鋁液保持爐爐內襯澆築方法
2023-12-12 14:42:07 1
專利名稱：鋁液保持爐爐內襯澆築方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁電解企業原鋁熔煉及保溫設備的內襯澆築方法，尤其是 一種鋁液保持爐爐內襯燒築方法。
背景技術：
鋁液保持爐的主要功能是接收電解原鋁、熔化冷材、調配鋁液成分並保持 鋁液溫度，為鑄造生產設備提供合格品質的鋁液。國內眾多鋁廠的保持爐，在
設計上大多保留60年代從日本引進的粘土質耐火磚、高鋁質耐火磚和矽澡土相 結合使用的爐內襯結構。該種磚砌爐內襯結構存在壽命短、施工難度大、施工 工期長及保溫效果差等弱點。究其原因
1. 在進行爐內襯高鋁磚砌築時，施工精度再高，高鋁磚之間不可避免地存 在一定的縫隙，以至爐子內襯整體性差，氣密性和抗渣性也難以滿足長期生產 工藝的要求。
2. 砌磚所用的耐火泥漿須在120(TC以上才能燒結，新保持爐烘爐的最高極 限溫度才100(TC,而保持爐日常工作溫度則更低(680°C ~ 850°C ),砌築用的耐
火泥漿在保持爐日常工作溫度和烘爐溫度下均不能有效燒結，以至爐子內襯整 體性差，氣密性和抗渣性也難以滿足長期生產工藝的要求。
3. 保持爐日常生產時溫度控制在680。C 85(TC區間內，且頻繁波動，非正
常時(如清爐、停爐等)，爐溫的變化區間則更大，由於爐溫的大幅波動引起的 熱脹冷縮，使磚砌體產生不可逆的永久性線性收縮，致使磚縫加大，以至爐子 內襯整體性差，氣密性和抗渣性也難以滿足長期生產工藝的要求。
從保持爐的實際使用情況看，與鋁液接觸的爐底和爐沿斜坡內襯以上拱和 起包的損壞形式最為嚴重。從大修的保持爐內襯損壞情況分析發現，破損的形 式主要是熔蝕破壞，表現為髙鋁磚下之襯體層包夾有大量的鋁，襯體層之材質 完全發生了變化。由此推斷，生產過程中，鋁液不斷從高鋁磚塊之間的縫隙滲 入，高鋁磚下之襯體層逐漸被熔蝕破壞，隨著襯體的破壞，鋁液的滲入量不斷加劇，高鋁磚層不斷被上拱、起包，嚴重時爐底部的襯體、保溫層乃至爐殼被 熔蝕破壞，影響正常的生產作業，被迫停爐大修。
據統計，中鋁廣西分公司電解鋁廠自1994年8月第一臺保持爐投入使用以 來，保持爐內襯平均壽命僅為1200天，比設計值的1825天低625天，其中4 #爐兩次大修間隔僅為580天，大大低於設計水平，且每次的保持爐內襯大修 施工時間長達60天以上。
發明內容
為了克服磚砌爐內襯結構存在壽命短、施工難度大、施工工期長及保溫效 果差等不足，本發明釆用不定形耐火材料整體澆築方法澆築鋁液保持爐內襯， 以達到解決磚砌爐內襯存在缺陷的目的。
本發明所釆取的技術方案是
根據保持爐各部位功能的不同，選用不同的築爐材料和築爐工藝。 選用不同功能型材料綜合築爐，著重解決的是與鋁液接觸的(容池)爐牆
和爐底及爐沿斜坡的內襯材料。通過對不定形耐火材料的有關性能進行試驗、
研究得出
(1) 不定形耐火材料澆築的內襯無接縫、無開裂，內襯整體結構好，能有 效阻擊鋁液滲入襯體，而且不存在爐底高鋁磚上抬現象。
(2) 低水泥結合澆築料(不定形耐火材料)強度具有低、中、高溫強度呈 階梯式提高，整體結構強度大。
(3) 不定形耐火材料施工方便，可滿足各種複雜結構的施工。
(4) 根據鋁液保持爐中熔體的主要成分(Al)和微量成分(Fe、 Si)，及其 共熔體成中性偏酸的特點，選擇以Ah03為主要成份，Fe203雜質含量低，在中 溫區(900 100(TC)強度達60Mpa以上的高強高鋁剛玉質低水泥澆築料為爐底 及爐沿斜坡最上部的內襯材料。
(5) 為更加有效地隔熱和阻擊鋁液滲入，借鑑近年來，乾式保溫防滲料在
電解槽上廣泛應用，基於保持爐內的工作環境條件優於電解槽工作環境條件， 在爐底部紅磚的上部搗打 一層BFS-II型千式防滲料。技術特徵是
選用不同功能型材料，按材質分4層次進行爐底內襯綜合砌築，最底層為
