铝电解槽筑炉工程施工方法研究

杨 亮

(十一冶建设集团有限责任公司 广西 柳州 545007)

铝电解槽筑炉工程施工方法研究

杨 亮

(十一冶建设集团有限责任公司 广西 柳州 545007)

铝电解槽已有百年的发展史，发展到今天，其技术已经很成熟了。在铝电解槽施工的过程中最重要的施工环节之一就是筑炉。筑炉工艺的好坏可直接影响铝电解槽的使用寿命。本文以SY500预焙阳极电解槽型预焙槽为例，针对铝电解槽筑炉工程施工的方法展开研究。

铝电解槽；筑炉；施工方法

一、前言

预焙阳极电解槽因其具有大容量、大型化以及自动化程度较高的特点，备受人们的关注，也由此成为铝电解槽的主要发展方向。由于电解槽的不断更新和发展，其体积和电流值也随之增大，相应的也增加了其制作和安装等方面的要求。为了能使铝电解槽延长使用寿命，并充分发挥其优越的性能，就要严格控制筑炉过程中的施工技术问题。

二、铝电解槽主要工艺

现金的电解铝较常采用的是冰晶石-氧化铝融盐原理，就是将氧化铝作为溶质，采用碳素体作为阳极材料，阴极炭块组为阴极材料，在强大的电场作用下发生电化学反应，在阳极发生的电解反应可以分解氧化铝，并最终生成一氧化碳和二氧化碳气体，阴极上就可以析出铝单质，从而把氧化铝中的铝电解出来，析出的液态铝在经过其他工艺的加工，最终得到我们所需要的铝。阳极产生的一氧化碳有毒气体需要经过其他工艺的处理，以免对人类身体健康产生危害。

三、筑炉质量对铝电解槽使用寿命影响

铝电解槽的使用寿命直接关乎到其成本问题，我国大型槽相对于国外比较有很大的差距。而影响铝电解槽的使用寿命的原因有以下几方面：(1)筑炉工艺的质量，(2)筑炉所使用的材料和质量，(3)铝电解槽的结构设计，(4)焙烧启动，(5)电解工艺的制度与操作。这些方面的好坏都可以直接影响铝电解槽的寿命，其中筑炉工艺和筑炉材料占有很大的比例。

四、施工方法

内衬砌体主要内容包括:通过扎糊的组装方式把阴极钢棒和碳块结合在一起，称为阴极炭块组装；槽底防渗保温材料、阴极炭块、侧部炭块敷设、砌筑；以及阴极炭块安装好之后中间会有缝隙，用碳糊把炭块之间的缝隙，炭块与槽壁侧部复合块间的缝隙封住。

(一)筑炉的主要施工工序

筑炉的主要施工工序可以分为四部分，分别是：阴极炭块的组装，砌砖及浇筑耐火砼，安装阴极炭块；扎糊。

1.阴极炭块组装。阴极炭块的组装工作一般是在电解槽施工前完成的，将喷砂除锈或是抛丸除锈完的阴极钢棒和阴极炭块运输到专门的阴极炭块组装车间进行加热后用加温后钢棒糊将钢棒和炭块组装到一起，形成一个阴极炭块组，组装的过程中也要时刻对炭块和钢棒进行检查和修正，保证阴极炭块的质量。

2.砌砖及浇筑。砌砖和浇筑使用的材料主要为:粘土质耐火砖、保温砖、硅酸盖板以及氧化铝粉。这些材料在筑炉的过程中都会先后被用到，在存放时也要注意保护，以免环境或人为等因素破坏，导致筑炉质量不高。

3.安装阴极碳块组及扎糊。安装阴极碳组之前首先要对干式防渗料表面的平整度进行检查，确定好每组阴极炭块的位置后，就可以对窗口用腻子密封，然后进行槽周的隔热砖砌筑和浇注料的浇筑。扎糊时可以使用电加热片等加热材料对阴极炭块组和侧部炭块进行加热，将帆布盖在槽底起到保温的作用。

(二)主要施工方法及技术措施

1.阴极炭块的制作

(1)材料的准备。在上述内容中已说明炭块的组装过程，这里不再赘述。由于阴极炭块在生产和运输过程中表面会产生渣灰，所以打开包装后首先要把检查合格的阴极炭块用压缩空气将灰渣吹扫干净。将其置于加热炉内加热，当其温度达到80至110℃之间时继续加热不少于6个小时就可以了。

