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铝电解槽内耐火材料砌筑施工大全

文章出处:未知 人气: 发表时间:2019-03-13 09:27
铝电解槽是实施铝电解过程的主体设备,其重要组成部分包括铝电解用碳阳极、铝电解用碳阴极或铝电解用惰性阳极和铝电解用惰性阴极。为了延长铝电解槽的使用寿命,要从多方面采取措施。除非了在砌筑时按耐火材料供应方的建议进行精确施工外,也要有合理的焙烧和启动方式 ,并建立稳定的运行制度。
 
铝电解槽砌筑前应具备条件如下:
(1)电解车间和槽大修车间基本建成,达到能防雨防雪。车间内的桥式起重机,组装生产线和加热炭素糊等设备安装完毕,并能正常使用。
(2)有完整的压缩空气供应系统,保证施工时能不间断的供应压缩空气。
(3)电解车间至槽大修车间的运输道理和通讯畅通无阻。
(4)槽下母线和槽壳安装合格。
(5)阳极炭块组安装(或阳极注型)应在电解槽上部结构安装工程全部完成,并经试运转合格。
(6)电解槽砌筑竣工后,能立即送电投产。若短时间内不能投产,应有完善的保护措施。
 
 
槽底砌体的砌筑
槽壳检査合格后,测绘出槽子的纵、横中心线。根据槽底板的平整度,确定砌筑槽底的基准点,并以此点用水准仪放出各层砌砖的基准线,按图纸要求找出阴极钢棒与窗口安装的中心线,确保阴极钢棒位于槽壳窗U中心,石棉板、绝热板、保温砖为干砌,耐火砖为湿砌。
 
 
 
砌筑槽体画线   
 1-基准点;2-水平控制线;3-砖层图;4-阴极窗口;5-槽壳底板
A槽底隔热制品砌筑
槽底隔热制品的砌筑包括石棉板、绝热板和保温砖的铺设,全部采用干砌。
铺设板和砖时,应从槽横向中心往两边铺,不铺成通缝,并且用木锤轻轻打紧,板与砖的加工用锯切割,毎层所有缝隙用氧化铝粉填满,板、砖与槽四周的空隙用干式防渗料或耐火颗粒填满并踩实。绝热板破损时,必须用锯切割的方法重新加工,其规格必须为设计的2/3。根据槽底变形情况也允许局部加工绝热板,但加工厚度不大于10mm。砌筑每层砖时,应错缝砌筑,缝隙小于1mm。
 
 
B槽底耐火砖砌筑
在保温砖表面按设计要求铺一层氧化铝粉或耐火颗粒后,用线板逐层拉线砌筑面扒砖,制作长条挂线板,在其上表面刻划纵砖列线,砌筑时用线板卡具在拟砌的砖层上,用挂线锤在两侧线板上挂线,这样,砖的厚度和纵向排列都得到控制,确保了砌筑准确。
 
砌筑槽底挂线示意图
1-卡具;2-挂线板;3-挂线锤;4-线;5-槽壳侧板;6-阴极窗口
砌筑耐火砖的灰缝饱满度大于90%,顶头缝、侧缝、卧缝均按设计要求砌筑,砌体四周空隙用耐火颗粒填满踩实。砌筑完后清扫干净,按预先画好的基准线进行检査,在砌体表面测量9点,发现问题,应进行处理,直到达标为止。其表面平整度要求不大于±2mm。
 
C 槽底干式防渗料施工
 
在保温砖上铺干式防渗料前,首先按事先计算好的压缩比,做出一定高度的专用钢模板,配合着刮尺使用,一般干式防渗料分两层夯实,第一层加料到计算好的高度后用刮尺铺平后,在料上铺上塑料薄膜和lmm厚的冷轧钢板或五合板,以防夯实时的灰尘,用专用的往复式砂石夯(每分钟约夯打6500次)按设计好的线路和遍数进行夯实。第一层完成后,检査防渗料的夯实高度是否达到它的压缩比,合格后铺设第二层,以同样的方法将防渗料夯实到设计标高,夯实完成后,按预先画好的基准线在防渗料表面测量9个点进行检查,局部超出标准的,可进行修理,使水平度达到±4mm,确保阴极炭块的安装尺寸。
 
