电厂钢厂耐火材料施工方案.docx
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电厂钢厂耐火材料施工方案
十技术文件
10.1总则
10.1.1本技术文件书适用于内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司铝合金续建项目工程电解槽用重质浇注料、干式防渗料、防渗浇注料
10.1.2本技术文件未尽事宜,由买、卖双方协商确定
10.2材料指标及生产
10.2.1材料使用环境及要求
极端最高气温:
+37.4℃
极端最低气温:
-39.6℃
年平均气温:
0.5℃
年平均气压:
911.1mbar
厂区海拔标高:
890m
年平均相对湿度:
66%
全年主导风向为西北风
年最大风速:
30m/秒
地震烈度:
6度
安装地点:
电解车间电解槽
技术性能要求
干式防渗料技术参数
单槽需用量:
10m3/槽
1、最高使用温度:
1500℃;
2、振实密度:
1920~2020kg(以2000kg/m3计算);
3、加热时线性变化:
110℃无,
816℃体积稳定;
4、化学成分:
SiO2+Al2O3≥80%
SiO251%~59%
Fe2O31.5%~3.5%
5、导热系数:
200℃≤0.34W/m.k
420℃≤0.39W/m.k
650℃≤0.43W/m.k
800℃≤0.55W/m.k
6、电解反应率:
≤13%
防渗浇注料技术参数
单槽需用量:
6055kg/槽
最高使用温度1500℃,
每立方米干料重2000kg,
加热时线性变化:
110℃0
816℃-0.1~-0.4%
900℃-0.1~-0.5%
耐压强度:
816℃8~16MPa
断裂模数:
816℃1.0~2.5MPa
导热系数:
204℃≤0.54W/m.k
429℃≤0.58W/m.k
649℃≤0.64W/m.k
871℃≤0.70W/m.k
化学成分:
SiO245.0~55.0%,
Al2O337.0~47.0%,
TiO21.0~2.5%,
Fe2O31.0~3.0%,
CaO5.0~8.0%。
重质浇注料技术参数
单槽需用量:
912kg/槽
组成
Al2O3
(%)
体积
密度
g/cm3
耐压
强度
MPa
烧后线变化(%)
导热系数
(w/m.k)
使用温度
(℃)
骨料
结合剂
轻质粘土砖
高铝水泥
35~45
2.0~2.65
12~28
0.4~5
0.5~0.8
1000~1300
10.2.2供应耐火材料性能指标
10.2.2.1干式防渗料技术参数
化学成分
SiO2+Al2O3
%
>85
SiO2
>55
Fe2O3
<2.5
施工用水量
%
7-8
振实密度
g/cm3
2.0
最高使用温度
℃
1500
电解反应率
%
≤12
导热系数
200℃
W/(m﹒k)
0.30(实测值)
420℃
0.34(实测值)
650℃
0.40(实测值)
800℃
0.50(实测值)
加热时线性变化
110℃
%
无
816℃
体积稳定
本材料由不同粒级、不同种类的耐火原料科学级配混合而成的不定型散状耐火材料。
运用化学抗渗机理,有效抑制和减缓了铝电解过程中渗透的电解质和蒸气对电解槽下部保温层的破坏作用。
具有如下优越性能:
1、简化筑炉施工,节约人力和节省时间。
干式防渗料在筑炉中以散料直接铺放压实,来替代传统铺氧化铝和砌筑耐火砖层,省时省工70%,且具有良好的内衬整体性能。
2、保证电解槽具有良好的保温性能和合理的热平衡。
由于电解质渗透被阻挡,保温层不被破坏,电解槽运行期间(尤其运行后期),保温性能基本不发生变化,可保证槽电压相对稳定、热分布合理、效能提高。
实践证明:
采用干式防渗料和使用传统材料筑炉,同比槽寿命可延长一年以上,电解槽运行后期电流效率可提高0.5%以上。