阴极钢棒经过下料以后，把有弯曲的地方校直，检查为合格品之后要进行除锈工作，除锈到表面呈现银灰色金属光泽。这项工作完成后就可以进行加热了，通过温度计检测温度，加热的温度范围也是在90至110℃之间，加热至铜棒呈现银灰色金属光泽为宜。

碳糊使用前需要将其进行破碎，破碎后的颗粒大小最好不大于100毫米，然后将其置于混捏锅内加热，加热后使其达到90至110℃之间，加热时间在1到1.5个小时之内，加热的过程中需要搅拌，每次3到4分钟，每锅搅拌3至4次。

(2)组装阴极炭块组。从加热炉中把炭块取出来，用吊车将其运送到组装平台上，用压缩空气将碳组快表面吹扫干净，找准其固定的位置后两端固定上堵板。把碳糊用刮板铺平在碳槽的底部，铺设厚度约为35毫米，再将其捶打至20毫米的厚度。阴极钢棒加热完成之后吊入炭块槽内，检查无误后将其两端固定好。在炭块上方铺设导板，经过反复捶打，取下导板，清除炭块表面的碳灰，最后将缝面压光。阴极炭块组装好后测量其压降值，并做好表标记。

2.槽底砌筑。槽底砌筑主要包括检查铝电解槽底是否平整，并记录槽壳的尺寸；确定铝电解槽底部的基准点，根据基准点拉线，逐层砌筑；砌筑完成后对其进行平整度检查。槽底砌筑完成后接下来进行侧部炭块砌筑以及侧部砼耐火砖的砌筑。砌筑时注意炭块缝隙内保持清洁，不允许有异物存在，且扎固时缝隙内不能有异物。

3.阴极炭块组安装。选用压降合格的阴极炭块组，确定安装位置；对炭块安装面进行清扫和找平；画出炭块组的中央宽度县，依据这条线进行安装，保证炭块安装均匀。安装的时候使用专门的吊车将其运送到指定的位置，初步安装完成后，在先确定槽端头两块炭块位置，再拉边线，根据这条线，用千斤顶调整好其他炭块组的位置，再根据窗口和钢棒距离用撬棍来调整炭块间的间隙，调整完成后，在炭块表面覆盖一层彩条布，防止灰尘和杂物进入炭块间隙。

4.侧部砌体及浇筑料。浇注料需要按照比例严格配制，浇筑时切不可让水分渗入到碳块组内部，待浇注料振捣密实之后进行表面压光，需养护24个小时以上；砌侧部复合块时，应当将侧部复合块贴近槽壳，复合块用碳化硅泥浆砌筑，灰浆饱满，背缝用氧化铝粉灌满；合门时，先用千斤顶顶住两侧侧部块，量好尺寸，加工出相应尺寸的调整块，将合门砖放到合门位置，拆除千斤顶，在砖上部垫木方或是橡胶锤，重锤轻击，将合门砖敲击到位置。

5.扎固中缝及边缝。扎固的顺序应当先是中缝，后是边缝。扎固中缝前要进行清扫和测量温度等操作，然后在缝内均匀喷涂一层煤焦油，没有煤焦油可以用沥青代替。扎固时可按“工”字形进行捶打，这样做可以增加碳糊密实程度。捶打时也要注意掌握力度，切不可用力过度敲碎炭块组。中缝扎固完成后对废料等进行清除。接下来扎固边缝，在操作之间需要对与糊接触的边缝用热煤焦油喷洒一遍，扎糊时先将其锤实，在将糊进行拉毛。每层糊扎固完成都用红外测温仪进行测量，若温度不够都需要用轻油加热器进行加热。

五、总结

为延长铝电解槽的使用寿命，确保其正常运行生产，就要在筑炉施工的过程中提高施工质量。在施工过程中应当严格按照正确、科学的施工方案进行操作，施工整个过程都要进行检查和记录，确保施工过程在的监督和管理下有序开展。相关从业人员通过对施工过程的参与，能够提出自己意见和建议，提高技术水平，逐步完善和发展铝电解槽筑炉工程的施工方法。

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