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有关电解槽砌筑施工中几个问题的探讨影响铝电解槽寿命的因素是多方面的。本文仅就内衬砌筑质量进行探讨,以期将砌筑施工质量而影响寿命因素得以排除,给铝电解槽生产提供优质槽内衬。一、炭块组制作据资料介绍,铝电解槽早期破损多为阴极钢棒被铝液融熔侵蚀,生成铝-铁合金。按其受侵蚀情况分钢棒的底面和顶面侵蚀,底面受侵蚀是由于铝液从炭缝的缝隙中漏下所致;而顶面受侵蚀则是因漏下的铝液又顺炭块燕尾槽的裂缝渗入造成。所以改进炭块组制作的连接方式,避免磷生铁浇注时产生的炭块裂纹,用炭糊连接的方法是行之有效的。事实证明,同样是我们施工的贵州铝厂,一期的电解槽就要比二期的破损比例大得多,因为前者是磷生铁连接,后者是炭糊连接。就目前来说,全国有的扩建厂仍沿用磷生铁连接的方法,加之老电解厂多为磷生铁连接,其槽大修也离不开这种方法,所以有必要研究这方面的工艺改进,以减少炭块的开裂。炭块的裂纹一般都发生在燕尾槽的端角上,这是因为热应力容易在端角处集中。即所谓“端角效应”。磷生铁的浇注温度为1300左右,要想减少炭块的开裂倾向就应该对炭块和阴极钢棒进行预热。有关资料介绍,预热温度为100150(见筑炉工手册681683页)。对此,我们进行了试验,结果为炭块开裂率5%左右,如果能提高预热温度,势必可以减少炭块的开裂,当然预热温度不能一味提高,这样会使炭块过烧、氧化、损耗,相反会影响炭块组的使用寿命。钢棒与炭块的导热系数不同(钢为50千卡/平方米.时.度,炭块为0.2千卡/平方米.时.度,两者相差250倍),热膨胀系数也不同,当磷生铁水注入后,钢棒受热快、膨胀大,同样热量传给热膨胀系数小的炭块,将会造成炭块开裂。所以在提高预热温度的前提下还应考虑造成钢棒和炭块的温度差。在青铜峡铝厂5万吨电解铝工程的施工中,我们使用的阴极炭块是贵州铝厂生产的,阴极钢棒的材质是A3。预热钢棒和炭块是一同在电加热箱里进行的,电阻丝根据钢棒和炭块的位置设置,靠近钢棒的电阻丝密集些、低垂些。当炭块预热到330左右时,则钢棒达到420左右,两者相差90左右,此时进行磷生铁的浇注较为理想。我们共浇注5400件炭块未见开裂,由于提高了预热温度,并形成了两者之间的温度差,不仅减少了炭块的开裂,同时也没有必要考虑浇注层次(原为分层)和顺序(原来浇注四块炭块的顺序是)了。这种浇注方法避免了老式浇注法容易产生磷生铁夹层、断层的现象,也减轻施工复杂性和劳动强度,提高工作效率。二、炭糊扎缝阴极钢棒被铝液侵蚀,铝液多从炭缝的破裂处漏下,所以提高炭糊扎缝质量乃是施工单位为延长电解槽寿命所作努力的重要环节。我们的施工经验是:1、温度的控制槽底的预热温度应该根据室外温度进行调整,因为槽底预热后和扎糊前还有一些准备工作要做,如搬掉加热片、对槽底进行清扫、喷涂沥青等,这段时间槽体伟大2降低的快慢与外界温度有直接影响,所以冬季预热温度有高一些,夏季可以低一些,扎缝的最佳温度为90100。施工中我们使用的缝糊性能要求如下:性能小缝糊(炭间糊)大缝糊(周围糊)假比重(g/cm3)1.51.5挥发份(%)812711灰份(%)55固定炭(%)8384除槽底预热外,缝糊的温度也很重要。根据多年摸索,缝糊温度过高,炭糊里面夹气,锤打不实;温度过低,炭糊呈松散状也锤打不实。2、扎缝的同步性为了保证炭糊的压缩比,筑炉规程里都规定了每层的加糊量、风压量、锤打时间和速度。但是在具体施工中,尤其是采用长短炭块的电解槽里,容易出现不同层和炭块间纵横缝处漏锤或者重锤的现象。有的供糊手与扎固手配合不默契,还会发生锤打冷糊的情况。这里有必要强调扎缝的同步性,即在一定的时间里,各扎固手都要完成相同层次的相同进程,这样也给各供糊手提供了一同加糊的时间。3、增加炭糊层间粘结过去的施工中,我们往往只注意大面积(周围缝)缝糊层次的连接(每层用带爪的锤头将表面打毛),而忽略了小面积(炭间糊)缝糊层次的严密性,在电解生产中的炭缝破损处多数出在炭间缝上,所以笔者认为,鉴于炭间缝隙小,扎固时不易常换锤头,建议用带齿的锤头,齿尖的间距为10mm,齿深8mm。另外,在先扎固炭间缝糊时,应用花纹钢板做为扎缝区段的密封板(花纹朝向作业面)。周围缝分前后两部分扎固时,要在前半部分留下每层的接茬。这些措施都是为了扎固缝糊的焦结,以提高扎缝的质量。许多资料表明,凡是铝中铁的含量上升、某个部位过热或槽电压增高,就有可能发生该电解槽某个部位的破损。经解剖发现破损处炭块与炭缝的交界上存在黄色的炭化铝和灰白色的电解质。这种炭缝裂纹的形成是多方面造成的,在施工中,使用含灰份高的炭糊,且炭糊长时间堆放在露天使其中油份挥发;或者槽底预热温度过高、炭糊加热温度过高;在焙烧过程中,炭糊发生收缩,其中的挥发份排出形成许多遗留下的毛细孔;在电解槽的生产过程中,阴极上析出的钠渗透到炭缝里面,伸进其石墨格内,使石墨基面间的距离加大,炭缝变得疏松破碎。许多资料还表明,铝电解槽的破损部位大多是在槽底中央的纵向炭缝处,笔者建议在该处加大炭糊的压缩比,其方法可以加大风压或锤头多走几个往复,这样可以增加炭糊的密实度。三、其他现行设计的铝电解槽槽底耐火砖层多有一层氧化铝粉或耐火粘土熟料保温层,其作用是加强槽底保温和对炭块上拱起到缓冲作用。实际操作中,有的砌筑工人把保温层当找平层了,对该层以下耐火材料的砌筑粗制滥造,影响了缓
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