專利名稱：鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解企業(yè)原鋁熔煉及保溫設(shè)備的內(nèi)襯澆筑方法，尤其是 一種鋁液保持爐爐內(nèi)襯燒筑方法。
背景技術(shù)：
鋁液保持爐的主要功能是接收電解原鋁、熔化冷材、調(diào)配鋁液成分并保持 鋁液溫度，為鑄造生產(chǎn)設(shè)備提供合格品質(zhì)的鋁液。國內(nèi)眾多鋁廠的保持爐，在
設(shè)計(jì)上大多保留60年代從日本引進(jìn)的粘土質(zhì)耐火磚、高鋁質(zhì)耐火磚和硅澡土相 結(jié)合使用的爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。該種磚砌爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)存在壽命短、施工難度大、施工 工期長及保溫效果差等弱點(diǎn)。究其原因
1. 在進(jìn)行爐內(nèi)襯高鋁磚砌筑時(shí)，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(nèi)襯整體性差，氣密性和抗渣性也難以滿足長期生產(chǎn) 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(jié)，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 ),砌筑用的耐
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(jié)，以至爐子內(nèi)襯整 體性差，氣密性和抗渣性也難以滿足長期生產(chǎn)工藝的要求。
3. 保持爐日常生產(chǎn)時(shí)溫度控制在680。C 85(TC區(qū)間內(nèi)，且頻繁波動(dòng)，非正
常時(shí)(如清爐、停爐等)，爐溫的變化區(qū)間則更大，由于爐溫的大幅波動(dòng)引起的 熱脹冷縮，使磚砌體產(chǎn)生不可逆的永久性線性收縮，致使磚縫加大，以至爐子 內(nèi)襯整體性差，氣密性和抗渣性也難以滿足長期生產(chǎn)工藝的要求。
從保持爐的實(shí)際使用情況看，與鋁液接觸的爐底和爐沿斜坡內(nèi)襯以上拱和 起包的損壞形式最為嚴(yán)重。從大修的保持爐內(nèi)襯損壞情況分析發(fā)現(xiàn)，破損的形 式主要是熔蝕破壞，表現(xiàn)為髙鋁磚下之襯體層包夾有大量的鋁，襯體層之材質(zhì) 完全發(fā)生了變化。由此推斷，生產(chǎn)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(yán)重時(shí)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(chǎn)作業(yè)，被迫停爐大修。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，中鋁廣西分公司電解鋁廠自1994年8月第一臺(tái)保持爐投入使用以 來，保持爐內(nèi)襯平均壽命僅為1200天，比設(shè)計(jì)值的1825天低625天，其中4 #爐兩次大修間隔僅為580天，大大低于設(shè)計(jì)水平，且每次的保持爐內(nèi)襯大修 施工時(shí)間長達(dá)60天以上。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服磚砌爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)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(fā)明釆用不定形耐火材料整體澆筑方法澆筑鋁液保持爐內(nèi)襯， 以達(dá)到解決磚砌爐內(nèi)襯存在缺陷的目的。
本發(fā)明所釆取的技術(shù)方案是
根據(jù)保持爐各部位功能的不同，選用不同的筑爐材料和筑爐工藝。 選用不同功能型材料綜合筑爐，著重解決的是與鋁液接觸的(容池)爐墻
和爐底及爐沿斜坡的內(nèi)襯材料。通過對(duì)不定形耐火材料的有關(guān)性能進(jìn)行試驗(yàn)、
研究得出
(1) 不定形耐火材料澆筑的內(nèi)襯無接縫、無開裂，內(nèi)襯整體結(jié)構(gòu)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(xiàn)象。
(2) 低水泥結(jié)合澆筑料(不定形耐火材料)強(qiáng)度具有低、中、高溫強(qiáng)度呈 階梯式提高，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大。
(3) 不定形耐火材料施工方便，可滿足各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工。
