)采用冷搗糊。冷搗糊具有優(yōu)良的搗實(shí)性能，糊料容易搗實(shí)均勻并且能夠快速測(cè)定糊的搗實(shí)密度，不易出現(xiàn)“干糊”、“濕糊”和分層的現(xiàn)象，這很大程度上彌補(bǔ)了粘結(jié)度較低的缺陷。
2.2提高鋁水平高度增加側(cè)部散熱
隨著電解槽生產(chǎn)管理以及操作水平的提高，現(xiàn)在陽極效應(yīng)系數(shù)已被控制到0.001次·槽/日，陽極效應(yīng)時(shí)間已被控制到60s;換極質(zhì)量的提高，減少了電解槽側(cè)部?jī)?nèi)襯破損的人為因素。在低電壓生產(chǎn)工藝下提高了鋁水平，增加了側(cè)部散熱，又在陽極上增加保溫料，需要在側(cè)部形成既保溫又絕緣的爐幫，這是個(gè)對(duì)立而矛盾的關(guān)系。有文獻(xiàn)報(bào)道，陽極保溫料每增減1cm，相當(dāng)于60mV槽電壓產(chǎn)生的熱量。在電壓不變的情況下，增加陽極保溫料，相當(dāng)于增加了電解槽的極距，降低了鋁的二次反應(yīng)。同樣調(diào)整鋁水平也可改變電解槽的熱收入，調(diào)整1cm鋁水平相當(dāng)于70mV電壓產(chǎn)生的熱量，并且鋁水平越高，槽內(nèi)鋁液鏡面的波動(dòng)越小，流動(dòng)越平穩(wěn)，析出的鋁液參與二次反應(yīng)的機(jī)會(huì)減少，在降低槽溫及電解質(zhì)的過熱度方面都有很大的好處，這些都是形成爐幫的先決條件。某公司240kA鋁電解槽鋁水平高度由22cm逐步提高到28～30cm。
2.3減少機(jī)械破損
電解槽基本上每?jī)商旄鼡Q一次陽極，在更換陽極時(shí)通常由操作多功能天車完成陽極周邊加工工作，操作人員有時(shí)會(huì)因技術(shù)不熟練和視線不良碰掉側(cè)部碳化硅。另外由于邊部加工頻繁或方法不當(dāng)，也會(huì)造成電解槽側(cè)部破損。因此，應(yīng)加大對(duì)操作人員培訓(xùn)力度，提高操作技能，在邊部加工時(shí)必須離側(cè)部炭塊80mm以上。
