[0001]
本发明涉及工程材料和有色冶金技术领域，具体公开了一种铝电解槽槽壳制造方法。
背景技术：
[0002]
伴随电解铝行业电解槽绿色节能发展，电解槽体积和电流容积的大型化，电流强度160ka升级到600ka，电解槽的电流热效应不断升级，最高工作温度达从室温到400℃，承载热膨胀负荷不断增加，最高达到200吨/延米。
[0003]
目前大部分电解铝企业的电解槽整个槽壳任然使用q235b和q345b钢板制造，该制造技术采用的钢板不具有抗石墨和耐高温特性，造成大型电解槽发生大量变形，使用寿命达不到标准要求的一半，电解槽服役完一个周期后槽壳焊缝出现大量的碳化造成二次无法焊接维修。部分铝厂采用具有抗石墨和耐高温特性的高寿命电解槽钢lcj600、lcj550、lcj460，有效的解决了以上问题，但整体制造电解槽使用高寿命抗石墨化电解槽钢板价格昂贵，没有有效的区别电解铝过程中电解槽不同部位承受的温度和载荷的不同，所需钢板性能应该不同，造成电解槽槽壳制造过程中选择的电解槽钢板性能要么富余量过大造成本的上升产生浪费现象，要么钢板性能富余量过小不满足服役条件造成电解槽槽壳寿命降低。为此，我们提出一种铝电解槽槽壳制造方法。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的主要是针对上述现有技术现状，提出一种铝电解槽槽壳制造方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]
为了实现所述目的，本发明具体采用如下技术方案：
[0006]
一种铝电解槽槽壳制造方法,其特征在于：包括以下步骤：
[0007]
s1.电解槽槽型确定；
[0008]
s2.服役条件确认；
[0009]
s3.槽壳用钢板选型；
[0010]
s4.焊接制造。
[0011]
优选地，所述s1中电解槽槽型电流强度为80ka-600ka，具体为200ka、240ka、350ka、400ka、500ka、600ka五种槽型。
[0012]
进一步地，所述s2中i≤240ka电解槽，电流热效应和热膨胀力相对较小，电解槽槽壳工作温度室温到250℃，对电解槽钢板的高温性能要求较低，对石墨化性能有所要求；i≥500ka电解槽，电流热效应和热膨胀力明显增高，电解槽槽壳工作温度室温到400℃，承载热膨胀负荷最高达到200吨/延米，对电解槽钢板的高温性能和石墨化性能均有较高要求；240ka-400ka电解槽服役条件和对电解槽钢的要求介于以上两种范围电解槽之间。
[0013]
所述i为电流强度。
[0014]
优选地，所述i＝240ka电解槽时，电解铝过程中电流热效应造成电解槽槽壳工作
温度不断生产，槽壳底部温度达到60-100℃，中部温度达到150-200℃，槽梆温度达到100-150℃，槽底和槽壳中部承受的热膨胀力相对较小达到50-80吨/延米。
[0015]
优选地，所述i＝500ka电解槽，电解铝过程中电流热效应造成电解槽槽壳工作温度不断生产，槽壳底部温度达到70-140℃，中部温度达到200-300℃，槽梆温度达到120-180℃，槽底和槽壳中部承受的热膨胀力相对较小达到80-120吨/延米。
[0016]
优选地，所述i＝500ka电解槽，电解铝过程中电流热效应造成电解槽槽壳工作温度不断生产，槽壳底部温度达到70-140℃，中部温度达到200-400℃，槽梆温度达到150-200℃，槽底和槽壳中部承受的热膨胀力相对较小达到90-200吨/延米。
[0017]
进一步地，所述s3中i≤240ka电解槽，槽壳工作温度室温到250℃，电解槽ab侧温度最高，选择lcj460，其他部位选择lcj460或q345b；i＝240ka-400ka电解槽，槽壳工作温度室温到300℃，电解槽ab侧温度最高，选择lcj550，其他部位选择lcj460；i≥500ka电解槽，槽壳工作温度室温到400℃，电解槽ab侧温度最高，选择lcj550或lcj600，其他部位选择lcj460或lcj550；
[0018]
优选地，所述中槽壳底部温度60-100℃、热膨胀力50-80吨/延米，选择钢板q345b，槽壳中部即ab侧温度150-200℃、热膨胀力50-80吨/延米，选择钢板的最低级别为lcj460级别，槽梆温度达到100-150℃、承受的热膨胀力相对较小，选择钢板lcj460。
[0019]
优选地，所述中槽壳底部温度70-140℃、热膨胀力80-120吨/延米，选择钢板lcj460，槽壳中部ab侧温度200-300℃、热膨胀力80-120吨/延米，选择钢板lcj550级别，槽梆温度达到150-200℃、承受的热膨胀力相对较小，选择钢板lcj460。
[0020]
优选地，所述中槽壳底部温度70-140℃、热膨胀力90-200吨/延米，选择钢板lcj460，槽壳中部ab侧温度200-400℃、热膨胀力90-200吨/延米，选择钢板lcj600可以满足或最低选择常规加厚的lcj550，槽梆温度达到150-200℃、承受的热膨胀力相对较小，选择钢板lcj460。
[0021]
所述的ab侧为槽壳承受高温和载荷的一侧。
[0022]
所述在槽壳承受高温和载荷的ab侧选择相对耐高温性能富余量大的钢板，槽壳其他部位选择相对ab侧低一个级别钢板。
[0023]
进一步地，所述s4中焊接选择常规焊接方式，埋弧焊或者气保焊。
[0024]
优选地，所述焊丝必须选择含有铬、钼、钨等耐高温和抗石墨特性的焊丝。
[0025]
优选地，所述的lcj600、lcj550、lcj460气保焊使用er55-d2或er55-b2焊丝气保焊使用er55-d2或er55-b2焊丝。
[0026]
