角极长对铝电解生产有较大危害，会造成职工劳动强度增加，杜绝角极长，对提高电解槽稳定性，减少原材料浪费具有积极意义。本文对某厂400kA电解槽角极长的现象进行分析，并从电解槽内部设计、工艺参数调整及操作方法改进等三个方面给出解决办法，供企业参考借鉴。
一、铝电解中的角极长
1、什么是角极长
伸腿是炉帮的一部分，是铝液埋住的部分，随着铝水平的高低而变化。
在铝电解生产中，由于工艺参数不匹配，电解质水平和铝水平波动较大，槽温动荡，且操作与管理不到位，造成局部温度过低，电解质粘度过大，电解质中的氧化铝析出沉入电解槽底部，随着长期电解槽冷周期，沉淀转变为结壳。
总之，角极长是结壳在拐角位置富积，伸腿肥大，进入到阳极正投影下方，影响阳极正常工作的一种异常现象。
如下图1所示：
图1 角极长位置
2、角极长危害
角极长是电解槽在长期生产运行过程中，因工艺参数匹配不合理，局部热收入不足，长期在高氧化铝浓度下运行所致，其危害主要集中在以下几个方面：
电解槽稳定性变差，针振频繁，造成阳极局部长芽，增加电能消耗；
阳极局部不消耗，抵在伸腿上，严重造成阳极导杆爆炸焊被顶裂，甚至使槽上部提升机构变形，增加安全风险；
阳极消耗不均，偏流严重，降低电流效率，炭耗增加，顶裂导杆需重新焊接，增加钢铝接头使用量，生产成本升高，利润空间降低；
顶裂的导杆更换，破坏电解槽正常生产，使生产管理难度提高，职工劳动强度增加。
二、角极长产生的原因
角极长并非一朝一夕形成的，它是在一个长期生产工艺不稳定的情况下累积而成的，由设计、工艺参数匹配及操作不当等多方面因素引起。
1、设计方面
某厂400kA电解槽角部设计，采用普通炭块，未采取强保温措施，通过计算得到传热系数：
假设电解质温度为950℃，槽壳面温度为600℃
△t＝950-600＝350℃
炉帮：δ1＝15cm，取平均温度为900℃，则
λ1：＝1.86－0.314×10－2t＋0.048×10－4×t2＝1.86－0.314×10－2×900＋0.048×10－4×（900）2＝2.922kCal/（m2·h·℃）
侧部炭块：δ2＝125mm，取平均温度为850℃
λ2：＝7.90＋1.80×10－2t＝7.90＋1.80×10－2×850＝9.43kCal/（m2·h·℃）
钢板：δ3＝12mm，λ3＝45kCal/（m2·h·℃）
1/k＝δ1/λ1＋δ2/λ2＋δ3/λ3＝0.15/2.992＋0.125/9.43＋0.012/45＝0.06485 K1＝15.42（W/m2·℃）
在电流分布上，电解槽四角导电较弱，易趋冷。阴极方钢为100*180mm,某铝厂设计电流强度400kA,在运行过程中，方钢尺寸与电流不匹配，钢棒电流密度偏大，热应力集中，造成早期破损，为降低破损速率，电流降至386kA,电流降低后，热收入不足，角极长增多，具体数据见下表。
不同电流强度下角部阳极长组数统计表
2、工艺方面
电解槽电压、分子比、槽温、NB间隔、铝水平和电解质水平等工艺参数对电解槽的稳定运行意义重大，电压过低，电解槽热收入不足；分子比、槽温过低，电解质对氧化铝溶解能力降低；铝水平过高，散热大；电解质水平低，电解槽稳定性变差，电解槽工艺参数如果长期不匹配，将导致冷、热病槽的出现。电解质流动性差，对氧化铝溶解能力下降，氧化铝会在角部形成结壳，伸腿肥大，2~3个周期后，将会出现阳极支角，影响新极安装精度。
3、操作方面
在电解生产过程中，操作质量的好坏会直接影响到电解槽的效率、电耗等重要指标。特别是在角部阳极更换过程中，在提阳极之前，没有把阳极上的保温料扒干净，大量的保温料伴随氧化铝落入电解槽中。
一方面更换阳极的难度就会增加，时间变长，造成大量的热损失，角部进一步变冷。
另一方面落入电解槽的物料易形成炉低沉淀，导致阴极电流密度不均，电流在受到大的电阻后改变路径。
造成铝液中的伸腿更加肥大、畸形。此外，更换阳极过程中炭渣未打捞干净，也是造成角极长的一重要原因。
在了解电解槽角极长成因之后如何解决才是关键。下期的连载文章中小编将从电解槽内部设计、工艺参数调整及操作方法改进等三个方面给出具体的解决办法，欢迎大家继续关注！
