专利名称：铝液保持炉炉内衬浇筑方法
技术领域：
本发明涉及一种铝电解企业原铝熔炼及保温设备的内衬浇筑方法，尤其是 一种铝液保持炉炉内衬烧筑方法。
背景技术：
铝液保持炉的主要功能是接收电解原铝、熔化冷材、调配铝液成分并保持 铝液温度，为铸造生产设备提供合格品质的铝液。国内众多铝厂的保持炉，在
设计上大多保留60年代从日本引进的粘土质耐火砖、高铝质耐火砖和硅澡土相 结合使用的炉内衬结构。该种砖砌炉内衬结构存在寿命短、施工难度大、施工 工期长及保温效果差等弱点。究其原因
1. 在进行炉内衬高铝砖砌筑时，施工精度再高，高铝砖之间不可避免地存 在一定的缝隙，以至炉子内衬整体性差，气密性和抗渣性也难以满足长期生产 工艺的要求。
2. 砌砖所用的耐火泥浆须在120(TC以上才能烧结，新保持炉烘炉的最高极 限温度才100(TC,而保持炉日常工作温度则更低(680°C ~ 850°C ),砌筑用的耐
火泥浆在保持炉日常工作温度和烘炉温度下均不能有效烧结，以至炉子内衬整 体性差，气密性和抗渣性也难以满足长期生产工艺的要求。
3. 保持炉日常生产时温度控制在680。C 85(TC区间内，且频繁波动，非正
常时(如清炉、停炉等)，炉温的变化区间则更大，由于炉温的大幅波动引起的 热胀冷缩，使砖砌体产生不可逆的永久性线性收缩，致使砖缝加大，以至炉子 内衬整体性差，气密性和抗渣性也难以满足长期生产工艺的要求。
从保持炉的实际使用情况看，与铝液接触的炉底和炉沿斜坡内衬以上拱和 起包的损坏形式最为严重。从大修的保持炉内衬损坏情况分析发现，破损的形 式主要是熔蚀破坏，表现为髙铝砖下之衬体层包夹有大量的铝，衬体层之材质 完全发生了变化。由此推断，生产过程中，铝液不断从高铝砖块之间的缝隙渗 入，高铝砖下之衬体层逐渐被熔蚀破坏，随着衬体的破坏，铝液的渗入量不断加剧，高铝砖层不断被上拱、起包，严重时炉底部的衬体、保温层乃至炉壳被 熔蚀破坏，影响正常的生产作业，被迫停炉大修。
据统计，中铝广西分公司电解铝厂自1994年8月第一台保持炉投入使用以 来，保持炉内衬平均寿命仅为1200天，比设计值的1825天低625天，其中4 #炉两次大修间隔仅为580天，大大低于设计水平，且每次的保持炉内衬大修 施工时间长达60天以上。
发明内容
为了克服砖砌炉内衬结构存在寿命短、施工难度大、施工工期长及保温效 果差等不足，本发明釆用不定形耐火材料整体浇筑方法浇筑铝液保持炉内衬， 以达到解决砖砌炉内衬存在缺陷的目的。
本发明所釆取的技术方案是
根据保持炉各部位功能的不同，选用不同的筑炉材料和筑炉工艺。 选用不同功能型材料综合筑炉，着重解决的是与铝液接触的(容池)炉墙
和炉底及炉沿斜坡的内衬材料。通过对不定形耐火材料的有关性能进行试验、
研究得出
(1) 不定形耐火材料浇筑的内衬无接缝、无开裂，内衬整体结构好，能有 效阻击铝液渗入衬体，而且不存在炉底高铝砖上抬现象。
(2) 低水泥结合浇筑料(不定形耐火材料)强度具有低、中、高温强度呈 阶梯式提高，整体结构强度大。
(3) 不定形耐火材料施工方便，可满足各种复杂结构的施工。
(4) 根据铝液保持炉中熔体的主要成分(Al)和微量成分(Fe、 Si)，及其 共熔体成中性偏酸的特点，选择以Ah03为主要成份，Fe203杂质含量低，在中 温区(900 100(TC)强度达60Mpa以上的高强高铝刚玉质低水泥浇筑料为炉底 及炉沿斜坡最上部的内衬材料。
(5) 为更加有效地隔热和阻击铝液渗入，借鉴近年来，干式保温防渗料在
电解槽上广泛应用，基于保持炉内的工作环境条件优于电解槽工作环境条件， 在炉底部红砖的上部捣打 一层BFS-II型千式防渗料。技术特征是
选用不同功能型材料，按材质分4层次进行炉底内衬综合砌筑，最底层为
红砖，第二层即红砖的上部捣打一层干式防渗料，第三层为轻质隔热浇筑料， 最上层即第四层为低水泥高强浇筑料。
