[建筑]有關(guān)電解槽砌筑施工中幾個問題的探討

1、；有關(guān)電解槽砌筑施工中幾個問題的探討影響鋁電解槽壽命的因素是多方面的。本文僅就內(nèi)襯砌筑質(zhì)量進(jìn)行探討，以期將砌筑施工質(zhì)量而影響壽命因素得以排除，給鋁電解槽生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)槽內(nèi)襯。一、炭塊組制作據(jù)資料介紹，鋁電解槽早期破損多為陰極鋼棒被鋁液融熔侵蝕，生成鋁-鐵合金。按其受侵蝕情況分鋼棒的底面和頂面侵蝕，底面受侵蝕是由于鋁液從炭縫的縫隙中漏下所致；而頂面受侵蝕則是因漏下的鋁液又順炭塊燕尾槽的裂縫滲入造成。所以改進(jìn)炭塊組制作的連接方式，避免磷生鐵澆注時產(chǎn)生的炭塊裂紋，用炭糊連接的方法是行之有效的。事實證明，同樣是我們施工的貴州鋁廠，一期的電解槽就要比二期的破損比例大得多，因為前者是磷生鐵連接，后者是炭糊連

2、接。就目前來說，全國有的擴(kuò)建廠仍沿用磷生鐵連接的方法，加之老電解廠多為磷生鐵連接，其槽大修也離不開這種方法，所以有必要研究這方面的工藝改進(jìn)，以減少炭塊的開裂。炭塊的裂紋一般都發(fā)生在燕尾槽的端角上，這是因為熱應(yīng)力容易在端角處集中。即所謂“端角效應(yīng)”。磷生鐵的澆注溫度為1300左右，要想減少炭塊的開裂傾向就應(yīng)該對炭塊和陰極鋼棒進(jìn)行預(yù)熱。有關(guān)資料介紹，預(yù)熱溫度為100150（見筑爐工手冊681683頁）。對此，我們進(jìn)行了試驗，結(jié)果為炭塊開裂率5%左右，如果能提高預(yù)熱溫度，勢必可以減少炭塊的開裂，當(dāng)然預(yù)熱溫度不能一味提高，這樣會使炭塊過燒、氧化、損耗，相反會影響炭塊組的使用壽命。鋼棒與炭塊的導(dǎo)熱系數(shù)不

3、同（鋼為50千卡/平方米.時.度，炭塊為0.2千卡/平方米.時.度，兩者相差250倍），熱膨脹系數(shù)也不同，當(dāng)磷生鐵水注入后，鋼棒受熱快、膨脹大，同樣熱量傳給熱膨脹系數(shù)小的炭塊，將會造成炭塊開裂。所以在提高預(yù)熱溫度的前提下還應(yīng)考慮造成鋼棒和炭塊的溫度差。在青銅峽鋁廠5萬噸電解鋁工程的施工中，我們使用的陰極炭塊是貴州鋁廠生產(chǎn)的，陰極鋼棒的材質(zhì)是A3。預(yù)熱鋼棒和炭塊是一同在電加熱箱里進(jìn)行的，電阻絲根據(jù)鋼棒和炭塊的位置設(shè)置，靠近鋼棒的電阻絲密集些、低垂些。當(dāng)炭塊預(yù)熱到330左右時，則鋼棒達(dá)到420左右，兩者相差90左右，此時進(jìn)行磷生鐵的澆注較為理想。我們共澆注5400件炭塊未見開裂，由于提高了預(yù)熱溫度

4、，并形成了兩者之間的溫度差，不僅減少了炭塊的開裂，同時也沒有必要考慮澆注層次（原為分層）和順序（原來澆注四塊炭塊的順序是）了。這種澆注方法避免了老式澆注法容易產(chǎn)生磷生鐵夾層、斷層的現(xiàn)象，也減輕施工復(fù)雜性和勞動強(qiáng)度，提高工作效率。二、炭糊扎縫陰極鋼棒被鋁液侵蝕，鋁液多從炭縫的破裂處漏下，所以提高炭糊扎縫質(zhì)量乃是施工單位為延長電解槽壽命所作努力的重要環(huán)節(jié)。我們的施工經(jīng)驗是：1、溫度的控制槽底的預(yù)熱溫度應(yīng)該根據(jù)室外溫度進(jìn)行調(diào)整，因為槽底預(yù)熱后和扎糊前還有一些準(zhǔn)備工作要做，如搬掉加熱片、對槽底進(jìn)行清掃、噴涂瀝青等，這段時間槽體偉大2降低的快慢與外界溫度有直接影響，所以冬季預(yù)熱溫度有高一些，夏季可以低一