优选地，所述的埋弧焊使用h08mnmoa或h10crmo焊丝。
[0027]
现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0028]
1)一种铝电解槽槽壳制造方法，解决了电解槽槽壳不同型号不同部位承受不同服役条件下的钢板的选型问题，在少增加或微增加电解槽钢壳材料基础上，实现电解槽槽壳整体抗石墨特性和寿命的提高，为电解铝行业节省成本。
[0029]
2)一种铝电解槽槽壳制造方法，不仅解决了不同槽型关于电解槽所需钢板的选型问题，而且解决了制造过程具体的焊接方法和焊丝种类选型问题，为电解铝企业电解槽低成本、高性能制造提供了提供了指导和服务。
[0030]
3)一种铝电解槽槽壳制造方法，解决一个具体型号电解槽不同部位用钢选型问
题，在槽壳承受高温和载荷的ab侧选择相对耐高温性能富余量大的钢板，槽壳其他部位选择相对ab侧低一个级别钢板，在电解槽整体使用寿命不降低的前提下实现了制造成本的降低。
具体实施方式
[0031]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施实例。
[0032]
为了实现所述目的，本发明具体采用如下技术方案。
[0033]
电流强度160ka到600ka电解槽，槽壳最高工作温度达从室温到400℃，最高承载热膨胀负荷达到200吨/延米，为了有效的区别电解铝过程中电解槽不同部位承受的温度和载荷的不同，在槽壳承受高温和载荷的ab侧选择相对耐高温性能富余量大的钢板，节省制造成本，槽壳其他部位选择相对ab侧低一个级别钢板，在电解槽整体使用寿命不降低的前提下实现了制造成本的降低，同时配套相应的焊接方法和焊材选择。为了达到上述目的，本发明的所述一种铝电解槽槽壳制造方法包括以下步骤：
[0034]
实施例1
[0035]
制造工艺：电解槽槽型确定+服役条件确认+槽壳用钢板选型+焊接制造。
[0036]
240ka铝电解槽槽壳低成本高性能设计制造方法
[0037]
服役条件确认：240ka电解槽，电解铝过程中电流热效应造成电解槽槽壳工作温度不断生产，槽壳底部温度达到60-100℃，中部温度达到150-200℃，槽梆温度达到100-150℃，槽底和槽壳中部承受的热膨胀力相对较小达到50-80吨/延米。
[0038]
槽壳用钢板选型：依据服役条件，槽壳底部温度60-100℃、热膨胀力50-80吨/延米，选择钢板q345b可以满足要求，槽壳中部即ab侧温度150-200℃、热膨胀力50-80吨/延米，选择钢板至少lcj460级别方可满足服役条件，槽梆温度达到100-150℃、承受的热膨胀力相对较小，选择钢板lcj460可以满足要求。
[0039]
槽壳焊接制造：槽壳主体结构全部采用埋弧焊，焊接选择h08mnmoa，主体结构之外全部采用气保焊，焊丝选择er55-d2，具体焊接过程依据钢结构焊接规范、气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝标准、埋弧焊丝用碳钢焊丝和焊剂标准。
[0040]
实施例2
[0041]
400ka铝电解槽槽壳低成本高性能设计制造方法
[0042]
服役条件确认：500ka电解槽，电解铝过程中电流热效应造成电解槽槽壳工作温度不断生产，槽壳底部温度达到70-140℃，中部温度达到200-300℃，槽梆温度达到120-180℃，槽底和槽壳中部承受的热膨胀力相对较小达到80-120吨/延米。
[0043]
槽壳用钢板选型：依据服役条件，槽壳底部温度70-140℃、热膨胀力80-120吨/延米，选择钢板lcj460可以满足要求，槽壳中部即ab侧温度200-300℃、热膨胀力80-120吨/延米，选择钢板lcj550级别方可满足服役条件，槽梆温度达到150-200℃、承受的热膨胀力相对较小，选择钢板lcj460可以满足要求。
[0044]
槽壳焊接制造：槽壳主体结构全部采用埋弧焊，焊接选择h08mnmoa，主体结构之外全部采用气保焊，焊丝选择er55-d2，具体焊接过程依据钢结构焊接规范、气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝标准、埋弧焊丝用碳钢焊丝和焊剂标准。
[0045]
实施例3
[0046]
450ka铝电解槽槽壳低成本高性能设计制造方法
[0047]
服役条件确认：500ka电解槽，电解铝过程中电流热效应造成电解槽槽壳工作温度不断生产，槽壳底部温度达到70-140℃，中部温度达到200-400℃，槽梆温度达到150-200℃，槽底和槽壳中部承受的热膨胀力相对较小达到90-200吨/延米。
[0048]
槽壳用钢板选型：依据服役条件，槽壳底部温度70-140℃、热膨胀力90-200吨/延米，选择钢板lcj460可以满足要求，槽壳中部即ab侧温度200-400℃、热膨胀力90-200吨/延米，选择钢板lcj600可以满足或最低选择常规加厚的lcj550方可满足服役条件，槽梆温度达到150-200℃、承受的热膨胀力相对较小，选择钢板lcj460可以满足要求。
[0049]
槽壳焊接制造：槽壳主体结构全部采用埋弧焊，焊接选择h08mnmoa或h10crmo，主体结构之外全部采用气保焊，焊丝选择er55-d2或er55-b2焊丝，具体焊接过程依据钢结构焊接规范、气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝标准、埋弧焊丝用碳钢焊丝和焊剂标准。
[0050]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。