电解铝厂混合炉耐火材料维修

混合炉是电解铝企业铸造工序的重要工装，是对电解铝液进行熔炼的专用设备。近年来，随着电解铝企业产能的不断提升，混合炉规格也逐渐向大型化的方向 发展。

耐火浇注料以其优越的抗铝液渗透性能、抗冲击性能、较强的抗热震性能及较低的挂渣性能，得到了广泛的应用 。但浇注料使用是存在一个施工工艺和烘炉技术的问题，如果这两项没有做好的话，也是会影响炉衬的最终使用寿命。当浇注料内衬发生破损或者发生渗漏时，大多数企业会选择整体拆除、重新浇注的方式进行大修，这样的话不仅费用昂贵，并且还存在较长的工期。

今天以西北某电解铝企业铸造车间的一台50t混合炉炉墙破损为例，说一下局部小修的方式。

西北某电解铝企业铸造车间一台50t混合炉运行6年后，烧嘴侧炉墙熔池部分墙体浇注料发生大面积酥松、破损，开裂较为严重。如继续使用存在漏炉的安全隐患。综合该炉其余内衬情况以及实际生产需求，决定仅对破损面炉衬进行拆除，并重新砌筑。

混合炉小修工艺过程

1、拆除

拆除过程中由人工作业，不能采用机械破拆，避免损伤非目标区域炉衬。拆除顺序自上而下进行，先拆除耐火砖，再逐步清理工作层、防渗层和保温层。墙体拆除过程中要注意旧砖墙咬茬处不可破坏，确保在砌筑新墙体时新I13墙体砖仍能再次咬茬，以增强牢固性。在清除炉池部分墙体与炉底工作层及另一墙体的浇注料凸凹衔接缝口时，不能破坏旧墙的凸凹衔接口。如果凸凹衔接口己发生损坏，则将工作层以下的防渗层、保温层向炉底中心方向再掏挖100mm左右，做为炉底层与新墙体的衔接凸凹槽。

因混合炉内衬表面长时问在高温、高腐蚀性环境下工作，材料性质已严重劣化，表面变得疏松，在清理时，应将新旧浇注料接茬区域表面疏松部分多清理100～200mm。此外，需将接茬区域周边的金属铝清理干净，否则在烘炉时，浇注料产生收缩缝后，熔化的铝液会渗入缝隙，对炉衬造成不可逆破坏。

2、砌筑

(1)施工顺序

从底向上砌筑，由外向内砌筑。先在炉墙钢壳上辅一层10～20mm石棉板，代替原设计使用的60mm厚保温棉。再用轻质浇注料砌筑保温层，一次性全部砌筑完成。待保温层砌筑完，达到八成干后，再采用防渗浇注料砌筑防渗层，一次性全部砌筑完成。待防渗层达到八成干后，再采用KSJ一85高强浇注料砌筑工作层。各类浇注料的使用应严格按产品技术说明书执行。

(2)工艺要点

1)为保证工作层抗热胀性，减少应力破坏，采用分块砌筑的方式，将墙体均分为四块进行砌筑，减少墙体整体的热变形量。施工时先砌相隔两块，待两块达八成干后再砌相邻两块，每块之间留10mm的伸缩缝。

2)工作层要与炉底内衬中清理的凸凹槽相嵌，在浇灌浇注料时，顺其自然衔接，以增加新旧墙体之间的衔接密封性，确保在使用过程中铝液没有直通缝隙[4]。在各层砌筑中，应全部用振动棒振动夯实，避免存在气泡或缝隙。

3)将新墙体与炉壳之间的保温棉改为石棉板，利用石棉板可压缩量较低的性质，抑制在炉温上升后新修墙体受热膨胀向外部位移的趋势，尽量控制新、旧墙体接茬处缝隙大小。

4)新修墙体与炉底采用墙包底的方式浇筑，将炉底工作层包围进炉墙内侧。且底部新修部分不再砌筑保温层与防渗层，整个墙体熔池部分全部采用高强浇注料浇筑，使其全部为工作层，以保证新修炉墙稳固，并对旧炉底一端呈一定的托举状态。

5)炉池上部砖墙之间缝隙采用氧化铝灌注密封。

3、烘炉

完成墙体整体砌修后，要进行墙体烘干处理，即烘炉。因为是新砌墙体，烘炉时应保证足够的低温烘炉时间，以提高烧注料的黏合强度。烘炉温度室温～400℃，时间为4～6天，主要是排除施工过程中加入的游离水。烘炉中温控制在400~700℃，时间可以相对缩短，该阶段主要是排除浇注料自身的结晶水，提高浇注料自身强度及硬度，以达到设计要求。烘炉高温区时间控制在1～2天，最高温度不超过850℃。

烘炉曲线

大型铝用浇注料混合炉可以通过小修的方式对内衬破损部位进行局部处理，这样能减少资金投入(能减少大修费用的80%)和缩短工期(工期至少缩短50%)。在小修过程中要注意的是，新旧材料间的性能或许存在差异，因此在修补时要严格控制修补工艺，保证结构的稳定和新旧材料接茬处的紧密性。