2 阴极炭块组的安装
炭块组运至待安装槽附近,其下面要垫以方木,堆放整齐,并根据炭块组的电阻率和外形确定其安装位置。将外形较差和电阻率较大的炭块组安装在槽的两侧,而外形较好和电阻率小的炭块组则安装在槽的中部。且相邻炭块组的电阻率不应超过10%。
 
安装阴极炭块组前,先清扫槽底,根据槽壳的纵、横中心线,画出阴极炭块组中央的宽度线,阴极炭块的周边线和侧面墙的内边线。
 
 
 
安装炭块组画线   
1-阴极周边线;2-侧部墙内边线;3-中央缝宽度线
 
安装时,根据中央缝的宽度开始向两端进行。各炭块组之间的缝隙宽度比用设计尺寸小1mm的钢制样板控制。采用捆绑式安装,由于阴极钢棒长于槽宽,可利用槽壳侧板使炭块一边倾斜插入阴极窗口,另一边随之也插入另一个阴极窗口(也可以在窗口髙度处平行倾斜炭块使钢棒先插入阴极窗口,另一边随之也进入另一个阴极窗口)运输安装炭块组时,应避免受到震动、撞击和潮湿、油污。钢丝绳所压部位必须采取防范措施,以防损伤炭块。
 
 
1-桥式起重机的吊钩;2-钢丝绳;3-阴极炭块;4-槽壳侧板;5-槽底砌体;6-窗口钢板
最后,自中央向两端检查,调整炭块组的位置,并用木棒固定和进行阴极窗口的密封。
调整合格的炭块组,应同时满足下列要求:
 
(1)阴极钢棒与窗口四周的间隙,不应小于5mm。
 
(2)炭块组表面的平整误差不应大于10mm。炭块组应放置平稳,不得晃动。
 
(3)炭块组之间垂直缝的宽度与设计的误差不应超过±2mm。
 
炭块安装后,在上面铺设一层帆布或彩条布予以保护和防止灰尘。
 
3 侧部耐火砌体的砌筑和耐火浇注料的施工
 
电解槽的四周墙,现多采用隔热制品和重、轻质浇注料捣打而成,其浇注料上再砌一层耐火砖找平,为砌筑侧部炭块和碳化硅砖作准备。
 
当长侧端侧墙为两种浇注料时,宜先浇注端侧的耐火浇注料,待长侧隔热制品砌完后(紧靠槽壳砌筑),再捣打长侧的耐火浇注料。浇注时应支设好特制的定型钢模板,浇注料和水的配比严格按设计和厂家的要求配制,采用强制式搅拌机,搅拌浇注料用插入式振动器捣实,振至表而露出浮水为止,再用草袋覆盖养生,养生时间不小于24h。
 
待浇注料干燥后,在上而湿砌一层耐火砖,砌砖应拉线砌筑,砌筑的质量应保证砖在一个水平高度上,平整度不大于±2mm,砖缝小于3mm,为侧部炭块和碳化硅砖的砌筑打好基础。
 
