200KA预焙阳极铝电解槽内衬大修技术标准优选.docx

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200KA预焙阳极铝电解槽内衬大修技术标准优选

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200KA预焙铝电解槽内衬大修技术标准

一、范围

1.本方案规定了200KA预焙铝电解槽内衬大修技术实施方案。

2.本方案适用于中铝青海分公司第三电解厂五、六车间200KA预焙铝电解槽。

3.电解槽内衬施工时必须保证不受风、雨、雪等的影响，并且环境温度不低于+5℃及

所有材料在0℃以上，方可进行施工。

4.本方案如有与设计图纸相抵之处，以设计图纸为准。

如对原设计图纸做出改动，应

出图纸及变更通知，并申请有关技术部门批准后，方可施工。

二、槽壳检查

1.本内衬施工一律采用新制作的船型槽壳。

其槽壳内衬尺寸应为

10850±10mm×4030±10mm×1304±5mm;

2.电解槽内衬砌筑应在槽壳安装完毕，经检查合格后方可进行施工。

3.船型槽壳焊接后各部位焊接强度不低于设计强度的85%~90%。

4.焊缝不准有裂纹、条状夹渣、连续性气孔等缺陷（三级焊缝以上标准），所有焊缝

必须焊透，不准有假焊。

其它焊接技术可根据焊接手册进行，焊接时环境温度应在+5℃以上。

三、砌筑前的准备工作

1.在确认符合大修施工条件后，方可进行内衬砌筑工序。

2.电解槽槽壳内必须清扫干净，不准有其它残留物品。

3.砌筑前需放出槽底和槽壁的纵、横中心线，并在槽壁上标出砌筑各层的高度控制线。

4.准备好砌筑需用的各种机具和材料。

四、槽底内衬砌筑

1.铺设石棉板

⑴底板凸凹不平的地方用氧化铝找平后再进行铺设。

⑵石棉板之间的连接缝应小于3mm，铺设后的所有的缝隙用氧化铝填实。

2．铺设硅酸钙板

⑴按预先放好的基准线，从槽中心向两端同时进行砌筑。

⑵槽壳两长侧斜坡面应按实际尺寸砌筑加工硅酸钙板，两短侧靠槽壳立砌一层硅酸钙板。

⑶硅酸钙板要求干砌，铺设平直，错缝砌筑，硅酸钙板的接缝小于2mm，所有缝隙间用氧化铝缝填满。

⑷加工硅酸钙板时，必须用刀锯按实际尺寸进行切割;根据槽底精度允许局部加工硅

酸钙板，但加工厚度不大于5mm。

⑸硅酸钙板的规格及理化指标如表1。

表1硅酸钙板规格及理化指标

规格

常温导热系数

J/m.h.℃

使用温度

℃

耐压强度

MPa

抗折强度

MPa

容重

kg/m3

600×300×65

4.18×103×（0.035±0.001）

≤1050

0.7

0.3

200-250

3．砌槽底及槽底四周轻质保温砖

（1）轻质保温砖的规格及理化指标如表2。

表2轻质保温砖规格及理化指标

牌号

规格

体积密度

g/cm3

常温耐压

MPa

重烧收缩率％

耐火度

℃

导热系数

J/m.h.℃

QN-0.5B

230×113×65

0.55

0.6

≯1.0

1650

4.18×103×10.86＋0.2×10－3t，t：

实际温度

⑵第一层保温砖在硅酸钙板上进行砌筑,第二层保温砖与第一层保温砖应错缝砌筑；槽底四周第二、三、四层保温砖与相应下一层保温砖应错缝砌筑。

⑶所有的砌筑砖缝小于2mm，并用氧化铝粉填满，不准有空隙。

⑷保温砖加工应用刀锯或切砖机进行切割。

4．干式防渗料的施工（分两层进行施工）

（1）干式防渗料理化指标如表3。

表3干式防渗料理化指标

牌号

松装容重

（g/cm3）

振实容重

g/cm3

反应重量

烧结情况

耐火度

℃

导热系数

w/m..℃

BF—Ⅱ

1.50

2.00

1.00

不烧结

不收缩

1670

0.265

（2）施工方法：

第一层：

①按厚度170mm铺设干式防渗料；②用木耙将铺设的干式防渗料铺设均匀，基本平整，再用木板或铝合金板按厚度160㎜精确刮平，刮平精度为±5mm；③刮平的干式防渗料不准施工人员在其上面走动；④用塑料膜将刮平的干式防渗料全部覆盖，塑料膜连接处应重叠20mm；⑤在铺设的塑料膜上铺上一层木质三合板，三合板连接处应重叠20mm，铺完的三合板上施工人员应轻步走动，不能跑动；⑥用干式防渗料专用振动器在三合板表面振动，由四周环绕向内进行振动推进，其振动前后的压缩比应不小于8︰5。