(4) 根據(jù)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(diǎn)，選擇以Ah03為主要成份，F(xiàn)e203雜質(zhì)含量低，在中 溫區(qū)(900 100(TC)強(qiáng)度達(dá)60Mpa以上的高強(qiáng)高鋁剛玉質(zhì)低水泥澆筑料為爐底 及爐沿斜坡最上部的內(nèi)襯材料。
(5) 為更加有效地隔熱和阻擊鋁液滲入，借鑒近年來，干式保溫防滲料在
電解槽上廣泛應(yīng)用，基于保持爐內(nèi)的工作環(huán)境條件優(yōu)于電解槽工作環(huán)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(shù)特征是
選用不同功能型材料，按材質(zhì)分4層次進(jìn)行爐底內(nèi)襯綜合砌筑，最底層為
紅磚，第二層即紅磚的上部搗打一層干式防滲料，第三層為輕質(zhì)隔熱澆筑料， 最上層即第四層為低水泥高強(qiáng)澆筑料。
所述的最底層即第一層為紅磚砌筑，標(biāo)高120mm,砌筑時(shí)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,砌筑完畢后自然干燥 48小時(shí)。
所述的紅磚層上部搗打一層厚度為113隱的BFS-II型干式防滲料。 所述的干式防滲料上澆筑一層LBQ-0.8輕質(zhì)隔熱澆筑料，其厚度為100mm。 所述的輕質(zhì)隔熱澆筑料層上澆筑一層LBG-70低水泥高強(qiáng)澆筑料作為爐底的
最上層，其厚度為230腿。
所述的BFS-II型干式防滲料搗打，其壓縮比在20 ~ 25 % 。
所述的LBQ-0. 8輕質(zhì)隔熱澆筑料的配制，按輕質(zhì)澆筑料比粘結(jié)劑=1: 0.34
的配合比，加水量按澆筑料總量的25%添加。
所述的LBG-70低水泥高強(qiáng)澆筑料的配制，按高鋁澆筑料粘結(jié)劑=1: 0.08，
加水量按澆筑料總量的6. 7 %添加。 本發(fā)明的積極效果
本發(fā)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(jié)省大修費(fèi)用20多萬元。
本項(xiàng)目總投資為24.2萬元，而釆用耐火磚砌筑的保持爐投資為28.5萬元， 本發(fā)明直接節(jié)約筑爐資金4. 3萬元。
筑爐施工時(shí)間從原來的60天縮短到35天，可以使大修的保持爐盡快地投 入使用。
由于保持爐大修次數(shù)的減少，可以減少因大修保持爐時(shí)產(chǎn)生的耐火制品材 料等工業(yè)廢制品的數(shù)量，對(duì)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)具有良好的社會(huì) 意義。
本發(fā)明適用于鋁液保持爐內(nèi)襯的砌筑，可以在鋁行業(yè)廣泛推廣，具有簡化筑爐工序和延長爐子壽命的效果。


圖1為保持爐爐底內(nèi)襯結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為高鋁澆注料施工縫設(shè)置示意圖。
圖中，l為紅磚，2為干式防滲料，3為輕質(zhì)澆注料，4為高鋁澆注料，5為 施工縫。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例作詳細(xì)說明。 (1)保持爐內(nèi)襯施工方案的確定
為確保保持爐的容量，保持爐爐底內(nèi)襯總厚度與改造前保持一致，總厚度 為563mm,爐底內(nèi)襯按材質(zhì)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型干式防滲料，第三層為LBQ-0.8輕質(zhì)隔熱澆筑料，其厚度為IOO腿。最上層 即第四層為LBG-70低水泥高強(qiáng)澆筑料，其厚度為230腿。
保持爐(容池)爐墻內(nèi)襯分兩層施工，總厚度為580mm。其中最里層(靠鋼 框架)為LBQ-O. 8輕質(zhì)澆筑料，其厚度為350mm，主要作用是隔熱及保溫。爐墻 的外層釆用LBG-70高鋁澆筑料，其厚度為230mm,主要作用是抗?fàn)t氣的侵蝕及 承受熱輻射。
保持爐砌筑流程
①爐底紅磚的砌筑，②爐底干式防滲料填鋪，③爐底干式防滲料的振實(shí)， ④爐底輕質(zhì)澆筑料澆筑，⑤爐底高鋁澆筑料澆筑， (熔池)爐墻輕質(zhì)澆筑料 澆筑，⑦(熔池)爐墻高鋁澆筑料澆筑，⑧爐墻粘土質(zhì)耐火磚的砌筑，⑨自然 干燥。
(2)施工要求 (2.1)爐底紅磚的砌筑 保持爐爐底紅磚砌筑兩層，標(biāo)高120mm，砌筑時(shí)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。砌筑完畢后自然干燥化小時(shí)。(2. 2)爐底干式防滲料的施工
干式防滲料的施工時(shí)要求分四步進(jìn)行。第一步澆筑前準(zhǔn)備根據(jù)爐底干式
防滲料的各部分施工厚度，施工前制作好模具并安裝好，模具的安裝要求支撐
