电解槽阴极炭块加热方法及加热装置与流程

本发明涉及一种电解槽施工方法，具体的说，是涉及一种电解槽阴极炭块加热方法。

背景技术：

目前国内电解槽阴极炭块组装前的加热,多采用砌筑加热炉的方法进行，传统加热炉法施工流程，其工艺存在以下弊端：

（1）需要提前砌筑阴极炭块加热炉，占地面积大。

（2）加热炉加热时间一般需要12个小时左右，加热时间长、耗电量大。

（3）加热炉加热后的炭块二次搬运增加施工成本，且容易造成材料的破损。

（4）由于施工前一日需要将阴极炭块吊运进加热炉内进行整晚的加热，加热时间长，耗电量大，并且次日施工工程量受前日加热的阴极炭块数量的制约，可能造成窝工现象，造成人力资源的浪费。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，提高施工效率，降低施工成本，降低能源消耗，安全可靠的电解槽阴极炭块加热方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种电解槽阴极炭块加热方法，包括如下步骤：

钢棒砂洗；

天车将检验合格的阴极钢棒吊运到砂洗平台上，推到砂洗车间；

砂洗车间要具备引风机，将车间内石英砂灰尘抽到外部的除尘车间，通过软连接将引风机与除尘装置连接起来；

除尘装置内的喷淋设备将灰尘污染降到排放标准才允许进行施工，剩余的灰尘通过管道排入大气中；

施工人员手持风管将喷砂嘴对准砂洗面进行钢棒砂洗；

每次砂洗以10根为一组，当一面砂洗至其表面露出银灰色金属光泽即为合格，然后使用钢棒翻转器翻动钢棒，砂洗另一面，直至全部砂洗合格；

材料加热；

糊料加热；

使用约1000L的混捏锅加热钢棒糊，加热过程中施工人员使用红外线测温仪进行温度控制，对加热好的糊料倒入保温箱内保存待用；

钢棒、炭块加热

使用加热炉提前一天进行阴极钢棒的加热；

使用加热帽进行阴极钢棒和阴极炭块的加热；

阴极炭块组装步骤；

天车将炭块吊运到组装平台上，组装前使用压缩空气将炭块槽内吹扫干净，确保没有灰尘杂物后方可开始铺料；

施工人员将石墨粉倒入炭块槽内，并使用刮板将石墨粉刮平；

刮平后天车将吹扫干净的钢棒吊运到炭块槽内，开始扎固钢棒糊；

施工人员使用捣固枪将阴极炭块与阴极钢棒用钢棒糊进行组合；

槽底砌筑；

测槽底标高然后开始对槽壳放线，在槽体侧壁上画出所有耐火材料标高控制线；

铺设由陶瓷纤维和硅酸钙保温板构成的绝热板；

铺绝热板从槽横轴线中心线往两端铺，不铺成通缝，并用木锤轻轻的打紧；

缝隙应不大于1mm，并用干式防渗料填满绝热板与槽壳四周的空隙；

干法砌筑保温砖；

一层保温砖在硅酸钙板上干砌，层间砖缝交错；

砖缝用氧化铝粉填满，保温砖距槽壳的四周填充干式防渗料；

装填、压实干式防渗料；

将物料倒入槽内，边加料边杷平，铺满全槽；

用刮板刮平；在刮平的物料上覆盖塑料布；

覆盖铁板，两板重叠200mm；

用振捣机振捣。振捣机直线进行；

运行路线周边-纵向-横向；确保边部和角部捣实；

阴极炭块组的安装；

在炭块组伸出端的钢棒上预先安好窗口板，并将钢棒用牛皮纸裹紧，然后进行安装作业；

调整炭块组时严禁撬棍损伤炭块和棒孔挡板，棒孔挡板与槽壳靠严，以防填充料漏出；棒与挡板间留空隙；

炭块组之间的缝隙误差为±0.5mm，相邻两炭块顶面标高差不超过±5mm，长度误差不大于10mm；