第二层干式防渗料施工：

①拆除三合板及塑料膜，在夯实防渗料上再次铺设128mm厚的防渗料；②其余的施工步骤同第一层；③测量槽底9个点，槽底砌体到槽沿板上沿的高度为920±20mm。

五、阴极炭块的安装

1.将砌筑检查合格的槽底清扫干净，并按规定尺寸（3250mm×8750mm）放好基准线，然

后由槽一端开始向另一端进行安装。

2.安装前，先把炭块组两端钢棒装上棒孔挡板（每组4块），然后进行安装作业。

3.棒孔挡板无论是使用新的或用旧的，都必须进行严格检查，不准用有扭曲或卷边的棒孔

挡板。

4.在安装炭块时，首先要检查吊具及钢丝绳是否安全可靠，炭块组起吊中，操作人员和指

挥人员均不准在起吊炭块的下方，只准起重工一人指挥，其它操作人员不准介入。

5.调整炭块组时，严禁损伤炭块和棒孔挡板，使棒孔挡板与槽壳靠严。

6.安装时钢棒应位于棒孔中央，阴极钢棒中心与槽壳棒孔中心偏差为±3mm；相领炭块间距为40±2mm，炭块就位时，用缝宽样板进行控制（炭块两端二点）；阴极钢棒与挡板之间的缝隙用水玻璃石棉腻子在内外严实封闭。

7.棒孔腻塞后，炭块组不准移动，如在施工时不慎移动，必须重新封闭。

8.阴极钢棒下部与耐火砖之间的缝隙，用调好的组合粉塞严实。

六、轻质浇注料的施工

1.紧靠槽壳四周放置10mm厚石棉板和一层硅酸钙板，其高度为305mm。

2.在槽壳长侧两阴极炭块钢棒间湿砌两层轻质保温砖，宽度为179mm，错缝砌筑；两端头的阴极炭块外侧砌筑两层114mm宽的轻质保温砖；卧缝小于3mm，立缝小于2mm，灰浆饱满；砌体与阴极炭块的距离为90mm。