牢固，各標(biāo)高尺寸準(zhǔn)確；第二步將干式防滲料填鋪于爐底，松鋪厚度為135mm; 第三步是使用機(jī)械振動(dòng)棒對(duì)干式防滲料進(jìn)行振動(dòng)，將干式防滲料充分振實(shí)，使 壓縮比達(dá)到20 - 25 %,振實(shí)作業(yè)時(shí)，按爐底及斜坡先后順序進(jìn)行；第四步，振 實(shí)后自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，然后拆除模具。
注壓縮比振實(shí)前g二^后厚度^概
振實(shí)刖厚度
(2. 3 )爐底輕質(zhì)澆筑料(LBQ-O. 8 )的澆筑
將輕質(zhì)澆筑料、粘結(jié)劑倒入強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合3 5分鐘，混勻后加水 再充分?jǐn)嚢? 5分鐘。澆筑料的配制按輕質(zhì)澆筑料粘結(jié)劑=1: 0. 34的配合 比配制，加水量按澆筑料總量的25%添加。注意配制澆筑料時(shí)，每次配制300kg 以下為宜，確保攪拌均勻并保證每盤澆筑料能在攪拌好30分鐘內(nèi)使用完。攪拌 結(jié)束后將配制好的澆筑料灌注到模具下，邊灌注邊插入振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，振搗 時(shí)要緊密不得出現(xiàn)蜂窩、麻面。
爐底及斜坡輕質(zhì)澆筑料施工不留量施工縫，因澆筑量很大，必須連續(xù)作業(yè)， 不得隨意留設(shè)施工縫。
(2.4)爐底高鋁澆筑料(LBQ-0. 8)的澆筑
高鋁澆筑料的配制按高鋁澆筑料粘結(jié)劑=1: 0.08，加水量按澆筑料總量 的6.7%添加，其攪拌工藝與輕質(zhì)澆筑料相同。
爐底高鋁澆筑料按爐子縱向長度分為三塊，分三次澆筑。但分割處澆筑料 縫不能上下貫通。
(3 )(非容池)爐墻粘土質(zhì)耐火磚的砌筑
與鋁液接觸的(容池)爐墻，其上部到爐頂500mm的高度釆用粘土質(zhì)耐火 磚砌筑(屬普通工藝，不作詳述)。砌筑時(shí)耐火磚與爐頂面留設(shè)10~20腿膨 脹縫，縫內(nèi)用硅酸鋁纖維氈填塞滿。
權(quán)利要求
1、一種鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于選用不同功能型材料，按材質(zhì)分4層次進(jìn)行爐底內(nèi)襯綜合砌筑，最底層為紅磚，第二層即紅磚的上部搗打一層干式防滲料，第三層為輕質(zhì)隔熱澆筑料，最上層即第四層為低水泥高強(qiáng)澆筑料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的最底層即第一層為紅磚砌筑，標(biāo)高120mm,砌筑時(shí)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，砌筑完畢后自然干燥48小時(shí)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的紅磚層上部搗打一層厚度為113讓的BFS- II型干式防滲料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的干式防滲料上澆筑一層LBQ-O. 8輕質(zhì)隔熱澆筑料，其厚度為IOO畫。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的輕質(zhì)隔熱澆筑料層上澆筑一層LBG-70低水泥高強(qiáng)澆筑料作為爐底的最上層， 其厚度為230mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的BFS-II型干式防滲料搗打，其壓縮比在20 ~ 25 % 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的LBQ-O. 8輕質(zhì)隔熱澆筑料的配制，按輕質(zhì)澆筑料比粘結(jié)劑=1: 0. 34的配合比， 加水量按澆筑料總量的25%添加。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其特征在于所述 的LBG-70低水泥高強(qiáng)澆筑料的配制，按高鋁澆筑料粘結(jié)劑=1: 0.08,加水 量按澆筑料總量的6. 7%添加。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁液保持爐爐內(nèi)襯澆筑方法，其根據(jù)保持爐各部位功能的不同，選用不同功能型材料，按材質(zhì)分4層次進(jìn)行爐底內(nèi)襯綜合砌筑，最底層為紅磚，第二層即紅磚的上部搗打一層干式防滲料，第三層為輕質(zhì)隔熱澆筑料，最上層即第四層為低水泥高強(qiáng)澆筑料。本發(fā)明不僅能使保持爐的壽命延長一倍以上，而且還將筑爐工期從原來的60天縮短到35天，同時(shí)直接節(jié)約筑爐資金4.3萬元。
文檔編號(hào)F27D1/16GK101319850SQ200810073690
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者趙昌坡, 陳德廣, 黃祖云 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司