阴极钢棒与挡板边缘之间缝隙用水玻璃石棉腻子塞满；腻塞棒孔后，炭块组不准移动；

下炭块时，为防止损坏干式防渗料，在其上方临时铺钢板；

槽周围砌筑；

槽体短侧轻质浇注料施工；

短侧浇注轻质浇注料；

轻质浇注料加入后用插入式混凝土振动器震动，至表面露出浮水为止；

浇注后用袋子或者塑料薄膜覆盖，养生时间不少于24小时；

浇注后浇注料的表面呈水平，表面不平整度不大于2mm ；

大面紧靠槽壳侧部钢板，干砌一层陶瓷纤维板和一层低强保温砖，总厚度为85mm；

在保温砖上铺一层塑料薄膜；

短侧和大面的浇注料，浇注后表面呈水平，其表面不平整度不大于2mm；

在浇注料上面砌一层δ=65mm的耐火砖找平；

侧部炭氮化硅结合块砌筑；

砌筑前将槽壳上的污垢和周围砖表面上的泥浆清理干净，准备砌筑的侧部块两侧预先磨平；

侧部块砌筑为干砌，必须从角部开始作业，安排为A、B、C、D四角，且AB与CD为长侧边。AC、BD为端头短边，四个角炭块砌好后，从A角开始延顺时针方向开始砌筑，在B角处合门；

角部炭块和侧部块的背缝用氧化铝粉填充，扎固之后背缝还需二次填充；

炭糊扎固；

扎固立缝；

电解槽加热前应用压缩空气将槽内清理干净，然后进行加热作业，立缝加热采用自制加热管进行加热，每道立缝放置一组加热管，每组加热管由3根加热管组成；

加糊层次及捣固尺寸；

扎固周围缝；

周围糊扎固至第四层后，其面与长侧浇注料层表面平；

分前后两部分进行，接缝设在短侧；

与糊接触部位均喷涂一层稀释沥青，厚度为0.5mm左右；

槽长侧各分6次扎完，槽短侧分10次扎固；

斜坡分3次捣固，工作时捣固机风压不低于0. 6MPa，压缩比为（1.6～1.8）:1；

扎固斜坡时，为使层间衔接牢固，用爪型捣锤把表面打成麻面，然后再铺糊扎固。周围糊接头处需用火焰加热器烘烤，不准将糊烧成炭化物，加热温度为90～115℃；

扎周围糊最后一层的上表面靠底炭块侧其表面高度与立缝碳帽同高，并压进碳块表面约10mm，边侧用手锤压光使表面平整光洁、无麻面。

所述钢棒糊加热温度范围为100℃±10℃。

所述阴极钢棒预热温度为100℃±10℃，在距钢棒两端部650mm处和中央各测1点，并使其表面清洁；钢棒和炭块的加热时间冬季不低于12h，夏季不低于10h，温度范围控制在100℃±10℃。

一种阴极炭块加热装置，包括阴极炭块和矩形箱体，所述矩形箱体侧壁和顶部封闭，底部开口，所述矩形箱体内沿长度方向设置有加热管；

所述矩形箱体内设置有定位支架；

定位支架上部与矩形箱体顶部相连接；

所述加热管设置在定位支架上；

所述定位支架上设置有定位凹槽；

加热管嵌入定位凹槽内；

所述定位支架插入阴极炭块的凹槽内；

所述矩形箱体将阴极炭块扣在矩形箱体的空腔内；

矩形箱体左侧端面的上部设置有左侧把手；

矩形箱体右侧端面的上部设置有右侧把手；

所述左侧把手和右侧把手分别为两个，左侧把手包括左侧前部把手和左侧后部把手；右侧把手包括右侧前部把手和右侧后部把手。

所述建热管由2-3层构成，每层加热管的数量为3-5支。

所述定位支架为2-3组。。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明电解槽阴极炭块加热方法，结构简单，操作方便，降低工人劳动强度，提高施工效率，缩短工期，安全可靠，提高施工质量，降低工程成本。

