鋁電解槽筑爐工程施工方法研究

楊 亮

(十一冶建設集團有限責任公司 廣西 柳州 545007)

鋁電解槽筑爐工程施工方法研究

楊 亮

(十一冶建設集團有限責任公司 廣西 柳州 545007)

鋁電解槽已有百年的發展史，發展到今天，其技術已經很成熟了。在鋁電解槽施工的過程中最重要的施工環節之一就是筑爐。筑爐工藝的好壞可直接影響鋁電解槽的使用壽命。本文以SY500預焙陽極電解槽型預焙槽為例，針對鋁電解槽筑爐工程施工的方法展開研究。

鋁電解槽；筑爐；施工方法

一、前言

預焙陽極電解槽因其具有大容量、大型化以及自動化程度較高的特點，備受人們的關注，也由此成為鋁電解槽的主要發展方向。由于電解槽的不斷更新和發展，其體積和電流值也隨之增大，相應的也增加了其制作和安裝等方面的要求。為了能使鋁電解槽延長使用壽命，并充分發揮其優越的性能，就要嚴格控制筑爐過程中的施工技術問題。

二、鋁電解槽主要工藝

現金的電解鋁較常采用的是冰晶石-氧化鋁融鹽原理，就是將氧化鋁作為溶質，采用碳素體作為陽極材料，陰極炭塊組為陰極材料，在強大的電場作用下發生電化學反應，在陽極發生的電解反應可以分解氧化鋁，并最終生成一氧化碳和二氧化碳氣體，陰極上就可以析出鋁單質，從而把氧化鋁中的鋁電解出來，析出的液態鋁在經過其他工藝的加工，最終得到我們所需要的鋁。陽極產生的一氧化碳有毒氣體需要經過其他工藝的處理，以免對人類身體健康產生危害。

三、筑爐質量對鋁電解槽使用壽命影響

鋁電解槽的使用壽命直接關乎到其成本問題，我國大型槽相對于國外比較有很大的差距。而影響鋁電解槽的使用壽命的原因有以下幾方面：(1)筑爐工藝的質量，(2)筑爐所使用的材料和質量，(3)鋁電解槽的結構設計，(4)焙燒啟動，(5)電解工藝的制度與操作。這些方面的好壞都可以直接影響鋁電解槽的壽命，其中筑爐工藝和筑爐材料占有很大的比例。

四、施工方法

內襯砌體主要內容包括:通過扎糊的組裝方式把陰極鋼棒和碳塊結合在一起，稱為陰極炭塊組裝；槽底防滲保溫材料、陰極炭塊、側部炭塊敷設、砌筑；以及陰極炭塊安裝好之后中間會有縫隙，用碳糊把炭塊之間的縫隙，炭塊與槽壁側部復合塊間的縫隙封住。

(一)筑爐的主要施工工序

筑爐的主要施工工序可以分為四部分，分別是：陰極炭塊的組裝，砌磚及澆筑耐火砼，安裝陰極炭塊；扎糊。

1.陰極炭塊組裝。陰極炭塊的組裝工作一般是在電解槽施工前完成的，將噴砂除銹或是拋丸除銹完的陰極鋼棒和陰極炭塊運輸到專門的陰極炭塊組裝車間進行加熱后用加溫后鋼棒糊將鋼棒和炭塊組裝到一起，形成一個陰極炭塊組，組裝的過程中也要時刻對炭塊和鋼棒進行檢查和修正，保證陰極炭塊的質量。

2.砌磚及澆筑。砌磚和澆筑使用的材料主要為:粘土質耐火磚、保溫磚、硅酸蓋板以及氧化鋁粉。這些材料在筑爐的過程中都會先后被用到，在存放時也要注意保護，以免環境或人為等因素破壞，導致筑爐質量不高。

3.安裝陰極碳塊組及扎糊。安裝陰極碳組之前首先要對干式防滲料表面的平整度進行檢查，確定好每組陰極炭塊的位置后，就可以對窗口用膩子密封，然后進行槽周的隔熱磚砌筑和澆注料的澆筑。扎糊時可以使用電加熱片等加熱材料對陰極炭塊組和側部炭塊進行加熱，將帆布蓋在槽底起到保溫的作用。

(二)主要施工方法及技術措施

1.陰極炭塊的制作

(1)材料的準備。在上述內容中已說明炭塊的組裝過程，這里不再贅述。由于陰極炭塊在生產和運輸過程中表面會產生渣灰，所以打開包裝后首先要把檢查合格的陰極炭塊用壓縮空氣將灰渣吹掃干凈。將其置于加熱爐內加熱，當其溫度達到80至110℃之間時繼續加熱不少于6個小時就可以了。

