300kA槽筑炉规程讲解.docx
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300kA槽筑炉规程讲解
山西华泽铝电有限公司合金铝项目
300kA预焙阳极电解槽
筑炉规程
工程编号:
CS0615
室审:
审核:
校对:
编制:
沈阳铝镁设计研究院
二OO八年一月
目录
1.槽底砌筑1
1.1工艺要求1
1.2材料指标2
2.阴极炭块组制作5
2.1工艺要求5
2.2材料指标7
3.阴极炭块组安装10
3.1工艺要求10
3.2材料指标10
4.阴极炭块周围砌筑11
4.1工艺要求11
4.2材料指标12
5.碳化硅侧块砌筑13
5.1工艺要求13
6.扎固14
6.1工艺要求14
7.干式防渗料15
7.1干式防渗料物理性能15
7.2工具和设备16
7.3施工16
总则
本规程适用于电解铝厂电解槽砌筑。
本规程与施工图发生矛盾时,以施工图图纸为准。
电解槽内衬砌筑应于槽壳安装完毕,经检查合格,签发工序交接证明书后方可进行。
电解槽砌筑必须在保证不受风、雨、雪影响,环境温度不低于+5℃,所有材料温度在0℃以上,方可进行施工。
1.槽底砌筑
1.1工艺要求
1.1.1槽壳清理干净后,依据电解槽内衬施工图,进行基准放线作业。
1.1.2铺石棉板
槽底铺一层10mm石棉板。
1.1.3铺硅酸钙板
a.硅酸钙板的接缝小于2mm,所有间缝用氧化铝粉填满,硅酸钙板与槽壳或石棉板间隙填充耐火颗粒,粒度小于5mm。
硅酸钙板的加工应采用锯切割。
b.根据槽底变形情况允许局部加工硅酸钙板,但加工厚度不大于10mm。
1.1.4粘土质隔热耐火砖砌筑(干砌)
a.第一层隔热耐火砖在绝热板上进行作业,所有砌筑缝小于2mm,并用氧化铝粉填满,不准有空隙。
隔热砖与侧部硅酸钙板间填充耐火颗粒,粒度小于5mm,填实。
b.第二层隔热耐火砖与第一层隔热砖应错缝砌筑,所有砖缝用氧化铝粉填满。
隔热砖与侧部硅酸钙间填充耐火颗粒,粒度小于5mm,填实。
c.隔热砖加工采用锯切割。
1.1.5铺干式防渗料,在隔热砖上面要求铺平夯实。
(由专业厂家操作或指导)
夯实完成后按预先划好的基准线测量9点,槽底砌筑总高度H±1.5mm,局部超出标准可进行修理,保证阴极炭块组安装尺寸。
1.2材料指标
1.2.1硅酸钙板
硅酸钙板的物理指标
型号
牌号
导热系数
平均温度373最大值[W/m·K]
抗压强度
最小值(MPa)
抗折强度
最小值(MPa)
密度
kg/m3
线收
%
Ⅰ型
200号
≤0.058
≥0.50
≥0.30
≤200
≤2
注:
最高使用温度槽底800℃,侧部1000℃,规格60030060。
硅酸钙板的尺寸允许偏差和外观
尺寸允许偏差
外观缺陷
长(mm)
宽(mm)
厚(mm)
缺棱(个)
缺角(个)
平板
±4
±4
+3
-1.5
1
1
本标准为一等品。
1.2.2粘土质隔热耐火砖(GB/T3994)
粘土质隔热耐火砖物理指标
牌号
体积密度
(g/cm3)
不大于
常温抗压强度
(MPa)
不小于
导热系数
(325±25℃)≤
[w/m·k]
加热永久线变化≤
2%的试验温度
(℃)
NG120-0.6
0.6
20
0.25
1200
注:
砖的工作温度不超过重烧线变化的试验温度。
表内导热系数指标为平板法试验数据。
粘土质隔热耐火砖的尺寸允许偏差及外形(mm)
项目
指标
尺寸允许偏差
尺寸≤100
±2
尺寸101~250
±3
尺寸251~400
±4
扭曲
长度≤250
2
长度251~400
3
缺棱、缺角深度
不
7
熔洞直径
大
5
裂纹长度
宽度≤0.5
于
不限制
宽度0.51~1.0
30
宽度>1
不准有