本发明电解槽阴极炭块加热方法，去掉砌筑加热炉环节，采用加热帽对阴极炭块进行加热。只需要根据工程量和进度计划，合理安排加热帽的数量即可。

本发明电解槽阴极炭块加热方法，阴极炭块加热工艺几乎不需要占地，直接将加热帽盖在阴极炭块上进行加热；加热时间短、耗电量小，可以随用随加热；避免阴极炭块的二次倒运，可直接加热到场的阴极炭块；不受已加热好的阴极炭块数量的影响，每日施工量灵活，对于时间紧任务重的大修工程，亦可采用倒班连续施工。

附图说明

图1是本发明电解槽阴极炭块加热方法工艺流程图；

图2是本发明阴极炭块加热装置的俯视结构示意图；

图3是图2的A-A剖视结构示意图；

图4是图2的B-B剖视结构示意图；

图5是本发明阴极炭块加热装置的阴极炭块剖视结构示意图；

图6是本发明阴极炭块加热装置去掉加热管的剖视结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1、阴极炭块 2、矩形箱体

3、加热管 4、定位支架

5、定位凹槽 6、阴极炭块的凹槽

7、矩形箱体的空腔 8、左侧把手

9、右侧把手。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1-6可知，一种电解槽阴极炭块加热方法，包括如下步骤：