所述的最底层即第一层为红砖砌筑，标高120mm,砌筑时砖缝间用普通水泥 浆填满，炉底红砖每5m2的表面平整度《5mm,砖缝《5mm,砌筑完毕后自然干燥 48小时。
所述的红砖层上部捣打一层厚度为113隱的BFS-II型干式防渗料。 所述的干式防渗料上浇筑一层LBQ-0.8轻质隔热浇筑料，其厚度为100mm。 所述的轻质隔热浇筑料层上浇筑一层LBG-70低水泥高强浇筑料作为炉底的
最上层，其厚度为230腿。
所述的BFS-II型干式防渗料捣打，其压缩比在20 ~ 25 % 。
所述的LBQ-0. 8轻质隔热浇筑料的配制，按轻质浇筑料比粘结剂=1: 0.34
的配合比，加水量按浇筑料总量的25%添加。
所述的LBG-70低水泥高强浇筑料的配制，按高铝浇筑料粘结剂=1: 0.08，
加水量按浇筑料总量的6. 7 %添加。 本发明的积极效果
本发明可有效的提高保持炉的使用寿命，将原大修周期延长一倍以上，即 使保持炉的寿命延长一倍以上，即可节省大修费用20多万元。
本项目总投资为24.2万元，而釆用耐火砖砌筑的保持炉投资为28.5万元， 本发明直接节约筑炉资金4. 3万元。
筑炉施工时间从原来的60天缩短到35天，可以使大修的保持炉尽快地投 入使用。
由于保持炉大修次数的减少，可以减少因大修保持炉时产生的耐火制品材 料等工业废制品的数量，对实现环境保护和可持续发展的目标具有良好的社会 意义。
本发明适用于铝液保持炉内衬的砌筑，可以在铝行业广泛推广，具有简化筑炉工序和延长炉子寿命的效果。
图1为保持炉炉底内衬结构示意图。
图2为高铝浇注料施工缝设置示意图。
图中，l为红砖，2为干式防渗料，3为轻质浇注料，4为高铝浇注料，5为 施工缝。
具体实施例方式
以下结合实施例作详细说明。 (1)保持炉内衬施工方案的确定
为确保保持炉的容量，保持炉炉底内衬总厚度与改造前保持一致，总厚度 为563mm,炉底内衬按材质分4层次施工。最底层为120mm厚的红砖。为更加有
效地隔热和阻击铝液渗入，在第二层即红砖的上部捣打一层厚度为113腿的BFS-n型干式防渗料，第三层为LBQ-0.8轻质隔热浇筑料，其厚度为IOO腿。最上层 即第四层为LBG-70低水泥高强浇筑料，其厚度为230腿。
保持炉(容池)炉墙内衬分两层施工，总厚度为580mm。其中最里层(靠钢 框架)为LBQ-O. 8轻质浇筑料，其厚度为350mm，主要作用是隔热及保温。炉墙 的外层釆用LBG-70高铝浇筑料，其厚度为230mm,主要作用是抗炉气的侵蚀及 承受热辐射。
保持炉砌筑流程
①炉底红砖的砌筑，②炉底干式防渗料填铺，③炉底干式防渗料的振实， ④炉底轻质浇筑料浇筑，⑤炉底高铝浇筑料浇筑， (熔池)炉墙轻质浇筑料 浇筑，⑦(熔池)炉墙高铝浇筑料浇筑，⑧炉墙粘土质耐火砖的砌筑，⑨自然 干燥。
(2)施工要求 (2.1)炉底红砖的砌筑 保持炉炉底红砖砌筑两层，标高120mm，砌筑时砖缝间用泥浆填满，炉底红 砖每5012的表面平整度<5!11111，砖缝《Smm。砌筑完毕后自然干燥化小时。(2. 2)炉底干式防渗料的施工
干式防渗料的施工时要求分四步进行。第一步浇筑前准备根据炉底干式
防渗料的各部分施工厚度，施工前制作好模具并安装好，模具的安装要求支撑
牢固，各标高尺寸准确；第二步将干式防渗料填铺于炉底，松铺厚度为135mm; 第三步是使用机械振动棒对干式防渗料进行振动，将干式防渗料充分振实，使 压缩比达到20 - 25 %,振实作业时，按炉底及斜坡先后顺序进行；第四步，振 实后自然养护24小时，然后拆除模具。
注压缩比振实前g二^后厚度^概
振实刖厚度
(2. 3 )炉底轻质浇筑料(LBQ-O. 8 )的浇筑
将轻质浇筑料、粘结剂倒入强制搅拌机内搅拌混合3 5分钟，混匀后加水 再充分搅拌4 5分钟。浇筑料的配制按轻质浇筑料粘结剂=1: 0. 34的配合 比配制，加水量按浇筑料总量的25%添加。注意配制浇筑料时，每次配制300kg 以下为宜，确保搅拌均匀并保证每盘浇筑料能在搅拌好30分钟内使用完。搅拌 结束后将配制好的浇筑料灌注到模具下，边灌注边插入振动棒进行振捣，振捣 时要紧密不得出现蜂窝、麻面。