3、二次修槽时,底部保温层可重复使用。
电解槽破损后,干刨去掉碳块和部分防渗料反应层,补充部分防渗料后可直接铺放碳块,无需更换下部保温层。
4、有效解决了电解槽设计中保温层上表面底于800℃的设计难题。
电解槽保温设计中的一个难题是如何保证保温层上表面温度低于800℃,采用粘土耐火砖铺三层也满足不了这一点,加氧化铝层可达到此要求,但其抗电解质渗透性能差,一旦与电解质作用后,导热性增加,保温砖上表面温度升高,温度与进一步渗蚀的电解质共同作用,造成保温层被破坏。
而干式防渗料其导热率只有耐火砖的1/3,并且在同电解质的作用中,生成高粘度的露石层,有效地抑制和减缓电角质的继续渗蚀,采用该材料代替耐火砖就满意的解决此问题。
10.2.2.2防渗浇注料技术参数
化学成分
Al2O3
%
<44
SiO2
>55
TiO2
<1.0
Fe2O3
<1.5
CaO
<2.0
施工用水量
%
7
1000℃烧后体积密度
g/cm3
2.0
最高使用温度
℃
1500
常温强度
抗折
MPa
>6
抗压
>70
烘干强度110℃×24h
抗折
MPa
>8
抗压
>70
烧后强度1000℃×3h
抗折
MPa
>10
抗压
>80
导热系数
204℃
W/(m﹒k)
0.50(实测值)
429℃
0.54(实测值)
649℃
0.60(实测值)
871℃
0.65(实测值)
断裂模数
816℃
MPa
2.0(实测值)
耐压强度
816℃
MPa
14(实测值)
加热时线性变化
110℃
%
0.00(实测值)
816℃
-0.2(实测值)
900℃
-0.25(实测值
由本公司开发的防渗耐火浇注料是选用合理的铝硅系原料,引入复合剂和多种添加剂的低水泥浇筑料,具有较高的强度,较低的显气孔率和较小的平均孔径,较少的用水量。
在使用过程中,能与电解液反应,形成玻璃体覆盖层,具有优良的防渗性能,施工方便。
10.2.2.3重质浇注料技术参数
组成
Al2O3
(%)
体积
密度
g/cm3
耐压
强度
MPa
烧后线变化(%)
导热系数
(w/m.k)
最高使用温度
(℃)
骨料
结合剂
轻质粘土砖
高铝水泥
35~45
2.1~2.45
15~30
0.4~5
0.5~0.6
1300
本公司生产的重质浇注料选用优质骨料、合理配级使其性能稳定,耐压强度高,烧后线变系数小,耐高温,施工方便。
供货时提供:
材料清单、工厂试验报告、产品合格证等
10.3技术服务
10.3.1售后技术支持
根据业主要求派专业技术服务人员到现场指导安装,直到工程完工,协助买方按标准检查安装质量,处理安装投运过程中出现的问题。
在质保期过后,积极协助买方在日常生产工作中碰到的问题。
出现问题,接到买方通知后24小时内派技术人员到现场,协助解决问题。
五年内公司有新技术新的施工工艺将无偿指导买方。
10.3.2配件支持
在设备投运后,买方所需配件按投标报价价格执行。
如买方有急需配件时保证在3个工作日内到货。
10.3.3培训
序号
培训内容
计划人
月数
培训教
师资质
人数
地点
备注
1
1.1现场维修理论培训
1.2设备结构特点和主要技术性能
1.3系统操作和日常保养及定期维护
1.4设备故障诊断和排除
1.5诊断工具和专用工具的使用
1.6设备项目修理和大修理计划的制定及修理技能
120人/月
时间为1个月
工程师
二级
建造师
2
业主方
2
现场操作培训
在设备验收后在买方现场为买方培训操作、维修人员和其他人员,为期五个工作日。
10.4包装、运输和储存
依据国标GBT15545-1995《不定形耐火材料包装、标志、运输和储存》进行包装、运输和储存
10.4.1包装
25公斤一袋以塑料编织袋为外包装,以塑料密封袋为内包装。
产品制造完成并通过试验后及时包装,并符合铁路、公路和海运部门的有关规定。
10.4.2运输
卖方负责办理运输并承担所有费用及风险,运输途中防水、防潮。