钢棒砂洗；

天车将检验合格的阴极钢棒吊运到砂洗平台上，推到砂洗车间；

砂洗车间要具备引风机，将车间内石英砂灰尘抽到外部的除尘车间，通过软连接将引风机与除尘装置连接起来；

除尘装置内的喷淋设备将灰尘污染降到排放标准才允许进行施工，剩余的灰尘通过管道排入大气中；

施工人员手持风管将喷砂嘴对准砂洗面进行钢棒砂洗；

每次砂洗以10根为一组，当一面砂洗至其表面露出银灰色金属光泽即为合格，然后使用钢棒翻转器翻动钢棒，砂洗另一面，直至全部砂洗合格；

砂洗好的钢棒好防雨防潮措施，下部垫50×50mm的木方子；

材料加热；

糊料加热；

使用约1000L的混捏锅加热钢棒糊，加热过程中施工人员使用红外线测温仪进行温度控制，对加热好的糊料倒入保温箱内保存待用；

钢棒、炭块加热

使用加热炉提前一天进行阴极钢棒的加热；

使用加热帽进行阴极钢棒和阴极炭块的加热；

阴极炭块组装步骤；

天车将炭块吊运到组装平台上，组装前使用压缩空气将炭块槽内吹扫干净，确保没有灰尘杂物后方可开始铺料；

施工人员将石墨粉倒入炭块槽内，并使用刮板将石墨粉刮平；

刮平后天车将吹扫干净的钢棒吊运到炭块槽内，开始扎固钢棒糊；

施工人员使用捣固枪将阴极炭块与阴极钢棒用钢棒糊进行组合；

阴极钢棒轴向中心线必须与炭块钢棒槽轴向中心线相吻合，偏差不准超过炭块长度的1‰，即不大于3.38mm，钢棒组装后总长度偏差不大于±15mm，弯曲度不大于3mm。

层次 一次 二次 三次 四次 五次 六次 七次

捣固后厚度(mm) 35 35 35 35 30 30 30。

捣固时的风压不低于0.6Mpa；扎固压缩比为：（1.6～1.8）:1。

组装后测量炭块表面和钢棒表面，钢棒表面与阴极炭块表面间距0-3mm，不能突出阴极炭块。

捣固锤行程每次移动1cm左右，严禁捣锥打坏炭块。防止异物进入糊内。

槽底砌筑；

测槽底标高然后开始对槽壳放线，在槽体侧壁上画出所有耐火材料标高控制线；

铺设由陶瓷纤维和硅酸钙保温板构成的绝热板；

铺绝热板从槽横轴线中心线往两端铺，不铺成通缝，并用木锤轻轻的打紧；

缝隙应不大于1mm，并用干式防渗料填满绝热板与槽壳四周的空隙；

干法砌筑保温砖；

一层保温砖在硅酸钙板上干砌，层间砖缝交错；

砖缝用氧化铝粉填满，保温砖距槽壳的四周填充干式防渗料；

装填、压实干式防渗料；

将物料倒入槽内，边加料边杷平，铺满全槽；

用刮板刮平；在刮平的物料上覆盖塑料布；

覆盖铁板，两板重叠200mm；

用振捣机振捣。振捣机直线进行；

运行路线周边-纵向-横向；确保边部和角部捣实；

检查捣实物料表面状况及高度，要求表面呈水平状，其平面度公差为△2mm，其高度公差为△±1.5mm；

应将干防渗料放置于干燥处，防止进水；刮平物料后才能振捣，否则捣实料表面会出现松散料斑块；刮平的物料表面，禁止人踩；物料捣实后尽量减少人在上面走动。若不能马上安装阴极炭块组，应保护其表面不遭破坏；捣实后的干防渗料厚度按设计图纸要求，装填的散料高度按生产厂家提供的压缩比经现场检验后确定。

阴极炭块组的安装；

在炭块组伸出端的钢棒上预先安好窗口板，并将钢棒用牛皮纸裹紧，然后进行安装作业；

调整炭块组时严禁撬棍损伤炭块和棒孔挡板，棒孔挡板与槽壳靠严，以防填充料漏出；棒与挡板间留空隙；

炭块组之间的缝隙误差为±0.5mm，相邻两炭块顶面标高差不超过±5mm，长度误差不大于10mm；

阴极钢棒与挡板边缘之间缝隙用水玻璃石棉腻子塞满；腻塞棒孔后，炭块组不准移动；

下炭块时，为防止损坏干式防渗料，在其上方临时铺钢板；

槽周围砌筑；

槽体短侧轻质浇注料施工；

短侧浇注轻质浇注料；

轻质浇注料加入后用插入式混凝土振动器震动，至表面露出浮水为止；

浇注后用袋子或者塑料薄膜覆盖，养生时间不少于24小时；

浇注后浇注料的表面呈水平，表面不平整度不大于2mm ；

大面紧靠槽壳侧部钢板，干砌一层陶瓷纤维板和一层低强保温砖，总厚度为85mm；

在保温砖上铺一层塑料薄膜；

短侧和大面的浇注料，浇注后表面呈水平，其表面不平整度不大于2mm；

在浇注料上面砌一层δ=65mm的耐火砖找平；

侧部炭氮化硅结合块砌筑；

砌筑前将槽壳上的污垢和周围砖表面上的泥浆清理干净，准备砌筑的侧部块两侧预先磨平；

侧部块砌筑为干砌，必须从角部开始作业，安排为A、B、C、D四角，且AB与CD为长侧边。AC、BD为端头短边，四个角炭块砌好后，从A角开始延顺时针方向开始砌筑，在B角处合门；

砌筑质量要求立缝小于0.5mm，卧缝小于1mm，背缝小于2mm，错台小于3mm。

砌筑和调整侧部块应使用木锤敲打，严禁使用金属锤敲打。以防损伤侧部块。侧部块与槽壳间缝隙使用耐火泥浆填实。

角部炭块和侧部块的背缝用氧化铝粉填充，扎固之后背缝还需二次填充；

炭糊扎固；

扎固立缝；

电解槽加热前应用压缩空气将槽内清理干净，然后进行加热作业，立缝加热采用自制加热管进行加热，每道立缝放置一组加热管，每组加热管由3根加热管组成；

一台电解槽放置25组，按每天扎固2台电解槽计算，一共需要加热器50组。

冬季加热时间不小于12h，夏季加热时间不少于10h，加热温度控制为100±10℃。扎固铺糊前再次进行吹风清扫；测量阴极炭块加热温度，每块阴极炭块各测三点；非工作人员禁止进入槽内，作业人员鞋底必须保持干净；极炭块立缝均涂一层沥青和煤焦油，厚度0.5mm左右；按量加糊，应用样板刮平，再进行扎固作业。扎固一次不少于两个往复，立缝分八次扎完，上面三次需用导板导向捣固，以防打坏炭块，工作点风压不低于0.6Mpa，压缩比为（1.6～1.8）:1；扎固炭帽要在模板内进行，以防打坏炭块。炭帽应高出阴极炭块上表面，但不得超过5mm，宽度50mm，铲去二侧毛边并用手锤压光，使表面平整、光滑、无麻面。