宽度0.51~1.0mm的裂纹不允许跨过两个或两个以上的棱
1.2.3粘土质耐火砖
粘土质耐火砖物理性能指标
项目
指标
N-4
耐火度(℃)不低于
1690
2kgf/cm2荷重软化开始温度(℃)不低于
1300
重烧变化%1350℃,2h
+0.2
-0.5
显气孔率%不大于
24
常温耐压强度不小于(kgf/cm2)
200
电解槽使用粘土耐火砖牌号不低于N-4。
比重g/cm32.35
粘土质耐火砖的尺寸允许偏差和外观(mm)
项目
指标
尺寸≤100
±2
尺寸允
尺寸101~150
±2.5
许偏差
尺寸151~300
±2%
尺寸301~400
±6
长度≤230
不
大
于
2
扭曲
长度231~300
2.5
长度301~400
3
缺棱、缺角深度
7
熔洞直径
7
渣蚀厚度<1
在砖的一个面上允许有
裂纹
长度
宽度≤0.25
不限制
宽度0.26~0.5
60
宽度>0.5
不准有
1.2.4石棉板
石棉板是以石棉为主要原料,加入粘结剂和填充材料而制成的板状隔热材料。
一般要求石棉板组织结构均匀,厚度一致,表面平整光滑,但允许一面有毛毯压痕或双面网纹。
不允许有折裂、鼓泡、分层、缺角等缺陷。
石棉板烧失量不大于18%,含水率不超过3%。
密度1.3g/cm3,横向拉伸强度≥0.8MPa。
石棉板的规格通常有850850mm和10001000mm两种,厚度1.0~25.0mm。
每1m3石棉板的质量按1300kg计算。
2.阴极炭块组制作
2.1工艺要求
2.1.1组装前阴极炭块应进行加热,组装时用压缩空气将炭块槽内灰尘吹净。
2.1.2阴极钢棒除锈后表面应露出银灰色金属光泽,然后进行加热,组装时表面不准有灰尘。
2.1.3阴极钢棒轴向中心线必须与炭块钢棒槽轴向中心线相平行度偏差不准超过炭块长度的1‰,即不大于3.39mm,钢棒组装后总长度偏差不大于±15mm,弯曲度不大于3mm。
2.1.4每次加糊后用样板尺刮平再捣固,要求捣固两个往返,捣固后糊与炭块表面呈水平,表面整洁,不准有麻面。
捣固压缩比(1.55~1.6):
1。
2.1.5捣固时风压不低于0.5MPa。
2.1.6组装后测量炭块表面与钢棒表面,钢棒表面与阴极炭块表面间距0~3mm,不能突出阴极炭块。
2.1.7组装后阴极炭块组的质量要求:
a.导电性能:
以工作面和阴极钢棒露出端为两极,通以2000A直流电,其电压平均值不大于350mV(在室温下)。
将测量值用白色粉笔标写在阴极炭块组工作面。
测量方法:
阴极炭块组装完毕冷却至室温,可以以直流电焊机为电源,正、负极两根导线的两端,一端联接于电焊机,一端焊接于10×200×400铝板,正、负极铝板分别压紧连接于阴极钢棒和阴极炭块工作面,使阴极炭块短时间通以2000A直流电,阴极炭块每端测量三点,取三点的测量电压平均值为阴极炭块每端的电压值。
b.外观:
由燕尾槽向外延伸的裂纹宽度不大于0.5mm,长度不大于60mm,其它缺陷符合阴极炭块标准,冷糊杂物清除干净。
c.炭块组堆放要按作业基准进行。
炭块组堆放要轻吊轻放,钢丝绳所压炭块部位要有防压措施,严禁雨淋、受潮。
d.对炭块组检查必须每组炭块组均测量。
加糊层次及捣固尺寸
层次
一次
二次
三次
四次
五次
六次
底块糊捣固高度(mm)
15
40
40
40
40
30
注:
·扎固捣固锤每次移动1cm左右。
·严禁捣固锤打坏炭块。
·防止异物进入糊内。
·压缩比为(1.55~1.60):
1。
2.2材料指标
2.2.1电解槽用半石墨质阴极炭块
半石墨质阴极炭块的理化指标
灰分
电阻率
开气孔
耐压强度
体积密度
真密度
30℃热导率
含石墨质
部位
牌号
%
Ω·mm2/m
%
N/mm2
g/cm3
g/cm3
W/m.k
%
不大于≤