3.轻质浇注料施工前，应事先在阴极炭块缝隙间支设好挡板。

4.轻质浇注料施工：

⑴用JW250型强制搅拌机进行搅拌，搅拌必须均匀，其加水量应控制在22~25%之间；搅拌好浇注料应在30分钟内施工完，否则不得再用。

⑵将搅拌好的浇注料送到槽四周内粗略找平，用高频震动棒进行振捣，直到出浮浆为止。

⑶用抹子找平浇注料的表面，施工后浇注体高度为240mm，水平精度为±3mm。

⑷浇注体养生不得少于16小时，养生结束后拆除挡板。

5.轻质浇注料的理化指标表4

表4轻质浇注料的理化指标

项目

单位

指标

AL2O3含量

％

≥74

容重

g/cm3

≥2.45

耐压强度

110℃

MPa

≥24.5

1400℃

MPa

≥35.6

抗折强度

110℃

MPa

≥8

1400℃

MPa

≥7

线变化率110℃-1400℃

％

≥－1.0

导热系数400℃

w/m.k

0.63（1000℃，0.77）

七、四周耐火砖砌筑（二层湿砌）

1.第一层耐火砖与阴极碳块的距离为90mm。

2.耐火砖应紧靠槽壳，纵向砌筑，卧缝小于3mm，立缝小于2mm，灰浆饱满，全长

水平精度±2mm。

表5粘土质耐火砖规格及理化指标（GB4416-84）

项目

指标

RN-40

RN-36

AL2O3，％

不小于

耐火度，℃

1730

1690

0.2MPa荷重软化开始温度，℃

1350

1300

重烧线变化，％1350℃2h

＋0.1

－0.3

－0.5

显气孔率，％

不大于

常温耐压强度，MPa

不小于

表6粘土质耐火砖尺寸偏差及外观检查（GB4416-84）

项目

单位

指标

尺寸允许偏差

尺寸≤100mm

±1.5

尺寸＞100mm

±2

扭曲：

长度≤250mm

1.5

长度251-400mm

长度＞400mm

缺角：

深度不大于

缺棱：

深度不大于

溶洞：

直径不大于

渣蚀：

厚度不小于

在制品的一个面上允许有

裂纹：

宽度≤0.25

不限制

宽度0.26-0.5，长度不大于

宽度＞0.5

不准有

八、砌筑侧部炭块:

（紧靠槽壳干砌侧部炭块）

1.侧部炭块的规格及理化指标如表7、8；侧部炭块的外观检查要求与阴极炭块的相同。

2.砌筑前将槽壳上污垢和周围砖表面上的泥浆清理干净；准备砌筑的侧部炭块要事先磨好。

3.侧部炭块的砌筑为干砌，必须从角部开始作业，立缝小于0.5mm，卧缝小于3mm，相领侧部炭块错台（高度）之差不大于5mm。

4.侧部炭块加条在两大面第一块中进行，加工条宽度不小于180mm，侧部炭块的调整应由两端的角部侧块往中间进行。

5.角部炭块与槽壳间的背缝用粒度小于5mm的耐火颗粒填充并用撬棍捣实。

6.砌筑与调整侧部炭块，应使用木锤或胶锤和撬棍调整，严禁使用铁锤敲打，以防损伤炭块。

7.侧部炭块立缝和背缝用石膏浆灌满；若背缝超过30mm时，石膏浆中可加入粒度小于5mm的耐火颗粒混合灌入。

石膏浆配制应用35～42℃的温水调制，其配比为：

石膏：

水=4：

6（重量比），石膏初凝不早于3分钟，终凝不晚于30分钟。

表7侧部炭块的规格

长mm

宽mm

高（厚）mm

520±5

365±5

70±5

表8侧部炭块的理化指标（GB88744-88）

牌号

灰分

％

耐压强度

MPa

体积密度

g/cm3

真密度

g/cm3

BSL-C

不大于

不小于

1.54

1.90

九、冷扎固工艺

1.冷捣糊的加热搅拌

⑴冷捣糊的理化指标如表9。

表9冷捣糊的理化指标

牌号

灰分

％

电阻率

µΩ.m

挥发分

％

耐压强度

MPa

体积密度

g/cm3

真密度

g/cm3

不大于

不小于

PTLD-1

≤12

1.45

1.84

⑵人工将袋装冷捣糊料装入特制的糊料托盘中，用天车吊放入预热炉内进行加热。

⑶糊料入炉后，每隔30分钟送电加热10分钟，共四次，然后断电保温12小时，再每隔30分钟送电加热10分钟，共三次。

糊料的预热温度为40～60℃。

⑷将预热好的糊料从炉内吊出，并用叉车送至混捏锅下的轨道小车上；启动排烟通风机，将糊料加入混捏锅内。

⑸糊料入锅后送低温档加热，并进行搅拌，共三次，每次搅拌3～5分钟，糊料达40～60℃时，停止搅拌加热，待出锅。

⑹糊料出锅前，对糊料箱进行预热，预热温度为40～60℃，且每次出料均需预热。

⑺冷捣糊加热搅拌达到要求后，启动混捏锅升降装置，将糊料到入糊料箱中，采取保温措施后，用叉车送至施工现场。

⑻出糊结束后，应将混捏锅恢复原位，停排烟通风机，并把混捏锅内及工作现场清扫干净。

十、扎固方法：

1.立缝分八层、周围缝分七层行扎固；先扎固立缝二层，立缝与周围缝交替扎固进行。

2.扎固铺糊量及每层次厚度见表10

表10扎固铺糊量及每层次厚度

层次

一

二

三

四

五

六

七

八

铺糊高度

93～96

周围缝捣固厚度mm

80/50

93/55

立缝捣固厚度mm

3.用电加热片进行加热，使槽温控制在40--60℃。

4.阴极炭块加热前应将槽内清理干净，然后把电加热片（3350mm×500mm）装入各炭块立缝中及两侧（每槽用17组加热片），并按分组把线路接入专用配电盘进行加热作业。