交货时间:
其中2183吨干式防渗料、661吨防渗浇注料和99吨重质浇注料于2012年4月1日前全部到货;其余按买方现场要求随时发货。
交货地点:
汽车运输1)霍煤鸿骏铝电有限责任公司铝合金续建工程建设指挥部仓库;
2)内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司铝厂仓库
火车运输:
1)扎哈淖尔站五栋房铝厂专用线
2)霍林河站转内蒙古霍煤鸿骏铝电公司铝厂专用线
10.4.3储存
耐火材料抵达施工现场和仓库后必须妥善保管,保持存储环境干燥,保持包装完整,以免混入其他杂质影响材料性能。
应该进行分牌号堆放,避免混淆方便施工
10.5施工及验收
10.5.1施工准备
1.1临时设施布置
具体布置见生产临建平面布置图,临建设施的保温耐火材料堆放场地要求场地周围排水畅通,要求平整、防雨、并易于耐火材料的存放。
铝槽施工平台设置搅拌棚,安装搅拌机两台,对保温和耐火浇注料进行现场搅拌。
施工时应保持场地清洁,不得有泥沙、石灰、硅酸盐水泥等其它杂物混入浇注料中,并要求与浇注料接触的所有工具和设备不得粘有上述物质。
1.2材料检验
对进场的耐火材料、保温材料除检测报告(按供货技术协议),还应有材料名称、施工说明等:
1.3水源
现场施工用水用同一母管从甲方提供的地点接管。
母管用φ2.5/钢管接到施工现场,施工所用的水应是新鲜、干净的饮用水(最好为软化水),水中含氯量应小于50ppm,水应控制在5℃~30℃之间。
1.4施工用电
从一级配电盘进行施工电源总控制,然后设五块二级盘分别引至用电现场,二级盘上再分别接出流动配电箱,金属罩壳加工场地、木工棚设二级配电盘。
10.5.2、耐火材料施工一般方法及措施
2.1支模及拆模
2.1.1一般规定
(1)气动浇注,振动浇注,自流平浇注等方法安装耐火材料时需要模具。
(2)模具在使用前应彻底清洁并做防水处理。
(3)模具间连接缝应平整无阶梯、密封紧固,以防止振打时发生耐火材料从模件缝中渗出。
(4)在进行模具安装时,应进行润滑或涂上特殊的模件油以防止模具黏着耐火材料。
(5)模具应用钢制或木制的刚性防水的材料制成;采用木模时应采用不低于10毫米的多层板,对于有严格弧度要求的部位可采用不低于5mm的模板,但在支设时应保证做到不涨模、不跑模。
(6)模板应具有足够的承载强度、刚度和稳定性,应能承受浇注料的重量和压力引起的振动,在安装耐火材料时不会发生弯曲和破裂,还要方便模具的拆卸。
(7)模具支设应保证衬里结构和各部位尺寸符合设计文件要求,
(8)模具支设好后预留的浇注口应足够大,可以在上部看到耐火材料的自由表面。
(9)对于有些需仰面支模施工的部位,不易浇注捣实,可采取割开顶棚铁板,加开施工孔浇注。
2.1.2开孔部位的模具要求
(1)炉墙开孔应以可拆卸的密封的模具堵住。
塞子应是微锥形(内小外大,方便拆卸),可采用木模或用薄钢板卷制的异型模,正好堵住开;
(2)塞子表面应稍涂重油或用塑料封住,以防粘住;
(3)塞子在耐火材料最终成型后才能取出;
(4)管道弯头、开孔接管或分段衬里的接口等特殊部位的模具。
2.1.3安装模板前的质量检查验收要求
在安装施工模板前应注意检查以下几个质量环节:
(1)锚固件的焊接质量是否达标;
(2)锚固件的布置是否符合要求;
(3)硅酸钙板的粘贴施工是否平整、无缝隙;
(4)硅酸钙是否已经采取防水隔离措施;
(5)制作的施工模板尺寸、规格是否符合图纸尺寸要求。
2.1.4大面积立面浇注的模具要求
(1)模具可用钢模或木模,每次支模高度以300~500mm为宜,最大为1000mm;
(2)模具与器壁的距离应等于设计衬里厚度,其允许误差为±5mm;
(3)每层模具不宜一次注滿,预留10mm~20mm,待上层模具安装后再浇注;
(4)若施工较大面积的耐火内衬,不能一次进行耐火材料的浇注,应将其分成多个较小的工作区域。