不小于≥
底部
炭块
SMP73
5
35
20
22
1.52
1.92
10
30
炭块尺寸允许偏差(mm)
名称
允许偏差不大于
宽度
厚度
长度
炭块
±10
±10
±15
炭块加工后的尺寸允许偏差(mm)
名称
允许偏差不大于
宽度
厚度
长度
直角度(°)
底部炭块
±2
±4
±12
±0.4
炭块外观应符合如下规定:
a.产品表面应平整,断面积不允许有空穴、分层和夹杂物。
b.加工长度大于1m时,弯曲度不大于长度的0.1%。
c.炭块严禁受潮和油污染。
d.炭块表面允许有符合下表中缺陷。
炭块表面的缺陷
缺陷名称
缺陷尺寸(mm)
缺角
a+b+c≤180,不多于两处
缺棱
a+b+c≤180,不多于两处
面缺陷
近似周长a+b+c≤100深度≤5
裂纹(0.5以下)
长度a或a+b≤60
a+b+c的计算见下图
2.2.2铝电解用阴极炭糊(YS/T65)
a.铝电解用阴极炭糊产品用途、施工温度
序号
牌号
名称
用途部位
施工温度
1
BSZH
半石墨周围糊
填充底部炭块与侧部块接缝及耐火砖等之间较宽缝隙
110±10℃
2
BSTH
半石墨炭间糊
填充底部炭块与炭块间之间缝隙
110±10℃
3
BSGH
半石墨钢棒糊
填充阴极钢棒与炭块之间缝隙
110±10℃
b.铝电解用阴极炭糊理化指标
牌号
灰份%
电阻率μΩm
挥发份%
耐压强度MPa
体积密度g/cm3
真密度g/cm3
不大于≤
不小于≥
BSZH
5.5
70
7~11
17
1.44
1.87
BSTH
5.5
70
8~12
18
1.42
1.86
BSGH
4.0
65
9~13
20
1.44
1.87
2.2.4碳化硅制品的理化指标(洛耐公司)
体积密度
显气孔率
耐压强度
抗折强度
抗折强度
牌号
(g/cm3)
%
MPa
MPa20℃
MPa1400℃
Si3N4+SiC
2.68
14
150
40
45
Sialon+SiC
2.71
15
220
50
53
牌号
SiC
Si3N4
残余Si
Fe2O3
Si3N4+SiC
>70
>20
<0.3
<1.0
Sialon+SiC
>70
>20
<0.2
<0.3
粘结剂理化指标:
抗折强度>2MPa(20℃)
>5MPa(1000℃)
3.阴极炭块组安装
3.1工艺要求
3.1.1将组装合格的阴极炭块组,按压降检测数据,按预先划好的作业基准线,以槽中心为准,压降值大的放槽中央,压降值小的放槽两端,相邻两阴极炭块组压降值差不超过10%,由中央向两端进行安装作业。
3.1.2每台电解槽仅能安放同一厂家同批次出厂的炭块,以方便质量跟踪。
3.1.3炭块组两端钢棒挡板预先安装于槽壳内壁。
已变形棒孔挡板要校正方可使用,不能校正的必须更换。
3.1.4调整炭块组时仅撬动炭块,不可撬动钢棒。
严禁损伤炭块、钢棒及挡板,安装要平稳,不平处可用粉料垫平。
3.1.5最好用尼龙绳或包布钢丝绳吊运炭块,以防损伤炭块。
3.1.6相邻炭块间距见内衬图,相邻炭块就位,用缝宽样板控制,测定三点,一般控制在B±2mm,然后取下样板用木楔临时固定。
3.1.7就位时,钢棒应放在窗口中央,阴极钢棒中心线与槽壳窗口中心线平行度偏差为±3mm。
阴极钢棒挡板紧贴槽壳钢板上,在槽壳外侧钢棒窗口处用水玻璃石棉腻子塞满,如果钢棒挡板与槽壳内壁之间确实有缝隙,也必须用水玻璃石棉腻子填塞。
填塞棒孔后,炭块组不准移动,如需移动,窗孔间隙重新填塞。
水玻璃石棉腻子密封料的配比,按重量比,水玻璃:
(石棉粉70%+石棉绒30%)=1:
1.5,混合均匀使用。
水玻璃腻子应洁净,不准混入异物。
3.2材料指标
3.2.1硅酸钠水玻璃
水玻璃:
密度1.32~1.38g/cm3