5.连续加热时间为10～12小时，如因故停电，视其情况延长加热时间，加热片拆除后，用数字式测温计进行侧温。

6.测量阴极炭块加热温度，按炭块的排列顺序对第一、第九、第十六阴极炭块进行测量。

每块测其三点（炭块中间和两端100mm处）将实测的数据填入记录卡片，阴极炭块加热温度为40—60℃。

7.在测温达到要求后，进行吹风清扫作业。

8.操作人员和检查人员，进入槽内，鞋底必须保持清洁无灰尘，非工作人员严禁进入槽内。

9.扎固时用日产FR-32型捣固机（12台），移动式空压机（21m3/分）1台。

风流管气包风压不低于0.6MPa，扎糊压缩比不低于1.60：

1。

10.扎固区域的划分：

将阴极炭块十七条立缝和两小头，分为十二个专责扎固区。

11.在阴极炭块立缝和周围缝之间按定量加入糊后，即可开始扎固作业。

扎固次数不少于3个往复，捣固锤行程每次移动10mm左右；周围缝的捣固区接合处相互延伸扎固200mm左右，扎后每层表面无麻面。

周围缝与立缝交替进行扎固时，立缝与周围缝相接合处扎成楔型。

立缝使用立缝锤进行扎固；周围缝1～4层先用方锤进行扎固，再用平锤进行扎固及修整；扎固过程中，为使层与层的上下衔接牢固，每层扎完后用爪型锤再把每层表面打成麻面。

扎固铺糊量及分层见表10。

13.扎固炭帽（第8层）要在特制操作样板内进行，以防打坏炭块。

炭帽应高于阴极炭块上表面，但不得高出5mm，宽度为40mm，铲去炭帽两侧的毛边并用手锤压光，使之表面平整、光滑、无麻点。

14.从周围缝第5层开始扎斜坡，扎糊斜坡高于阴极炭块表面200～220mm，坡度为135度，斜坡上下各平扎80mm，底糊应盖压阴极炭块上表面。

15.在扎固作业全部过程中，要接受施工质量检查人员的检查，如有不妥之处立即更正或返工，否则停止施工，经检查合格后把扎固各部位的情况填入记录。

16.扎固完毕后，应对槽内进行清扫，并清理工作现场；把所有的筑炉机具和设备等均运回筑炉厂房指定地点。

十一、阴极小母线切割与焊接

1.切割阴极小母线

⑴阴极钢棒的切割：

为了干刨炉方便，在刨除周围耐火砖后，把阴极钢棒（距槽壳100～150mm）割断，当刨炉完毕再从槽壳外面切割小母线。

⑵在切割小母线前，先搭上绝缘的施工工作台，然后把小母线与阴极钢棒处，用压缩空气吹净，再进行施工。

⑶切割用乙炔发生器和氧气及金属机具、钢丝绳等。

⑷小母线切割：

为方便小母线焊接，切割小母线钢板分两次进行，先切阴极钢棒侧，从上往下（共19片小母线钢板）全部割通；为防止爆炸焊片过热，不连续切割爆炸焊片侧的小母线钢板，待冷却后再行切割修平。

2.焊接小母线钢板

⑴阴极小母线连接用6mm厚的钢板，其规格如表11。

表11阴极小母线钢板规格

序号

规格mm

91×90

87.5×90

84×90

80.5×90

77×90

73.5×90

70×90

序号

规格mm

66.5×90

63×90

59.5×90

56×90

52.5×90

49×90

45.9×90

⑵钢板剪切时需要长、宽方向尺寸不超过上表格给定值±1mm，阴极爆炸片的连接钢板在割除时应将爆炸片钢质面清除干净，爆炸片钢质面损坏不得超过原有爆炸片钢质面的1/4，否则应重新更换爆炸片。

