
鋼纖維增強澆注料預制塊在陽極焙燒爐爐墻上的應用
白銀鋁廠白銀730900無f漿砌泥橫墻//火道蓋板/Kill/11I/i中層中右層預制板/預制板/illllll/I!/:/i-/卜石層頂制很八i異型磚爐墻預制塊爐墻注料預制塊替代傳統(tǒng)的小塊異型磚,在國內(nèi)尚屬首次。應用結(jié)果表明,該方法在不改變焙燒技術條件的情況下,就可以完成陽極焙燒爐的大修和改造工作,具有投資省、節(jié)能效果好、壽命長和施工方便等特點。
爐,應用1刖言白銀鋁廠一期54室陽極焙燒爐己運行了10年,其壽命己基本接近使用極限。如何能用一種新型耐火材料替代傳統(tǒng)的小塊異型耐火磚砌爐,既不改變焙燒技術條件,又可在短時間內(nèi)完成陽極焙燒爐的大修和改造工作,是我廠工程技術人員研宄的熱點和前沿課題。
2砌筑方法我廠與河南某耐火材料廠共同開發(fā)研制出了鋼纖維耐火澆注料預制塊爐墻。它是采用上下各兩大塊,中間三大塊共計七大塊,分三層拼裝而成,替代傳統(tǒng)的39層小塊異型磚砌筑的爐墻,兩種不同砌爐方法比較詳見。
應用結(jié)果表明:鋼纖維耐火澆注料預制塊結(jié)構焙燒爐焙燒出的陽極無論是理化指標還是使用情況,完全達到了傳統(tǒng)小塊磚結(jié)構焙燒爐焙燒出的陽極質(zhì)量要求,同時也滿足了電解工藝的使用要求。
3工藝與性能將制作預制結(jié)構爐墻的散狀鋼纖維耐火澆注傳統(tǒng)異型磚與預制塊砌爐示意圖料分別配入5%的625高鋁水泥和7%的潔凈水混合成半干物料,置于鋼質(zhì)模具內(nèi)經(jīng)振動成型后烘烤即可直接使用。預制塊和異型耐火磚理化性能列入表1.表1預制塊和異型磚的理化性能項目預制塊異型磚橫墻及煙道異型磚27~丑、52~顯氣孔率/體積密度/g13cm-3荷重軟化溫度/常溫耐壓強度/MPa由表1可見:預制塊的體積密度、耐壓強度都優(yōu)于異型磚的質(zhì)量要求,其它物理性能二者基本相當,但預制塊A1203含量比異型磚高出30%:1999一4使用條件陽極焙燒爐采用發(fā)生爐煤氣做燃料。煤氣溫度5~25C,煤氣壓力>4000Pa,高溫爐室火道溫預制結(jié)構爐墻與異型磚結(jié)構爐墻焙燒出的陽極質(zhì)量見表2.表2預制墻與磚墻焙燒陽極質(zhì)量指標項目灰分真密度體積密度氣孔率比電阻/陽。m耐壓強度/MPa預制墻1預制墻2磚墻由表2可見:預制結(jié)構與異型磚焙燒爐焙燒的陽極各項理化性能相當,質(zhì)量優(yōu)良。為實現(xiàn)不改變焙燒技術條件,在短期內(nèi)完成陽極焙燒爐的大修和改造工作奠定了基礎。
經(jīng)過半年來對采用14條預制結(jié)構爐墻的3個焙燒爐室的狀況觀察和綜合比較,我們認為預制結(jié)構爐墻有以下優(yōu)點:修爐時間縮短,節(jié)約人、財、物力。由于每條爐墻只用7大塊(重約7t)鋼纖維澆注料預制結(jié)構替代了傳統(tǒng)的39層小塊異型磚(重約8t)在現(xiàn)場進行整體吊裝,工作時間從過去的16h縮減為6h,施工人員從過去的14人減少為8人,大大提高了勞動生產(chǎn)率。
制作預制結(jié)構爐墻的鋼纖維澆注料是以松散狀混合物交貨,在使用現(xiàn)場混合成半干物料分別置于7塊鋼質(zhì)模具內(nèi),用振動臺振動成型,與傳統(tǒng)砌爐用的小塊異型磚相比,具有制作簡單低溫定型和使用方便等特點,避免了廠家制成后在運輸和裝卸中造成的破損和浪費問題。
預制結(jié)構爐墻內(nèi)含高強鋼纖維,不但具有韌性好、荷重軟化溫度高、高溫抗折強度高和抗熱震性好等特點,而且Al23含量高、抗侵蝕性好,延長了爐墻壽命。在現(xiàn)場觀察到,經(jīng)歷半年焙燒周期預熱、焙燒、冷卻出爐到裝爐四個溫度變化的異型磚結(jié)構爐墻的火道蓋板與39層磚結(jié)構裂開,兩頭翹起,爐墻中部下沉,鼓肚和變形嚴重,而預制塊結(jié)構爐墻火道蓋板兩頭不翹起,爐墻基本無開裂現(xiàn)象,不鼓肚不變形,中部不下沉,整體性、氣密性良好。
由于鋼纖維耐火澆注料的熱導率比異型耐火磚高,蓄熱能力低,這樣就減少了爐體蓄熱量,降低了散熱損失,加速了熱量傳遞,節(jié)能效果好。
綜上所述,鋼纖維耐火澆注料預制塊結(jié)構爐墻有許多異型磚結(jié)構爐墻不可比擬的優(yōu)點,替代異型磚結(jié)構爐墻是生產(chǎn)所迫,符合白銀鋁廠生產(chǎn)實際,是非常必要而且可行的。
5使用結(jié)果通過對14條采用預制塊結(jié)構爐墻焙燒的陽極,先后在155kA預焙陽極電解槽上使用達半年之久的跟蹤考核,很少見有陽極裂紋和掉塊現(xiàn)象發(fā)生,鋼爪與炭塊結(jié)合牢固。由于焙燒陽極重量、體積密度和耐壓強度都達到了使用要求,使用過程中陽極的熱導率也相應加,這對電解時的升溫速度非常有利。陽極消耗速度經(jīng)計算從每天的14.5~15mm降低到目前的13.5~14mm電解使用周期從25d延長到27d噸鋁陽極凈耗從500kg降低到目前474kg創(chuàng)歷史最好水平。