模数(M)3.5-3.7
3.2.2石棉
石棉的一般技术性能
种
类
密度
(g/cm3)
莫氏
硬度
纤维
外形
柔
顺
性
强
韧
性
比热
GJ/kg.K
导热系数
w/m.K
熔
点
(℃)
使用
温度
(℃)
最高工
作温度
℃
灼热减量(%)
800℃
吸湿
量
(%)
耐
酸
性
耐
碱
性
抗拉
强度
(MP)
温
石
棉
2.2
-
2.4
2.5
-
4.0
白色
光泽
柔
软
强
0.836
0.07
1200
-
1600
400
600
-
800
13
-
15
1-3
弱
强
29.40
青
石
棉
3.2
-
3.3
4.0
深青
色光
泽小
柔
软
稍
弱
0.836
0.07
900
-
1150
200
3-4
1-3
强
弱
32.34
a.石棉绒
石棉绒采用温石棉机选4级,4级石棉按纤维长度和含量分别为:
4.8mm为5-35%以上;1.35mm为45-70%以上;砂粒粉尘含量不大于5.5%。
b.石棉粉
石棉粉的技术性能:
短纤维石棉10%;轻质耐火土钙镁细粉90%;体积密度0.86 g/cm3;耐热度不小于600℃;水分不大于5%;导热系数不大于0.093[W/m·K]。
4.阴极炭块周围砌筑
4.1工艺要求
4.1.1两炭块钢棒间砌两层65mm粘土质隔热耐火砖,采用湿砌,砖缝3mm。
4.1.2浇注防渗浇注料
a.防渗浇注料加水量按厂家规定配比,但应做加水混合搅拌试验,水量越少越好。
b.防渗浇注料用插入式震动器震动,震至表面露出浮水为止,震动器提起时应避免留空洞。
再用草袋覆盖注体,养生时间不少于24小时。
c.浇注完毕浇注料上表面水平倾斜不大于5mm,其表面凹凸不大于2mm。
4.1.3砌筑粘土质耐火砖
待浇注体干燥后,浇注体上用耐火泥浆找平砌筑两层65mm粘土质耐火砖,每层砖砖缝要错开,砖缝3mm,泥浆饱满,为砌筑侧块做好准备。
4.2材料指标
克莱鲍阴极防渗浇注料
最高使用温度1500℃
每立方米干料重2000kg
加热时线形变化
816℃-0.1~-0.4%
900℃-0.1~-0.5%
耐压强度
816℃8~16MPa
破裂系数
816℃1.0~2.5MPa
导热系数
204℃≤0.54
429℃≤0.58
649℃≤0.64
871℃≤0.70
其它材料见1、2材料部分。
5.侧块砌筑
5.1工艺要求
5.1.1砌筑前将槽壳上的污垢和周围砖表面上的泥浆清理干净,预先选择出符合要求的氮化硅结合碳化硅块。
5.1.2氮化硅结合碳化硅侧块砌筑为湿砌,粘接泥浆由氮化硅结合碳化硅块生产厂家统一供货。
砌筑必须从角部开始作业,立缝小于1.5mm,卧缝小于2mm,错台小于3mm,侧块背部紧贴槽壳钢板。
5.1.3加条在角部两侧的第三块上进行,加条尺寸应大于原氮化硅结合碳化硅块的二分之一。
5.1.4抽选一台槽壳预装氮化硅结合碳化硅侧块后,确定加条宽度尺寸,由于槽壳制造有公差,所以需要预订一批与图纸标注尺寸稍有差异的加条块。
5.1.5砌筑和调整侧部氮化硅结合碳化硅块应使用木锤敲打,严禁使用金属锤敲打,以防损伤氮化硅结合碳化硅块。
5.1.6氮化硅结合碳化硅侧块与槽壳间缝隙用粘接泥浆填实。
6.扎固
6.1工艺要求
6.1.1扎立缝
a.阴极块加热前应用压缩空气将槽内清理干净,然后进行加热作业。
b.立缝加热用电加热器加热,冬季加热时间不少于12小时,夏季加热时间不少于10小时,加热温度50~70℃(具体合适温度根据产品说明书),扎固铺糊前再次进行吹风清扫。
c.测量阴极炭块加热温度,每个炭块各测三点。
d.非工作人员禁止入槽内,作业人员的鞋底必须干净。
e.阴极炭块立缝均涂一层稀释煤焦油,厚度0.5mm左右。