其面积大小的划分取决于在浇注料凝固前施工完毕的时间。
不过最大的面积不宜大于1㎡。
在已浇筑的耐火材料凝固后,可移走模具并且对相邻的区域进行浇筑。
形成的缝叫施工缝。
但对于膨胀缝,再进行下一区域浇筑前,应安装某些可压缩性材料。
2.1.5耐火浇注料模具的拆除
(1)首先应进行锤击声音试验。
若在耐火内衬材料上锤击出清脆的声音,证明耐火材料已经有效的硬化,可拆除模件。
开始拆除一小部份模件以检查是否所有的耐火内衬材料均已硬化。
通常耐火材料在带模养护时间越长,其效果会更好。
所以,浇注完毕最好带模自然养护至少24小时,待浇注料凝固后具备拆模强度后才能拆模。
(2)按规定,侧模(不承重模具)应在浇注料强度达到设计强度等级的50%时方可拆除;底模(承重模具)应在浇注料强度达到设计强度等级的70%时方可拆除;
(3)异型模、斜模拆除后,应切除多余的衬里浇注料。
(4)拆模后应继续自然养护后或保湿养护,待浇注料达到常温强度后即可进行热养护。
2.2耐火浇注料的混合搅拌
耐火浇注材料均是干料供货的,在安装使用前加水或其它搅拌液进行混合搅拌。
经过搅拌工序后才开始施工。
2.2.1一般规定
(1)应该使用整袋的耐火材料,不能使用已经打开、损坏的和受湿的材料。
(2)两个不同制造者生产的材料不能混合,两个不同的材料也不能混合。
(3)材料中不能再加入水泥、石灰石等任何添加剂(除钢纤维),除非经制造商批准。
(4)袋子里有结块或渗水的耐火材料不能使用。
在耐火材料的运输和储存过程中,可能会压成块,这种结块可以用手轻轻搓开,不会影响耐火材料的性能。
(5)材料的混合、输送和安装应遵守制造商推荐的关于特定材料的混合温度范围。
适当的混合温度可保证浇注料的物理性能。
(6)安装者应为合适的混合温度制造必要的温度控制措施。
(7)若非材料制造商规定,从加入水开始总的混合时间不能少于3分钟且不能超过5分钟。
对低、超低和没有粘合剂的耐火材料,混合时间是决定材料最终物理特性的主要因素。
(8)每一次混合的耐火材料的数量根据工作量安排,每次用量不宜过大,以确保混合的材料在成型前安装。
(9)耐火材料放出混合器后,应立即输送到安装现场。
混合、加水、输送和耐火材料的施工时间间隔应遵照材料制造商规定。
(10)在混合料的输送过程中,应采取措施防止材料分离。
2.2.2加水
在混合机里加水量应根据耐火材料的实际重量来定,应按照材料使用说明书中的参考加水量进行加水。
水泥行业常用耐火浇注料施工加水量见各部位施工方案推荐表。
加水量应以批准的安装程序中规定的体积或重量精确计量。
搅拌施工所用的水应是新鲜、干净的水,水应控制在5℃-40℃之间。
水中氯离子含量不超过50PPM,PH值在6.5到7.5之间。
加水量应参照施工说明中的加水量执行,准确计量。
在可施工的条件下,应尽量少用水,以达到更好的性能。
2.2.3搅拌
搅拌是非常重要的工艺程序,因为它对内衬质量起到决定性的影响。
使用正确的搅拌设备、注视正确的搅拌时间以及使用正确数量的搅拌液等都是非常重要的。
耐火浇注料应采用强制式搅拌机搅拌,搅拌机的转速不低于18转/分为佳,不允许采用人工进行搅拌,要使用下图的强制搅拌机。
搅拌设备及搅拌效果
搅拌控制:
为达到耐火材料的均匀分布,在不加水的情况下干搅拌30-60秒,然后再加80%的水。
余下的水,要仔细测量,以加到使稠度获得最佳的效果。
对所指示的用水量可以有些细微的变化。
对于重质材料,搅拌用水量可允许有最大±0.5%的误差。
可通过“稠度试验”来确定正确的加水量。
检查有两种办法:
手球试验法:
加完水分以后,浇注料在手中形成一个“球”。
如果此“球”:
粉碎分开:
表明浇注料的加水量不够;
轻微流动:
浇注料的加水量正如设计要求;
立即流动:
浇注料的加水量太高。
2.2.4、耐火浇注料振动浇注方法