5、些，扎縫的最佳溫度為90100。施工中我們使用的縫糊性能要求如下：性能小縫糊（炭間糊）大縫糊（周圍糊）假比重（g/cm3）1.51.5揮發(fā)份（%）812711灰份（%）55固定炭（%）8384除槽底預(yù)熱外，縫糊的溫度也很重要。根據(jù)多年摸索，縫糊溫度過高，炭糊里面夾氣，錘打不實；溫度過低，炭糊呈松散狀也錘打不實。2、扎縫的同步性為了保證炭糊的壓縮比，筑爐規(guī)程里都規(guī)定了每層的加糊量、風(fēng)壓量、錘打時間和速度。但是在具體施工中，尤其是采用長短炭塊的電解槽里，容易出現(xiàn)不同層和炭塊間縱橫縫處漏錘或者重錘的現(xiàn)象。有的供糊手與扎固手配合不默契，還會發(fā)生錘打冷糊的情況。這里有必要強(qiáng)調(diào)扎縫的同步性，即在一定的時間

6、里，各扎固手都要完成相同層次的相同進(jìn)程，這樣也給各供糊手提供了一同加糊的時間。3、增加炭糊層間粘結(jié)過去的施工中，我們往往只注意大面積（周圍縫）縫糊層次的連接（每層用帶爪的錘頭將表面打毛），而忽略了小面積（炭間糊）縫糊層次的嚴(yán)密性，在電解生產(chǎn)中的炭縫破損處多數(shù)出在炭間縫上，所以筆者認(rèn)為，鑒于炭間縫隙小，扎固時不易常換錘頭，建議用帶齒的錘頭，齒尖的間距為10mm，齒深8mm。另外，在先扎固炭間縫糊時，應(yīng)用花紋鋼板做為扎縫區(qū)段的密封板（花紋朝向作業(yè)面）。周圍縫分前后兩部分扎固時，要在前半部分留下每層的接茬。這些措施都是為了扎固縫糊的焦結(jié)，以提高扎縫的質(zhì)量。許多資料表明，凡是鋁中鐵的含量上升、某個部位

7、過熱或槽電壓增高，就有可能發(fā)生該電解槽某個部位的破損。經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)破損處炭塊與炭縫的交界上存在黃色的炭化鋁和灰白色的電解質(zhì)。這種炭縫裂紋的形成是多方面造成的，在施工中，使用含灰份高的炭糊，且炭糊長時間堆放在露天使其中油份揮發(fā)；或者槽底預(yù)熱溫度過高、炭糊加熱溫度過高；在焙燒過程中，炭糊發(fā)生收縮，其中的揮發(fā)份排出形成許多遺留下的毛細(xì)孔；在電解槽的生產(chǎn)過程中，陰極上析出的鈉滲透到炭縫里面，伸進(jìn)其石墨格內(nèi)，使石墨基面間的距離加大，炭縫變得疏松破碎。許多資料還表明，鋁電解槽的破損部位大多是在槽底中央的縱向炭縫處，筆者建議在該處加大炭糊的壓縮比，其方法可以加大風(fēng)壓或錘頭多走幾個往復(fù)，這樣可以增加炭糊的密實度。三、其他現(xiàn)行設(shè)計的鋁電解槽槽底耐火磚層多有一層氧化鋁粉或耐火粘土熟料保溫層，其作用是加強(qiáng)槽底保溫和對炭塊上拱起到緩沖作用。實際操作中，有的砌筑工人把保溫層當(dāng)找平層了，對該層以下耐火材料的砌筑粗制濫造，影響了緩沖