紅磚，第二層即紅磚的上部搗打一層乾式防滲料，第三層為輕質隔熱澆築料， 最上層即第四層為低水泥高強澆築料。
所述的最底層即第一層為紅磚砌築，標高120mm,砌築時磚縫間用普通水泥 漿填滿，爐底紅磚每5m2的表面平整度《5mm,磚縫《5mm,砌築完畢後自然乾燥 48小時。
所述的紅磚層上部搗打一層厚度為113隱的BFS-II型乾式防滲料。 所述的乾式防滲料上澆築一層LBQ-0.8輕質隔熱澆築料，其厚度為100mm。 所述的輕質隔熱澆築料層上澆築一層LBG-70低水泥高強澆築料作為爐底的
最上層，其厚度為230腿。
所述的BFS-II型乾式防滲料搗打，其壓縮比在20 ~ 25 % 。
所述的LBQ-0. 8輕質隔熱澆築料的配製，按輕質澆築料比粘結劑=1: 0.34
的配合比，加水量按澆築料總量的25%添加。
所述的LBG-70低水泥高強澆築料的配製，按高鋁澆築料粘結劑=1: 0.08，
加水量按澆築料總量的6. 7 %添加。 本發明的積極效果
本發明可有效的提高保持爐的使用壽命，將原大修周期延長一倍以上，即 使保持爐的壽命延長一倍以上，即可節省大修費用20多萬元。
本項目總投資為24.2萬元，而釆用耐火磚砌築的保持爐投資為28.5萬元， 本發明直接節約築爐資金4. 3萬元。
築爐施工時間從原來的60天縮短到35天，可以使大修的保持爐儘快地投 入使用。
由於保持爐大修次數的減少，可以減少因大修保持爐時產生的耐火製品材 料等工業廢製品的數量，對實現環境保護和可持續發展的目標具有良好的社會 意義。
本發明適用於鋁液保持爐內襯的砌築，可以在鋁行業廣泛推廣，具有簡化築爐工序和延長爐子壽命的效果。
圖1為保持爐爐底內襯結構示意圖。
圖2為高鋁澆注料施工縫設置示意圖。
圖中，l為紅磚，2為乾式防滲料，3為輕質澆注料，4為高鋁澆注料，5為 施工縫。
具體實施例方式
以下結合實施例作詳細說明。 (1)保持爐內襯施工方案的確定
為確保保持爐的容量，保持爐爐底內襯總厚度與改造前保持一致，總厚度 為563mm,爐底內襯按材質分4層次施工。最底層為120mm厚的紅磚。為更加有
效地隔熱和阻擊鋁液滲入，在第二層即紅磚的上部搗打一層厚度為113腿的BFS-n型乾式防滲料，第三層為LBQ-0.8輕質隔熱澆築料，其厚度為IOO腿。最上層 即第四層為LBG-70低水泥高強澆築料，其厚度為230腿。
保持爐(容池)爐牆內襯分兩層施工，總厚度為580mm。其中最裡層(靠鋼 框架)為LBQ-O. 8輕質澆築料，其厚度為350mm，主要作用是隔熱及保溫。爐牆 的外層釆用LBG-70高鋁澆築料，其厚度為230mm,主要作用是抗爐氣的侵蝕及 承受熱輻射。
保持爐砌築流程
①爐底紅磚的砌築，②爐底乾式防滲料填鋪，③爐底乾式防滲料的振實， ④爐底輕質澆築料澆築，⑤爐底高鋁澆築料澆築， (熔池)爐牆輕質澆築料 澆築，⑦(熔池)爐牆高鋁澆築料澆築，⑧爐牆粘土質耐火磚的砌築，⑨自然 乾燥。
(2)施工要求 (2.1)爐底紅磚的砌築 保持爐爐底紅磚砌築兩層，標高120mm，砌築時磚縫間用泥漿填滿，爐底紅 磚每5012的表面平整度<5!11111，磚縫《Smm。砌築完畢後自然乾燥化小時。(2. 2)爐底乾式防滲料的施工
乾式防滲料的施工時要求分四步進行。第一步澆筑前準備根據爐底乾式
防滲料的各部分施工厚度，施工前製作好模具並安裝好，模具的安裝要求支撐
牢固，各標高尺寸準確；第二步將乾式防滲料填鋪於爐底，松鋪厚度為135mm; 第三步是使用機械振動棒對乾式防滲料進行振動，將乾式防滲料充分振實，使 壓縮比達到20 - 25 %,振實作業時，按爐底及斜坡先後順序進行；第四步，振 實後自然養護24小時，然後拆除模具。
注壓縮比振實前g二^後厚度^概
振實刖厚度
(2. 3 )爐底輕質澆築料(LBQ-O. 8 )的澆築