从搅拌机中出来的耐火浇注料的闲置时间应在浇注料初凝时间范围内,一般不应超过45分钟。
已初凝或无流动性的浇注料不能使用。
浇注时,将已拌好的浇注料倒入模具内,应用振动棒连续振动到缝隙被压实和翻浆密实,将气泡赶出以消除衬里空隙。
若使用插入式振捣器,应慢慢取出振捣器以使耐火材料不形成孔洞。
若发现有大量的耐火材料下陷并在表面上产生许多小汽泡,说明振打良好。
若出现沸腾,应停止振打因为有发生分凝的危险。
若采用插入式振捣器振捣时,振捣棒移动间距宜不大于锚固钉间距;若采用表面振捣器振捣时,其移动间距应保证振捣器能覆盖已振实部分的边缘。
若要在已经振打层上浇筑新耐火材料层,则应尽可能深的插入振打器,以使两层耐火材料相互粘合良好。
除施工缝处外,振捣棒插入下层耐火浇注料的深度不小于50mm,具体的振捣示意图可见下图。
若从模件外侧进行振捣,则需要非常稳定的设计。
重要的是要有效的把振动传递到耐火浇筑材料。
另外,外部振打器应布置良好,以保证由振打器产生的振荡波能达到耐火材料的各个区域。
振打将持续到获得良好的振打效果才能停止。
若振打时间过长,有可能发生耐火材料分凝的现象。
振捣示意图
2.3.混料
按照实际用量确定一次的搅拌量,搅拌时先倒入所拌轻质料,再加结合剂,预先干混2-3分钟,使轻质料与结合剂均匀混合,外观基本一致。
然后加入总用水量的80%左右,最后视料浆干湿程度补充水分,继续搅拌3-5分钟,在满足施工和易性的条件下,严格控制加水量,一般为干料量的40-50%,整个搅拌时间控制在5-8分钟。
每次搅拌好的料,使用时间不得超过30分钟,根据施工部位及施工方式合理调加水量。
2.4施工
在施工浇注时,厚度在100mm以上可采用人工捣实法成型,用木棒打实即可。
支设模板部位施工时,也可用小型振动棒振捣,但振捣时间不宜过长,以避免轻质颗粒料上浮导致密度不均。
厚度薄时可用手工直接涂抹上,并相应降低水份,防止塌落或产生空穴孔洞。
2.5.脱模
通常在施工结束后12小时(冬季为24小时)后方可脱模,脱模时须轻轻敲打模板,防止野蛮拆模而损伤浇注料和模板。
因轻质保温浇注料施工水份大,需经2天以上的自然养护(注意通风排湿)后方可进行耐磨耐火层的施工。
10.5.3耐火材料的验收
5.3.1耐火材料及其锚固件必须有到货产品合格证才能用于施工。
5.3.2衬里膨胀缝的宽度最大允许误差为:
±2mm,尤其应确保膨胀缝处的冷态间隙尺寸符合要求。
5.3.3墙体不平整度为每米不大于5mm,全墙不超过±15mm。
浇注模板应安装牢固、无位移和松动现象;模板表面应光滑,并涂刷脱模剂;模板间拼接严密。
5.3.4搅拌耐火材料时配比必须准确,配料误差率≤3%,尤其应严格控制加水量。
5.3.5拌好的耐火浇注料在施工就位之前的存放时间不得超过30分钟,保温浇注料在施工就位之前的存放时间不得超过30分钟。
5.3.6耐火浇注料及保温浇注料的正常可脱模时间原则上应在24小时以后,气温较高的地区或季节则至少应在12小时以后。
。
5.3.7各项记录齐全,资料齐备。
10.6质量保证
10.6.1所供不定型耐火材料提供一年质保,质保期内免费跟换。
质保期后免费提供相应的技术支持。
10.6.2订购的新型产品满足本规范书外,卖方提供产品的鉴定证书。
10.6.3卖方保证制造中的所有工艺、材料等(包括卖方的外购件在内)均符合本次招标文件技术规范书的规定。
若买方提供运行经验指定卖方提供某种外购件,卖方积极配合。
10.6.4所供材料满足本次招标文件技术规范书的有关规定及厂标和行业标准的要求,并提供试验报告和产品合格证。
10.6.5卖方遵守本规范书中各条款和工作项目的ISO9001GB/T19001质量保证体系,该质量保证体系已经通过国家认证和正常运转
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