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　　摘要

　　電熱熔鋁爐采用輕型護(hù)頂磚代替大型拱頂磚可以取得節(jié)能,延長住用壽命,節(jié)省筑爐材料,減少筑爐工作里和降低筑爐勞動(dòng)吸度的效果。存在的局部間題也是容易解決的。

　　前言

　　鋁廠使用混合爐配制各種鋁鑄錠,有的用電作熱源,也有用燃油作熱源的。燃油爐鋁的氧化損失非常大,污染環(huán)境問題又難以解決,電熱爐無此缺點(diǎn),因而鋁廠用電熱混合爐較多。

　　電熱爐選用的電熱元件有以下三種:1.用圓形電阻絲制成螺旋管狀加熱元件;2.用扁平條形電阻片制成波紋形加熱元件;3.硅碳棒加熱元件。這三種熱元件的形狀,性能雖有很大差異,可是在爐形結(jié)構(gòu)上卻存在一個(gè)共同特點(diǎn),使用特大異形磚將加熱元件倒懸于熔池上部。熱元件以輻射、對(duì)流傳熱方式向熔池供熱,以傳導(dǎo)和輻射的傳熱方式加熱卡住熱元件的磚。

　　為了節(jié)能,爐頂磚層上必須采取強(qiáng)保溫措施。大型拱頂磚(每塊重31至7okg)因溫差而引起巨大的內(nèi)應(yīng)力且不均衡,使?fàn)t頂磚易產(chǎn)生碎裂或個(gè)別磚一F滑。一般混合爐每個(gè)使用周期內(nèi)往往要進(jìn)行兩次或三次爐頂小修。為了清理電熱爐存在的上述弊端,我們經(jīng)過長期觀測,分析和小規(guī)模試驗(yàn)后,決定用輕型爐頂磚代替大型拱頂磚。

　　一、輕型爐頂磚結(jié)構(gòu)概述

　　輕型爐頂磚分兩種磚型:

　　1.卡磚:供穿電熱元件使用,

　　2.吊掛磚:吊掛磚承受磚及電熱元件的重量,吊掛于專項(xiàng)使用備件上。

　　二、輕型爐頂與大型拱頂磚時(shí)比

　　1.重較對(duì)比

　　大型拱頂磚的組合方式是按爐膛寬度橫向分組。以220kw/h棍合爐為例,每組用7塊大型磚,邊磚37kg,拱腳磚31kg,邊拱磚43kg,中心拱磚70gk。一組7塊磚自身重296kg。加泥漿砌筑后每組磚重334kg。全爐腸組共重8350kg。拱磚頂部要砌5m3,硅藻土保溫磚,重3250kg。爐頂總重11600kg。

　　輕型爐頂磚全部爐頂磚重(包括砌筑泥漿在內(nèi))4191.3kg外加5m3珍珠巖粉,重300kg。輕型爐頂磚頂部總重僅僅是大型拱頂磚重的38.7%。

　　2.爐頂應(yīng)力分布狀況對(duì)比

　　按橫跨爐殼的橫斷面方向7塊磚有8個(gè)磚縫,與爐殼相交的兩條縫的寬度為30至6Omm。

　　其余6個(gè)磚縫為3至5mm。寬縫砌時(shí)用木楔夾住,然后用耐熱混凝土灌死,混凝土凝固后取下木楔,窄縫用粘土泥漿填滿。通電生產(chǎn)后磚受熱膨脹的力全部加在拱腳梁上。生產(chǎn)過程中電路時(shí)斷時(shí)通,7塊磚所處位置不同,升降溫必然不同步,因此,個(gè)別拱磚下滑現(xiàn)象無法避免。大約投產(chǎn)3個(gè)月左右就有個(gè)別電阻絲被下滑的磚截?cái)酂o法再用。爐的總功率隨著電阻絲組數(shù)的減少而下降,直到維持不了生產(chǎn)所需功率只得停爐小修。

　　輕型磚自身體積小,溫差也小,磚內(nèi)無大的內(nèi)應(yīng)力存在,自重又由吊掛件承擔(dān).爐的兩側(cè)不受橫向力。因此,頂磚與拱腳梁之間無力的授受關(guān)系,為加強(qiáng)鋼殼保溫提供了前提條件,也解決了個(gè)別磚下滑所帶來的危害。