4 侧部炭块及侧部碳化硅砖的砌筑
目前,电解槽四周侧部有采用全炭块或全碳化硅砖的砌筑,也有些电解槽采用角部和加工块是炭块,其他部位是碳化硅砖的砌筑,更有一些电解槽是采用炭块和碳化硅砖的复合炭块砌筑,无论设计的是哪种,在砌筑方法上大致相同。
侧部炭块和侧部碳化硅砖的砌筑,有干砌和湿砌两种方法。
砌筑前,炭块按外形挑选,破损轻微的炭块可用于端部.破损较重的可留作合门加工用。同时对相邻炭块的接触面,需预先用炭块铣床铣平,达到表面平整,相邻面垂直。并且,在侧部炭块与粗缝糊接触的表面上,可加工深3〜5mm的条纹。如设计是侧部碳化硅砖,则无法加工,在出厂时,砖的外形尺寸必须符合标准规范。
砌筑时,从角部炭块开始。炭块应紧贴槽壳,每砌好一块炭块,即用卡具将其固定在槽沿上,然后砌筑相邻炭块。合门炭块应仔细加工,并从上部打入,若槽売上有固定式槽沿板时,则合门炭块经仔细加工后,由侧面打入。合门炭块的位置以选择在靠近角部炭块的第二块为宜。
干砌吋,立缝应在0.5~lmm;湿砌时,立縫应为1~1.5mm,炭块砌筑的炭胶泥需预先加热至60〜70℃方可使用。在炭块的接触面涂抹一层炭胶泥,炭块就位后,将撬棍插入炭块的底部,使炭块上下揉动两次,现时用力使炭块向已彻好的炭块推压,直至垂直缝符合要求。
在砌筑时,为防止损坏炭块或碳化硅砖,应用大木锤敲打为避免错台过大,炭块应按厚薄进行预选做到厚、薄相应搭配。胶泥要饱满。
砌完合格后,侧部炭块与槽壳间,宜填以氧化铝粉。当采用干砌时,为防止填料外泄,需预先将炭块之间的缝隙用胶泥抹严。
 
5 粗缝糊的捣打
阴极炭块组之间的垂直缝和阴极周围的缝隙在断面尺寸上相差很大,且两处的生产条件也不同,所以采用不同配合比的粗缝糊,分别对两处进行捣打。周围缝又分为两段先后进行。
A 制备粗缝糊
两种不同牌号的粗缝糊,应分别堆放,并按技术条件进行试验,以确定其压缩比,该比值一般不得小于40%。
 
 
2000L混捏锅加热曲线
在捣打前3h,将炭糊打开装包后,用风镐等方法破碎成拳头以下大小(约为100mm)的糊块,用行车装入2000L混捏锅内(每次加入量为1500kg),按图5所示的加热曲线进行加热和搅拌。约2.5h糊温达到90〜110℃时,即可出锅倒人糊箱内,用汽车运至电解车间使用。糊的加热必须和现场使用密切配合,以免造成质量事故和报废糊料。
B 清扫和加热槽体
侧部炭块砌筑完成后,对槽内进行彻底淸扫,用钢丝刷将阴极炭块表面和侧面的泥浆和浇注料等杂物除掉,再使用吸尘器对槽内进行淸扫。将立缝加热片组(每片4.5kW,每槽内为炭块数+1片)安放在每条立缝中和两个端侧面上,并用配电盘连接。同时,把煤焦油和刮板、立缝挡板等需要加热的材料、用具搁在梢内,盖上保温帆布。调好自动给电定时器,一般加热10h,炭块表面温度即可达到70〜100℃,开盖清扫,测量并记录温度值。
立缝扎好拆除挡板后,清扫周围糊的半边(以端侧中央为界),用轻油加热器加热待扎周围糊,使其表面温度达90〜110℃,约需15〜30min。后半边周围缝的加热与上相同。
C 安装垂直缝挡板及固定炭块组
槽体加热完毕,再将垂直缝内的杂物吸净,安装垂直缝挡板可用侧部浇注料或侧部砌体作支撑,用两个木楔反方向打紧,以顶住垂直缝挡板。垂直缝挡板与立缝糊接触面应用电焊打成麻面,使得拆除挡板后的立缝端面为麻面,便于和周围糊的连接。
固定炭块组,如槽四周墙都为浇注料,即可固定好。如槽四周为干砌的砖砌体,则应在每条垂直处放两个木楔塞紧,两端侧用千斤顶顶紧,长侧利用垂直缝挡板顶紧,这几个方向的力,可保证砖块在扎固时不位移。
D 喷涂煤焦油层
与粗缝糊接触的炭块,砖砌体和浇注料等表面加热好后,用自制的专用喷壶均匀的喷涂一层热煤焦油,煤焦油可用轻油加热器加热,其厚度不得大于lmm。一台槽可根据捣打立缝糊,半边周围糊和另半边周围糊分3次喷涂。
E 捣打垂直缝
根据槽子的大小来确定扎固人员的小组数和捣固枪使用的把数,每个小组一般为5人,2把捣固枪(2人捣固,2人扒料,1人送糊),工作量为4~5条缝的位置,这样一台槽扎固的人数和使用的捣固枪数量就确定下来了。启动两台6m3的空压机试打捣固枪,槽边各组送糊手分别从3台保温箱内向各组供糊,
垂直捣打分8层进行,如图6所示。第1层为一次捣打完,即铺糊120mm,捣打成60mm厚的糊层。从第2层至第7层,每层分两次捣打、即毎次铺糊厚为60mm,捣打完厚为30mm厚的糊层,第8层为多次铺糊,边加料边捣打,为了防止打破炭块的棱角,自第7展起采用铝制导轨导向捣打。第8层捣至与炭块表面齐平时,将条形锤头换为平板锤头捣打光滑的“缝帽”,缝帽高度不得超过5mm。
 