加糊层次及捣固尺寸（立缝）；

第一次、第 二次、第三次、第四次、第五次、第六次、第七次、第八次的捣固后厚度（mm）依次为：65、 65、 65、 65 、65、55、50和55 mm；

扎固周围缝；

周围糊扎固至第四层后，其面与长侧浇注料层表面平；

分前后两部分进行，接缝设在短侧；

要求周围缝加热应用火焰加热器烘烤，加热前应进行吹风清扫，加热温度为90～115℃（分前后区两部分在两头和中央各测三点）。

与糊接触部位均喷涂一层稀释沥青，厚度为0.5mm左右；

槽长侧各分6次扎完，槽短侧分10次扎固；

斜坡分3次捣固，工作时捣固机风压不低于0. 6MPa，压缩比为（1.6～1.8）:1；

扎固斜坡时，为使层间衔接牢固，用爪型捣锤把表面打成麻面，然后再铺糊扎固。周围糊接头处需用火焰加热器烘烤，不准将糊烧成炭化物，加热温度为90～115℃；

扎周围糊最后一层的上表面靠底炭块侧其表面高度与立缝碳帽同高，并压进碳块表面约10mm，边侧用手锤压光使表面平整光洁、无麻面。

所述钢棒糊加热温度范围为100℃±10℃。

所述阴极钢棒预热温度为100℃±10℃，在距钢棒两端部650mm处和中央各测1点，并使其表面清洁；钢棒和炭块的加热时间冬季不低于12h，夏季不低于10h，温度范围控制在100℃±10℃。

一种阴极炭块加热装置总成，包括阴极炭块1和矩形箱体2，所述矩形箱体2侧壁和顶部封闭，底部开口，所述矩形箱体2内沿长度方向设置有加热管3；

所述矩形箱体2内设置有定位支架4；

定位支架4上部与矩形箱体2顶部相连接；

所述加热管3设置在定位支架4上；

所述定位支架4上设置有定位凹槽5；

加热管3嵌入定位凹槽5内；

所述定位支架4插入阴极炭块的凹槽6内；

所述矩形箱体2将阴极炭块1扣在矩形箱体的空腔7内；

矩形箱体2左侧端面的上部设置有左侧把手8；

矩形箱体2右侧端面的上部设置有右侧把手9；

所述左侧把手和右侧把手分别为两个，左侧把手包括左侧前部把手和左侧后部把手；右侧把手包括右侧前部把手和右侧后部把手。

所述建热管3由2-3层构成，每层加热管的数量为3-5支。

所述定位支架4为2-3组。

（1）加热帽现场制作，其制作成本低，选材方便，亦可安装温度监控设备，有效的控制阴极炭块加热温度，避免加热温度不够以及过热等问题。

（2）对阴极炭块进行加热，当日施工前半小时将加热帽盖在清理干净的阴极炭块上，接通电源，加热过程中随时测量加热温度，待温度达到规范和设计要求的温度即可（约半小时）。此时关闭电源，把加热帽移至其他阴极炭块上进行加热。

（3）将加热好的阴极炭块吊运至组装位置进行阴极碳块组的制作。

（4）加热帽对阴极炭块加热到规范和设计要求一般需要30分钟左右,而完成一块阴极炭块组的制作大约需要15分钟左右,因此两个加热帽即可满足无限循环使用的要求。

本发明阴极炭块加热装置，结构简单，解决了阴极炭块加热工序中的占地的问题，缩短了加热时间，只需在阴极炭块组装前加热半个多小时就能满足施工设计要求的温度；在满足设计要求的同时节省了电力资源、降低了工人的劳动强度，减少阴极炭块的吊运次数，降低施工成本，提高施工效率。

本发明阴极炭块加热装置施工注意事项：

（1）加热帽的制作要做好绝缘处理，防止漏电对人员造成伤害。

（2）在阴极炭块加热温度达标后转移加热帽时要切断电源，严禁带电操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。