炉底及斜坡轻质浇筑料施工不留量施工缝，因浇筑量很大，必须连续作业， 不得随意留设施工缝。
(2.4)炉底高铝浇筑料(LBQ-0. 8)的浇筑
高铝浇筑料的配制按高铝浇筑料粘结剂=1: 0.08，加水量按浇筑料总量 的6.7%添加，其搅拌工艺与轻质浇筑料相同。
炉底高铝浇筑料按炉子纵向长度分为三块，分三次浇筑。但分割处浇筑料 缝不能上下贯通。
(3 )(非容池)炉墙粘土质耐火砖的砌筑
与铝液接触的(容池)炉墙，其上部到炉顶500mm的高度釆用粘土质耐火 砖砌筑(属普通工艺，不作详述)。砌筑时耐火砖与炉顶面留设10~20腿膨 胀缝，缝内用硅酸铝纤维毡填塞满。
权利要求
1、一种铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于选用不同功能型材料，按材质分4层次进行炉底内衬综合砌筑，最底层为红砖，第二层即红砖的上部捣打一层干式防渗料，第三层为轻质隔热浇筑料，最上层即第四层为低水泥高强浇筑料。
2、 根据权利要求l所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的最底层即第一层为红砖砌筑，标高120mm,砌筑时砖缝间用普通水泥浆填满， 炉底红砖每5i!^的表面平整度《5mm，砖缝《5隨，砌筑完毕后自然干燥48小时。
3、 根据权利要求l所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的红砖层上部捣打一层厚度为113讓的BFS- II型干式防渗料。
4、 根据权利要求l所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的干式防渗料上浇筑一层LBQ-O. 8轻质隔热浇筑料，其厚度为IOO画。
5、 根据权利要求l所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的轻质隔热浇筑料层上浇筑一层LBG-70低水泥高强浇筑料作为炉底的最上层， 其厚度为230mm。
6、 根据权利要求3所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的BFS-II型干式防渗料捣打，其压缩比在20 ~ 25 % 。
7、 根据权利要求4所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的LBQ-O. 8轻质隔热浇筑料的配制，按轻质浇筑料比粘结剂=1: 0. 34的配合比， 加水量按浇筑料总量的25%添加。
8、 根据权利要求5所述的铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其特征在于所述 的LBG-70低水泥高强浇筑料的配制，按高铝浇筑料粘结剂=1: 0.08,加水 量按浇筑料总量的6. 7%添加。
全文摘要
本发明公开了一种铝液保持炉炉内衬浇筑方法，其根据保持炉各部位功能的不同，选用不同功能型材料，按材质分4层次进行炉底内衬综合砌筑，最底层为红砖，第二层即红砖的上部捣打一层干式防渗料，第三层为轻质隔热浇筑料，最上层即第四层为低水泥高强浇筑料。本发明不仅能使保持炉的寿命延长一倍以上，而且还将筑炉工期从原来的60天缩短到35天，同时直接节约筑炉资金4.3万元。
文档编号F27D1/16GK101319850SQ200810073690
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者赵昌坡, 陈德广, 黄祖云 申请人:中国铝业股份有限公司