鋼纖維增強(qiáng)澆注料預(yù)制塊在陽(yáng)極焙燒爐爐墻上的應(yīng)用
白銀鋁廠白銀730900無(wú)f漿砌泥橫墻//火道蓋板/Kill/11I/i中層中右層預(yù)制板/預(yù)制板/illllll/I！/：/i-/卜石層頂制很八i異型磚爐墻預(yù)制塊爐墻注料預(yù)制塊替代傳統(tǒng)的小塊異型磚，在國(guó)內(nèi)尚屬首次。應(yīng)用結(jié)果表明，該方法在不改變焙燒技術(shù)條件的情況下，就可以完成陽(yáng)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(zhǎng)和施工方便等特點(diǎn)。
爐，應(yīng)用1刖言白銀鋁廠一期54室陽(yáng)極焙燒爐己運(yùn)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(shù)條件，又可在短時(shí)間內(nèi)完成陽(yáng)極焙燒爐的大修和改造工作，是我廠工程技術(shù)人員研宄的熱點(diǎn)和前沿課題。
2砌筑方法我廠與河南某耐火材料廠共同開(kāi)發(fā)研制出了鋼纖維耐火澆注料預(yù)制塊爐墻。它是采用上下各兩大塊，中間三大塊共計(jì)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(jiàn)。
應(yīng)用結(jié)果表明：鋼纖維耐火澆注料預(yù)制塊結(jié)構(gòu)焙燒爐焙燒出的陽(yáng)極無(wú)論是理化指標(biāo)還是使用情況，完全達(dá)到了傳統(tǒng)小塊磚結(jié)構(gòu)焙燒爐焙燒出的陽(yáng)極質(zhì)量要求，同時(shí)也滿(mǎn)足了電解工藝的使用要求。
3工藝與性能將制作預(yù)制結(jié)構(gòu)爐墻的散狀鋼纖維耐火澆注傳統(tǒng)異型磚與預(yù)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(dòng)成型后烘烤即可直接使用。預(yù)制塊和異型耐火磚理化性能列入表1.表1預(yù)制塊和異型磚的理化性能項(xiàng)目預(yù)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(qiáng)度/MPa由表1可見(jiàn)：預(yù)制塊的體積密度、耐壓強(qiáng)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(dāng)，但預(yù)制塊A1203含量比異型磚高出30%：1999一4使用條件陽(yáng)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(yù)制結(jié)構(gòu)爐墻與異型磚結(jié)構(gòu)爐墻焙燒出的陽(yáng)極質(zhì)量見(jiàn)表2.表2預(yù)制墻與磚墻焙燒陽(yáng)極質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目灰分真密度體積密度氣孔率比電阻/陽(yáng)。m耐壓強(qiáng)度/MPa預(yù)制墻1預(yù)制墻2磚墻由表2可見(jiàn)：預(yù)制結(jié)構(gòu)與異型磚焙燒爐焙燒的陽(yáng)極各項(xiàng)理化性能相當(dāng)，質(zhì)量?jī)?yōu)良。為實(shí)現(xiàn)不改變焙燒技術(shù)條件，在短期內(nèi)完成陽(yáng)極焙燒爐的大修和改造工作奠定了基礎(chǔ)。
經(jīng)過(guò)半年來(lái)對(duì)采用14條預(yù)制結(jié)構(gòu)爐墻的3個(gè)焙燒爐室的狀況觀察和綜合比較，我們認(rèn)為預(yù)制結(jié)構(gòu)爐墻有以下優(yōu)點(diǎn)：修爐時(shí)間縮短，節(jié)約人、財(cái)、物力。由于每條爐墻只用7大塊（重約7t）鋼纖維澆注料預(yù)制結(jié)構(gòu)替代了傳統(tǒng)的39層小塊異型磚（重約8t）在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體吊裝，工作時(shí)間從過(guò)去的16h縮減為6h，施工人員從過(guò)去的14人減少為8人，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
制作預(yù)制結(jié)構(gòu)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(chǎng)混合成半干物料分別置于7塊鋼質(zhì)模具內(nèi)，用振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)成型，與傳統(tǒng)砌爐用的小塊異型磚相比，具有制作簡(jiǎn)單低溫定型和使用方便等特點(diǎn)，避免了廠家制成后在運(yùn)輸和裝卸中造成的破損和浪費(fèi)問(wèn)題。
預(yù)制結(jié)構(gòu)爐墻內(nèi)含高強(qiáng)鋼纖維，不但具有韌性好、荷重軟化溫度高、高溫抗折強(qiáng)度高和抗熱震性好等特點(diǎn)，而且Al23含量高、抗侵蝕性好，延長(zhǎng)了爐墻壽命。在現(xiàn)場(chǎng)觀察到，經(jīng)歷半年焙燒周期預(yù)熱、焙燒、冷卻出爐到裝爐四個(gè)溫度變化的異型磚結(jié)構(gòu)爐墻的火道蓋板與39層磚結(jié)構(gòu)裂開(kāi)，兩頭翹起，爐墻中部下沉，鼓肚和變形嚴(yán)重，而預(yù)制塊結(jié)構(gòu)爐墻火道蓋板兩頭不翹起，爐墻基本無(wú)開(kāi)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(dǎo)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(yù)制塊結(jié)構(gòu)爐墻有許多異型磚結(jié)構(gòu)爐墻不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，替代異型磚結(jié)構(gòu)爐墻是生產(chǎn)所迫，符合白銀鋁廠生產(chǎn)實(shí)際，是非常必要而且可行的。
5使用結(jié)果通過(guò)對(duì)14條采用預(yù)制塊結(jié)構(gòu)爐墻焙燒的陽(yáng)極，先后在155kA預(yù)焙陽(yáng)極電解槽上使用達(dá)半年之久的跟蹤考核，很少見(jiàn)有陽(yáng)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(yáng)極重量、體積密度和耐壓強(qiáng)度都達(dá)到了使用要求，使用過(guò)程中陽(yáng)極的熱導(dǎo)率也相應(yīng)加，這對(duì)電解時(shí)的升溫速度非常有利。陽(yáng)極消耗速度經(jīng)計(jì)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(zhǎng)到27d噸鋁陽(yáng)極凈耗從500kg降低到目前474kg創(chuàng)歷史最好水平。