　　3.節(jié)能情況對(duì)比

　　取三臺(tái)相同功率又布置在同一場房內(nèi)的混合爐作對(duì)比。這三臺(tái)爐是1號(hào)爐位于場房西大門入lL處,3號(hào)爐位于鑄造場房中間位置。1號(hào)與3號(hào)爐混合爐使用大型拱頂磚,4號(hào)混合爐位于場房過道入口處,使用輕型爐頂磚。測溫是在1987年3月5日進(jìn)行的,室外溫度一8℃,室內(nèi)溫度一3℃。1號(hào)爐測溫點(diǎn)8個(gè),大面平均34.5℃,小面54℃,爐頂蓋77.4℃。3號(hào)爐測量3個(gè)點(diǎn)(與1號(hào)爐對(duì)應(yīng)點(diǎn)),溫度與1號(hào)爐相同,剩下5個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)未測。4號(hào)爐選取與1一號(hào)爐對(duì)應(yīng)的8個(gè)點(diǎn),大面平均溫度30.75OC,小面40℃,爐頂蓋430℃。3臺(tái)爐外殼尺寸相同,內(nèi)襯結(jié)構(gòu)相同,僅僅是爐頂砌法不同,爐的位置不同,在測得1號(hào)爐與3號(hào)爐三個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫度相等之后,排除了位置對(duì)爐殼溫度的影響。

　　原因有:

　　(1)爐頂兩側(cè)的磚與爐殼接觸面積減少至原接觸面積的25%左右。

　　(2)側(cè)脹力消失之后,殼外的拱腳梁已屬虛設(shè),可以在鐵殼與磚之間加深保溫層。

　　(3)輕型磚的體積小,爐頂空間可以多加保溫性能良好的珍珠巖粉。

　　4.使用壽命對(duì)比

　　靠前臺(tái)輕型爐頂試驗(yàn)爐是功率為42kw的小型熔煉爐,是將固體鋁錠加進(jìn)爐內(nèi)經(jīng)熔融后拉成直徑為10mm的鋁桿,一般稱之為“拉桿爐”。

　　為了作相同條件下的對(duì)比,在同一場房,同時(shí)安裝兩臺(tái)功率相同,結(jié)構(gòu)不同的爐子。1臺(tái)使用輕型爐頂,另1臺(tái)使用大型拱頂磚砌筑。1983年12月兩爐同時(shí)啟動(dòng)生產(chǎn),完成預(yù)定拉桿生產(chǎn)任務(wù)后同一天停爐。

　　1984年7月二次再啟動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)大型拱頂磚砌筑爐頂磚碎裂,局部脫落,無法再啟動(dòng)(一年后將其拆除)。輕型爐頂磚自筑爐至今仍在正常使用之中。由于生產(chǎn)任務(wù)需要,連續(xù)生產(chǎn)一段時(shí)間停爐,再啟動(dòng)再停產(chǎn),目前該爐已啟停過7次。

　　1987年3月18日對(duì)這臺(tái)爐進(jìn)行一次一體檢查,爐頂磚完好無損,中心部位下沉呈圓弧狀彎曲,下沉量約40~加mm,放鋁錠的預(yù)熱臺(tái)磚破損較重,爐內(nèi)保溫層單薄,爐外臨時(shí)加的硅酸鋁纖維板有40~6omm不等。即使在zga7年內(nèi)進(jìn)行大修,其使用壽命已超過三年半,比西側(cè)大型拱頂磚爐壽命延長10多倍。

　　存在的問題及今后展望

　　輕型爐頂熔鋁電爐目前尚處于工業(yè)性試驗(yàn)階段,靠前臺(tái)生產(chǎn)爐是1986年11月26日投產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn):砌爐施工階段不需要耗用大量木材制做爐內(nèi)承重平衡,只需要用兩根支撐一列磚的托板;砌一臺(tái)大型拱頂磚爐頂一般要7名重體力技工,5~6名補(bǔ)助工,砌筑5~7天才能完成,而砌一臺(tái)輕型爐頂磚爐頂只需2名瓦工帶4名補(bǔ)助工,3天即可完成。

　　電解槽電解質(zhì)處于強(qiáng)烈循環(huán)時(shí),。由(10)、(11)式計(jì)算得。=40em/s,b,=4.6cm。由此可見,當(dāng)電解槽電解質(zhì)處在不同工作狀態(tài)時(shí),其速度是不相同的,電解質(zhì)處在強(qiáng)烈循環(huán)時(shí),其平均速度非常大。此時(shí)電解槽中兩相混合流體就處在泡狀流態(tài)。根據(jù)以上的動(dòng)力學(xué)分析,鎂電解槽較間、空間的氣體、電解質(zhì)混合物具有氣液兩相流體的特征。它提供了人們進(jìn)一步研究電解質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本論點(diǎn)。電解質(zhì)中有離子存在時(shí),混合物氣泡濃度(空隙度)顯著增加,這與氯氣飽直徑顯著減小相符合,此時(shí)電解槽中較間空間的流體呈典型的泡狀流態(tài)。而在純電解質(zhì)中,氣泡直徑很大,空隙度小,流體呈擾動(dòng)湍流流態(tài)。這里值得提出的是有關(guān)電解質(zhì)流動(dòng)規(guī)律的定量關(guān)系還需進(jìn)一步研究。