1-炭块组;2-垂直缝捣打分层;3-缝帽
为避免炭块组在施工时产生位移,各条垂直缝的第1层至第4层应同步进行捣打,即每条缝打完一层移至另一条缝打这一层,这样交替打完4层,为使各糊层间接合良好,防止生产时铝液的渗透,从第5层开始在一条缝上一直打完8层后再移至下一条缝,每次打至缝端时,注意将锤头稍倾斜后再竖直打几下,使其饱满密实。修整缝帽两侧的毛边并用手锤压光,使表面平整光沽,无麻面。
 
立缝扎完后拆除一侧垂直缝挡板,铲除糊内的凸凹部分,测量扎固后整个槽底炭块的全长并记录其数值。每层在下料时,利用刮板将糊均匀地刮入缝内,并用样板检査、刮平,每锤在捣固时,捣锤移动的速度为10mm,打两个往返(打至中央二人搭接捣固应大于100mm)即可。空压机的风压不低于0.65MPa。
 
F 捣打周围缝
 
用样板在侧部炭块上划出周围糊高度线,450mm高的阴极炭块四周可分7层捣打。如长侧有浇注料浇注到230mm高处,可减掉下面的3层,分4层捣打。
 
 
1-侧部炭块;2-侧部砖砌体;3-阴极炭块组;4-周围缝捣打分层
周围缝使用的糊料较多,据测算:一座电解槽的需要量可达5~6t。为了减少加热设备数量,缩短各层作业的间隔时间,合理组织施工,确保工程质量,宜采取以槽体纵向中心线为界,分向左右两段进行捣打的方法。
 
捣打时,每层先用平锤将糊料压平,再用方锤捣实,压边锤压边,最后用带爪钉的锤头将糊层表面打毛,待打下—层的顺序操作,表面层打光后再不用爪锤打毛在每层铺糊前,应用轻油加热器将糊表面加热烘烤。左右两段糊展的接缝应呈45°斜坡。
 
捣打周围糊根据枪的数量和耗气量,其风压不低于0.65MPa。捣打时,应严格控制每层铺糊的厚度,并用样板检査、刮平。捣固机锤头每次移动的距离一般为:第1层至第2层20mm/次;其他各层10mm/次。捣固时应特别注意阴极棒周围及各接缝处的捣打质量。各捣固车接头处的糊层均要相互搭接100mm。
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