山东铝业股份80KA预焙槽在运行过程相继出现3台侧部钢棒漏铝，铁含量升高，而被迫停槽的短命槽。点解铝厂的科技人员经过刨槽，进行细致的分析，找出了漏炉的主要原因：80KA预焙槽虽然在阴极炭块下部采用干式防渗透料，但在电解槽侧部即阴极炭块下部采用干式防渗透料，但在电解槽侧部即阴极炭块外，处于侧棒外侧端部，侧部炭块下部，采用的是传统的耐火混凝土。这种耐火混凝土用水量大，防渗性能差，耐久性差。电解槽启动后，混凝土破裂，渗铝、化钢棒、造成短命槽。
漏炉原因分析
2.1 传统耐火混凝土采用水泥作结合剂，煅烧矾土熟料为基料，依靠水泥的水化产物将不同粒径的矾土熟料结合在一起并产生强度。在施工时，为了获得良好的施工性能，必须加入适量的水，使其具有一定的流动性。一般用水量在15%~20%。在使用过程中，这些水分会在不同阶段消除，留下的孔隙就比较多，也比较大，熔融金属对材料的极限孔径：钢水为30um，铁水为5um，而铝溶液仅为0.5um。由此可见，铝液对耐火材料渗透的极限孔径比较小，较容易对混凝土进行渗透。
2.2 传统耐火混凝土产生结合强度的是水泥的水化和产物，这些水化合产物在500℃以前都会把90%的结合水脱除，结合强度有一定下降。当温度升至900~1100℃时，剩下的10%的是就会脱去。这时，混凝土化合物就产生晶格变化，使原有的结构强度大部分损失。而这温度区间正是电解槽正常温度区间，由于可见，传统混凝土是电解槽结构的薄弱环节。
2.3 电解槽中铝对混凝土的侵蚀
传统耐火混凝土中的SiO2成分，在还原气氛中，会与熔融的金属铝反应形成金属Si，即4Al+3SiO2→3Si+2Al2O3。金属Si的生成，使混凝土形成变质层，并改变了变质层的热膨胀系数，当温度发生变化时，就会形成结构性剥落。同时混凝土中的莫来石成分(3Al2O3·2SiO2)与铝电解槽中的Na2O反应，形成变质层，并引起体积变化和膨胀系数的变化，从而形成结构性剥落。
2.4 自焙铝电解槽与预焙槽生产工艺条件不同
原80KA自焙阳极电解槽采用边部加工制度，电解槽侧部较短时间内形成保护性炉帮，同时，自焙槽铝水品保持较高(26~28cm)，形成炉帮较厚，铝水不易侵蚀侧下部的耐火混凝土。而改造成80KA预焙槽后，采用计算机控制中心点式下料，铝水平保持较低(18~20cm)点解槽侧部长期未能形成炉帮。而且形成炉帮较薄，炉膛内形较大，铝水顺着阴极炭块或侧部炭块之间的人工扎固边帽之间的缝隙侵蚀耐火混凝土，造成边部漏炉。
3 采取的措施
(1)为保证80KA预焙槽正常生产，首先改变了80KA预焙槽加工工艺，建立边部加工制度，增加电解槽炉帮厚度，保护电解槽侧部轧固的边帽不易被铝水渗透。
(2)针对传统混凝土的缺陷与合作单位，研制开发了新型的耐火浇注料。这种新型耐火胶浇注料具有以下优点:
(3)降低使用过程中添加的水分，由原来的添加15%~20%降到8%~9%，提高电解槽防渗透性能。
(4)新型耐火浇注料添加有适宜化学成分的物质。在使用过程中，能够与铝水和电解质发生化学反应，生成以层致密的玻璃物质，并覆盖在浇注表面，可有效防止铝水、电解质向浇注料深处渗透和扩散。
新型耐火浇注料耐高温、强度大。
4 试验
将传统混凝土与新型耐火浇注料，分别做成长、宽、高各为100mm的立方体，在其上部做成凹形结构，中间放入80KA电解槽中取的电解质粉碎料。
将试验样品放入950℃电炉中，经过24小时保温分别取出观察电解侵蚀情况。
(1)传统混凝土做成的样品，电解质全部渗入试样中，而且因高温样品出现裂纹，个别样品已破碎不能成型。
(2)新型耐火浇注料与电解质接触的表面生成一层2~3mm厚致密的反应层。样品保持完整，没有出现裂纹现象。
通过上面的试验说明，新型耐火浇注料具有明显的防渗性能，而且耐高温，强度大。而传统的混凝土不具有对电解质的防渗性能，而且强度低。
5 新型耐火浇注料的工业应用
通过实验室验证后，电解铝厂随后在80KA预焙槽大修槽上应用。经过现场实际操作，这种新型耐火浇注料具有以下特点。
(1)采用新型耐火浇注料不改变原来传统混凝土操作工艺。继续采用普通混凝土搅拌机，严格控制水分(8%~9%)，搅拌时间缩短。每台槽按用4t料计算，共计减少水分400kt/槽，效果是明显的。
(2)虽然使用过程中，水分明显减少，但搅拌后，新型耐火浇注料流动性好，大修施工中容易添充到阴极钢棒的底部，避免施工中存在死角，提高施工质量。
(3)新型耐火浇注料凝固速度快，养护期短，缩短电解槽大修周期。
6 结论
(1)采用新型耐火浇注料每台大修槽比传统混凝土减少水分400kg，从而提高了电解槽侧部的防渗能力。
(2)新型耐火浇注料能与电解槽的电解质发生化学反应，形成具有较好防渗透能力的防渗层，杜绝电解质对耐火浇注料内部的渗透，防止电解槽侧部漏炉。
(3)新型耐火浇注料耐高温，强度大。
(4)采用新型耐火浇注料提高电解槽大修质量，在不改变原施工工艺的前提下，缩短了电解槽大修周期。