將輕質澆築料、粘結劑倒入強制攪拌機內攪拌混合3 5分鐘，混勻後加水 再充分攪拌4 5分鐘。澆築料的配製按輕質澆築料粘結劑=1: 0. 34的配合 比配製，加水量按澆築料總量的25%添加。注意配製澆築料時，每次配製300kg 以下為宜，確保攪拌均勻並保證每盤澆築料能在攪拌好30分鐘內使用完。攪拌 結束後將配製好的澆築料灌注到模具下，邊灌注邊插入振動棒進行振搗，振搗 時要緊密不得出現蜂窩、麻面。
爐底及斜坡輕質澆築料施工不留量施工縫，因澆築量很大，必須連續作業， 不得隨意留設施工縫。
(2.4)爐底高鋁澆築料(LBQ-0. 8)的澆築
高鋁澆築料的配製按高鋁澆築料粘結劑=1: 0.08，加水量按澆築料總量 的6.7%添加，其攪拌工藝與輕質澆築料相同。
爐底高鋁澆築料按爐子縱向長度分為三塊，分三次澆築。但分割處澆築料 縫不能上下貫通。
(3 )(非容池)爐牆粘土質耐火磚的砌築
與鋁液接觸的(容池)爐牆，其上部到爐頂500mm的高度釆用粘土質耐火 磚砌築(屬普通工藝，不作詳述)。砌築時耐火磚與爐頂面留設10~20腿膨 脹縫，縫內用矽酸鋁纖維氈填塞滿。
權利要求
1、一種鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於選用不同功能型材料，按材質分4層次進行爐底內襯綜合砌築，最底層為紅磚，第二層即紅磚的上部搗打一層乾式防滲料，第三層為輕質隔熱澆築料，最上層即第四層為低水泥高強澆築料。
2、 根據權利要求l所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的最底層即第一層為紅磚砌築，標高120mm,砌築時磚縫間用普通水泥漿填滿， 爐底紅磚每5i!^的表面平整度《5mm，磚縫《5隨，砌築完畢後自然乾燥48小時。
3、 根據權利要求l所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的紅磚層上部搗打一層厚度為113讓的BFS- II型乾式防滲料。
4、 根據權利要求l所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的乾式防滲料上澆築一層LBQ-O. 8輕質隔熱澆築料，其厚度為IOO畫。
5、 根據權利要求l所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的輕質隔熱澆築料層上澆築一層LBG-70低水泥高強澆築料作為爐底的最上層， 其厚度為230mm。
6、 根據權利要求3所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的BFS-II型乾式防滲料搗打，其壓縮比在20 ~ 25 % 。
7、 根據權利要求4所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的LBQ-O. 8輕質隔熱澆築料的配製，按輕質澆築料比粘結劑=1: 0. 34的配合比， 加水量按澆築料總量的25%添加。
8、 根據權利要求5所述的鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其特徵在於所述 的LBG-70低水泥高強澆築料的配製，按高鋁澆築料粘結劑=1: 0.08,加水 量按澆築料總量的6. 7%添加。
全文摘要
本發明公開了一種鋁液保持爐爐內襯澆築方法，其根據保持爐各部位功能的不同，選用不同功能型材料，按材質分4層次進行爐底內襯綜合砌築，最底層為紅磚，第二層即紅磚的上部搗打一層乾式防滲料，第三層為輕質隔熱澆築料，最上層即第四層為低水泥高強澆築料。本發明不僅能使保持爐的壽命延長一倍以上，而且還將築爐工期從原來的60天縮短到35天，同時直接節約築爐資金4.3萬元。
文檔編號F27D1/16GK101319850SQ200810073690
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月18日 優先權日2008年7月18日
發明者趙昌坡, 陳德廣, 黃祖雲 申請人:中國鋁業股份有限公司