⑶连接片的焊接

Ⅰ.阴极钢棒与小母线剩余5片钢板对位，如图4。

要求平直，下口留有2mm的焊缝，依次往上堆焊；为防止爆炸焊片过热，可以间断冷却再焊，分数次把待焊部分焊完，不准在焊肉内有杂质。

Ⅱ.从6～19片是用新钢板两端焊接，两端焊接不少于两次，不准有夹渣、裂纹、气孔等缺陷，依次焊完19片为止。

Ⅲ.。

阴极钢棒与爆炸焊片对位后，用第一片钢板（6×28×90）点焊定位，依次（1～19片）自上而下焊接。

Ⅳ.焊阴极小母线钢板时，爆炸焊片温度不准超过400℃（412～414℃铝、钢脱落），必要时可采取水或风冷却。

十二、槽沿板的焊接

1.槽沿板应采用A3材质的钢板剪切成（600—700mm）×120mm×10mm的钢板条。

2.钢板条应紧靠槽壳进行焊接，焊接为满焊，每条钢板上应加固3块压条，其尺寸如图1：

钢板条

2710

120

压条

图1

3.槽壳四个角部应采用R=400mm的扇段钢板进行满焊，扇宽为120mm,厚为10mm,在扇段钢板上加固5块压条，其尺寸如图6。

4.钢板条与钢板条（扇段钢板）之间应留有10mm的膨胀缝。

5.以上所有焊接为三级焊缝，不准有夹杂、断焊及裂纹。

十三、阴极软母线的修复

当在B侧第1、2、17、18组阴极软母线损坏超过3片（含3片）时，应将该束软带全部铲除，并重新补焊一束新软带。

其余各组软带损坏超过5片（含5片）时，应按上述方法重新补焊一束新软带。

13．阴极炭块组的制作

1.钢棒糊的破碎和加热

⑴按“除尘器——对辊式破碎机——斗提机——鄂式破碎机”的顺序，依次启动各设备，对钢棒糊进行破碎混合。

⑵将大块钢棒糊先用小风镐破为小块，然后从鄂式破碎机加料口加入，通过斗提到对辊式破碎机，使破碎后粒度达到5～8mm，并用天车将破碎好的料运至混捏锅顶部加料平台。

⑶糊料在未加入400m3混捏锅之前，应检查混捏锅内部是否清理干净，要检查线路与仪表，进行空运转，确认检查无误方可投料进行糊料加热。

⑷从加料平台向混捏锅内加入糊料，送低温档加热1小时。

⑸糊料加热1小时后送高温档进行加热，在糊料温度达到60℃时开始搅拌，每隔30分钟搅拌一次，每次搅拌3～5分钟。

⑹糊料加热至90℃时，每隔15分钟搅拌一次，每次搅拌3～5分钟，当糊料温度达到100±10℃时，停止搅拌加热，待出锅。

⑺破碎系统停车时应遵循“先启动后停车”或“后启动先停车”的原则。

⑻每台槽的糊料用量：

每台槽用糊量为1160～1200Kg（每个炭块组用糊量为72.5～75Kg）。

⑼钢棒糊的理化指标如表12。

⑽对糊料的管理，必须保持清洁无杂质，防止油、水的侵入，否则不能使用。

表12组装用钢棒糊的理化指标（YS65-93）

牌号

灰分

％

电阻率

µΩ.m

挥发分

％

耐压强度

MPa

体积密度

真密度

g/cm3

不大于

不小于

BSG11

9～13

1.44

1.87

2.阴极钢棒的砂洗

⑴对阴极钢棒的要求

Ⅰ.组装用阴极钢棒的材质和规格如表2。

Ⅱ.阴极钢棒的弯曲不得超过总长度的0.1％。

Ⅲ.阴极钢棒砂洗后，其表面应露出银灰色金属光泽。

Ⅳ.阴极钢棒砂洗后，其表面不得有灰尘油面。

表13阴极钢棒的材质和规格

材质

长mm

宽mm

高mm

圆角半径mm

A2或A3

1985±2

180±2

65±2

R=13±3

⑵对钢砂或钢丝段的要求

Ⅰ.钢砂：

Φ0.5mm为25％，Φ1mm为50％，Φ1.5mm为25％。

Ⅱ.钢丝段：

Φ1mm，长为1.5mm（钢砂为65％，钢丝段为35％）。

Ⅲ.阴极钢棒砂洗的速度为1.5m/min。

3.对阴极炭块的要求

⑴阴极炭块的规格和理化指标如表14、15。