陰極鋼棒經過下料以后，把有彎曲的地方校直，檢查為合格品之后要進行除銹工作，除銹到表面呈現銀灰色金屬光澤。這項工作完成后就可以進行加熱了，通過溫度計檢測溫度，加熱的溫度范圍也是在90至110℃之間，加熱至銅棒呈現銀灰色金屬光澤為宜。

碳糊使用前需要將其進行破碎，破碎后的顆粒大小最好不大于100毫米，然后將其置于混捏鍋內加熱，加熱后使其達到90至110℃之間，加熱時間在1到1.5個小時之內，加熱的過程中需要攪拌，每次3到4分鐘，每鍋攪拌3至4次。

(2)組裝陰極炭塊組。從加熱爐中把炭塊取出來，用吊車將其運送到組裝平臺上，用壓縮空氣將碳組快表面吹掃干凈，找準其固定的位置后兩端固定上堵板。把碳糊用刮板鋪平在碳槽的底部，鋪設厚度約為35毫米，再將其捶打至20毫米的厚度。陰極鋼棒加熱完成之后吊入炭塊槽內，檢查無誤后將其兩端固定好。在炭塊上方鋪設導板，經過反復捶打，取下導板，清除炭塊表面的碳灰，最后將縫面壓光。陰極炭塊組裝好后測量其壓降值，并做好表標記。

2.槽底砌筑。槽底砌筑主要包括檢查鋁電解槽底是否平整，并記錄槽殼的尺寸；確定鋁電解槽底部的基準點，根據基準點拉線，逐層砌筑；砌筑完成后對其進行平整度檢查。槽底砌筑完成后接下來進行側部炭塊砌筑以及側部砼耐火磚的砌筑。砌筑時注意炭塊縫隙內保持清潔，不允許有異物存在，且扎固時縫隙內不能有異物。

3.陰極炭塊組安裝。選用壓降合格的陰極炭塊組，確定安裝位置；對炭塊安裝面進行清掃和找平；畫出炭塊組的中央寬度縣，依據這條線進行安裝，保證炭塊安裝均勻。安裝的時候使用專門的吊車將其運送到指定的位置，初步安裝完成后，在先確定槽端頭兩塊炭塊位置，再拉邊線，根據這條線，用千斤頂調整好其他炭塊組的位置，再根據窗口和鋼棒距離用撬棍來調整炭塊間的間隙，調整完成后，在炭塊表面覆蓋一層彩條布，防止灰塵和雜物進入炭塊間隙。

4.側部砌體及澆筑料。澆注料需要按照比例嚴格配制，澆筑時切不可讓水分滲入到碳塊組內部，待澆注料振搗密實之后進行表面壓光，需養護24個小時以上；砌側部復合塊時，應當將側部復合塊貼近槽殼，復合塊用碳化硅泥漿砌筑，灰漿飽滿，背縫用氧化鋁粉灌滿；合門時，先用千斤頂頂住兩側側部塊，量好尺寸，加工出相應尺寸的調整塊，將合門磚放到合門位置，拆除千斤頂，在磚上部墊木方或是橡膠錘，重錘輕擊，將合門磚敲擊到位置。

5.扎固中縫及邊縫。扎固的順序應當先是中縫，后是邊縫。扎固中縫前要進行清掃和測量溫度等操作，然后在縫內均勻噴涂一層煤焦油，沒有煤焦油可以用瀝青代替。扎固時可按“工”字形進行捶打，這樣做可以增加碳糊密實程度。捶打時也要注意掌握力度，切不可用力過度敲碎炭塊組。中縫扎固完成后對廢料等進行清除。接下來扎固邊縫，在操作之間需要對與糊接觸的邊縫用熱煤焦油噴灑一遍，扎糊時先將其錘實，在將糊進行拉毛。每層糊扎固完成都用紅外測溫儀進行測量，若溫度不夠都需要用輕油加熱器進行加熱。

五、總結

為延長鋁電解槽的使用壽命，確保其正常運行生產，就要在筑爐施工的過程中提高施工質量。在施工過程中應當嚴格按照正確、科學的施工方案進行操作，施工整個過程都要進行檢查和記錄，確保施工過程在的監督和管理下有序開展。相關從業人員通過對施工過程的參與，能夠提出自己意見和建議，提高技術水平，逐步完善和發展鋁電解槽筑爐工程的施工方法。

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