f.按量加糊,应用样板刮平,再进行扎固作业,扎固次数不少于两个往复,立缝分八次扎完,操作点的风压不低于0.5MPa,压缩比不低于1.60:
1。
g.扎固炭帽要在模板内进行,以防打坏炭块。
炭帽高出阴极炭块上表面不得超过5mm,宽度40mm,铲去炭帽两侧毛边并用手锤压光使之表面平整、光滑、无麻点。
加糊层次及捣固尺寸
层次
一次
二次
三次
四次
五次
六次
七次
八次
底块糊捣固后高度mm
50
60
60
60
60
55
55
50
立缝与糊的预热温度
项目
阴极炭块温度℃
炭糊温度℃
预热温度
50~70℃
110±10℃
最适温度
根据产品说明书
根据产品说明书
6.1.2扎固周围缝
a.周围缝加热应用火焰加热器烘烤,加热前应进行吹风清扫,加热温度为50~70℃(具体合适温度根据产品说明书)。
b.凡与糊接触部位(炭糊除外)均涂一层稀释沥青,厚度为0.5mm左右。
c.槽长、短侧各分八次扎完,斜坡高度300mm,工作点风压不低于0.5MPa,压缩比不低于1.60:
1。
d.扎固坡面时,为使层间衔接牢固,用爪型捣锤把表面打成麻面,然后再铺糊扎固。
周围糊接头处用火焰加热器烘烤,不准将糊烧成碳化物,加热温度110±10℃。
e.捣固后表面呈平面,光滑整洁,不准有麻面。
捣固厚度尺寸
层次
一次
二次
三次
四次
五次
六次
七次
八次
捣固高度mm
50
60
60
60
60
60
60
60
注:
(1)从第四次开始捣固斜坡。
(2)糊加热温度同扎固立缝糊温度相同。
7.干式防渗料
7.1干式防渗料物理性能
耐火度(P·C·E)31-35温度1630-1650℃
松散容重(kg/m3)1550-1650
捣实干料重(kg/m3)1950-2050(以2000kg/m3计算)
导热系数(W/m·K)
65℃<0.32
350℃<0.35
430℃<0.39
>650℃<0.43
7.2工具和设备
1台往复式砂石夯。
(每分钟约夯打6500次,炉料制造厂可提供租凭)
2个无齿长柄单板水泥耙
2把方平锹
1个木质样板
材料:
塑料薄膜、长木条、1.2mm冷轧钢板和五层胶合板。
7.3施工
槽底内衬铺砌石棉板、硅酸钙板、保温砖后,将干式防渗料铺在其上,用样板刮平后,上铺塑料薄膜,再铺1~1.2mm冷轧钢板,五层胶合板,用砂石夯顺时针、逆时针、横向分三次夯实。
防渗料共分两层铺料夯实,达到设计厚度,再铺一层10mm松散干式防渗料,刮平后,再安装阴极炭块。
具体施工要求可由供货厂家提供或在厂家指导下施工。
7.4检测
用重锤自由下落法检测夯实后干式防渗料层耐压强度,常温耐压强度≥2kgf/cm2。
耐压强度测量每夯实一层均要测量,每层下降深度小于6mm。
重锤测量仪见下图:
总重:
21.21kg
8
-
圆钢
Ф8--680
3
Q235
0.27
0.81
7
-
重锤
Ф90/Ф27--90
1
Q235
-
4.49
6
-
圆钢
Ф25--1450
1
Q235
-
5.58
5
-
焊接钢管
Ф40×2—800
1
Q235
-
1.5
4
-
焊接钢管
Ф25×2--925
3
Q235
1.05
3.15
3
-
钢板
Ф120×6
1
Q235
-
0.54
2
-
钢板
5×300×300/ф27
1
Q235
3.54
3.54
1
-
钢板
5×100×100
4
Q235
0.4
1.6
件号
标准号
名称
规格
数量
材质
个重
总重
注:
1)件1、2、4、5、8焊制成支架,支腿呈60°夹角。
2)件1的1件与件3、6焊制成立杆。
3)7用ф100圆钢加工制造,加工精度要保证可沿件6上、下移动。
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- 300 kA 槽筑炉 规程 讲解