表14阴极炭块的规格

长mm

宽mm

高（厚）mm

燕尾槽深mm

燕尾槽宽mm

3250±5

515±2

450±2

200±3

9±03

表15阴极炭块的理化指标（GB8744-88）

牌号

灰分

％

电阻率

µΩ.m

电解膨胀率

％

耐压强度

MPa

体积密度

g/cm3

真密度

g/cm3

不大于

不小于

BSL-1

1.2

1.56

1.90

BSL-2

1.4

1.54

1.87

⑵阴极炭块的外观与打音

Ⅰ.裂纹：

不允许有跨裂纹，工作面裂纹长度不大于60mm，宽度小于0.5mm不限制。

非工作面裂纹，允许有长度不大于100mm，宽度不大于0.5mm的裂纹。

Ⅱ.阴极炭块不准有掉渣和烧损及油污，受潮等现象。

Ⅲ.六个面均允许加工，但内部不得有中空现象和夹杂物。

Ⅳ.掉棱缺角：

在工作面上三个尺寸之和不大于100mm，不多于两处，其他各面三个尺寸之和不大于180mm，不多于两处。

Ⅴ.打音：

用1.5磅手锤轻打炭块三个大面和两端头（在同一部位上敲打）全部应发出均匀的清音。

否则，应按特殊检查处理。

4.阴极炭块和阴极钢棒的加热及测温

⑴除锈后的阴极钢棒和阴极炭块应在预热炉内进行加热。

⑵阴极炭块与阴极钢棒加热温度为90～110℃。

⑶对阴极钢棒测温的要求：

在阴极钢棒的两端750mm处为第一测温点和第三测温点，阴极钢棒中心点为第二测温点，对各点要测其阴极钢棒的上部和侧部中心位置各一处的温度，并做各点实测记录。

⑷对阴极炭块测温的要求：

在每组阴极炭块上（燕尾槽面上）测两个燕尾槽的底面与两侧上面，各测相同部位的三个点，并做各点实测记录。

5.阴极炭块和阴极钢棒的扎固组装

⑴阴极炭块的就位与吹风检查

Ⅰ.将阴极炭块用天车吊至扎固组装台上并安放好，随后迅速用压缩空气，把阴极炭块两个燕尾槽内及上表面的炭粉及杂物吹干净。

Ⅱ.再次对阴极炭块进行全面的检查，如不符合上述各项要求，不准进行扎固组装。

Ⅲ.用组装台上特制的装置将阴极炭块的两个端头用铁挡板顶紧。

⑵对捣固机和扎固锤头的要求

Ⅰ.用日产FR-25L型捣固机进行扎固组装，捣固机在使用前，必须经过检查、加油、试用无误后方可使用。

Ⅱ.扎固锤头必须按规定的种类（方锤和组装锤）、规格、顺序使用，要求各种扎固锤头平整无缺，表面光滑。

⑶捣固机总管风压不低于0.6Mpa，分流管风压不低于0.55Mpa。

⑷扎固时先在燕尾槽底部扎一层18～20mm厚的炭垫，然后放置阴极钢棒，炭块中间250mm的钢棒距离用方锤进行扎固。

⑸然后安放阴极钢棒，阴极钢棒的中心线必须与炭块燕尾槽中心线相吻合，偏差不大于5mm；阴极钢棒放好后与燕尾槽间的缝隙用立缝锤进行扎固；钢棒在组装后总长度偏差不大于15mm，弯曲度不大于3mm。

⑹组装中每次加糊后用样板尺刮平，进行捣固时要求不少于两个往返，捣固锤行程移动每次10mm左右，扎固压缩比为1.60：

1。

⑺组装阴极炭块时，应按定量进行加糊，分7层次扎固完成；扎固层次及铺糊量如表16。

扎完后炭块表面、糊与阴极钢棒均呈水平，且表面整洁、不允许有麻面。

⑻组装后炭块组的阴极钢棒允许低于炭块表面1mm，可用组合粉抹平，待干燥后搬运堆放，堆放不得高于4层。

⑼组装后炭块组表面水平精度为10mm。

⑽组装后阴极炭块组的质量要求

Ⅰ.导电性能：

用µ-Ⅱ型冷态电阻测量仪以炭块组的工作面和阴极钢棒露出端为两极进行测量，其电阻值不高于3.5mΩ（室温下）。

Ⅱ.外观：

由燕尾槽向外延伸的裂纹，宽度不大于0.5，长度不大于60，其它缺陷符合阴极炭

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