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隆匯鋁電解槽高溫隔熱解決方案

發(fā)布時間：

2022-01-08

- 公司簡介 -

三門峽市隆匯陶瓷纖維技術(shù)有限公司是一家集陶瓷纖維產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用為一體的高新技術(shù)企業(yè)，擁有陶瓷纖維和納米孔體隔熱材料生產(chǎn)研發(fā)基地。

　　公司通過了ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證，擁有工業(yè)窯爐設(shè)計部門，可以為客戶提供技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理的工業(yè)窯爐全纖維爐襯和管道保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計。公司還擁有施工隊伍可以為客戶提供各種復(fù)雜工況條件下的施工服務(wù)。

　　公司以其良好的信譽(yù)和優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量，在冶金、石化、建材等行業(yè)工業(yè)爐上占據(jù)了重要的市場，先后為上海寶鋼、武漢鋼鐵、北京首鋼、鞍山鋼鐵、福建三明鋼鐵、佛山廣恒鋼鐵、萊鋼、濟(jì)南鋼鐵等國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)和燕山石化、齊魯石化、昌邑石化等國內(nèi)特大型石化企業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。

- 電解鋁行業(yè)簡介 -

電解鋁就是通過電解得到的鋁?，F(xiàn)代電解鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，通入強(qiáng)大的直流電后，在950℃～970℃下，在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，既電解。

● 瓶頸1——鋁電解槽壽命問題

　　影響我國大型鋁電解槽壽命的問題除了普遍認(rèn)為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外，電解槽的設(shè)計、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。

　　目前，大型預(yù)焙電解槽成為我國電解鋁的主要生產(chǎn)方式。大型預(yù)焙電解槽電流大(200～500kA)，產(chǎn)量大，自動化程度高，環(huán)保節(jié)能和電流效率高。因而，對砌筑電解槽包括耐火材料在內(nèi)的各種材料提出更高的要求，以保證電解槽有長的壽命。

● 瓶頸2——能耗高問題

　　電解鋁成本中40%的成本來源于能耗。

- 新一代鋁電解槽筑爐材料：鋁電解槽背襯隔熱板 -

鋁電解槽背襯隔熱板原來（2000年～2016年）是一種鋁電解槽用特定規(guī)格的陶瓷纖維板；隨著鋁行業(yè)節(jié)能要求的提高，自2017年氣凝膠復(fù)合絕熱板開始作為鋁電解槽隔熱背襯板的一部分，并逐漸推廣開來。

　　鋁電解槽背襯隔熱板，主要通過降低外壁溫度，提高電流效應(yīng)，改善鋁電解槽內(nèi)襯保溫效果來延長鋁電解槽壽命，進(jìn)而節(jié)能降耗，增加經(jīng)濟(jì)效益。

● 鋁電解槽背襯隔熱板

　　該產(chǎn)品是以陶瓷纖維為主體材料，加入無機(jī)填料、無機(jī)結(jié)合劑、少量有機(jī)結(jié)合劑，通過真空壓榨吸濾、長網(wǎng)成型、烘干等工藝加工而成的纖維板。此種產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐壓強(qiáng)度高、保溫性能好。

● 鋁電解槽背襯隔熱板的性能：

1.韌性好：鋁電解槽背襯保溫板，陶瓷纖維含量高，保證了纖維板具有良好的韌性，來吸收熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，保證爐襯的穩(wěn)定性，同時解決了硅酸鈣板的脆、易碎、施工破損率高的問題；

2.幾何尺寸精度高，偏差 3mm以內(nèi)，易切割成型，保證施工質(zhì)量；

3.耐火溫度高，最高使用溫度能達(dá)到1050℃；

4.導(dǎo)熱系數(shù)低；

5.化學(xué)性能穩(wěn)定；

6.尺寸規(guī)整，施工接縫少，無需留膨脹縫，延長了鋁電解槽的使用壽命。

● 鋁電解槽背襯隔熱板主要性能指標(biāo)：

產(chǎn)品代碼	LHDJL-668	LHDJL-667
體積密度（kg/m3)	350±20	280~320
加熱永久線變化（%）	800℃×6 h≤-2	950℃×24h≤-3
導(dǎo)熱系數(shù)（w/m.k)	熱面600℃≤0.04，熱面800℃≤0.05	熱面600℃≤0.11，熱面800℃≤0.13
含水率（%）	≤1	≤1
有機(jī)物含量（%）	≤0.8	≤8
耐壓強(qiáng)度（厚度方向壓縮10%）（MPa)	≥0.42	≥0.3
產(chǎn)品規(guī)格	600×600/1000×10	900～1200×600×20/30/40/50

氣凝膠復(fù)合絕熱板以超低導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)勢壓倒眾保溫產(chǎn)品，成為鋁電解槽隔熱背襯板。

● 陶瓷纖維板與硅酸鈣板產(chǎn)品技術(shù)性能對比分析

對比分析表一

項目	陶瓷纖維板	硅酸鈣板	詳解
主要組成	陶瓷纖維棉	硅藻土+石灰+纖維	陶瓷纖維屬無機(jī)纖維棉絮狀材料，自身交織就有強(qiáng)度；硅藻土和石灰均為細(xì)顆粒狀材料，雖加入一定比例纖維但抗拉、抗折強(qiáng)度仍較低。
應(yīng)用領(lǐng)域	耐火保溫隔熱	保溫隔熱	耐火材料是指耐火度大于1580℃的無機(jī)非金屬，陶瓷纖維板耐火度1770℃，硅鈣板1430℃。因此在使用溫度相同的情況下，陶瓷纖維板更穩(wěn)定。同時更能保證良好的隔熱保溫效果。
憎水率	≥98%	0	陶瓷纖維板具有非常好的防水性能，簡單的實驗是將產(chǎn)品放在水中24小時不下沉，硅酸鈣板屬于吸水性非常強(qiáng)的材料，施工應(yīng)用時還必須做防水處理。
加熱線變化率%（1000℃x24h）	≤-2.3	-3	1000℃加熱后陶瓷纖維板收縮率小，強(qiáng)度基本不變，硅鈣板的強(qiáng)度降低80%以上。
導(dǎo)熱系數(shù)（W/m.k)平均溫300℃	0.076-0.085	>0.091	陶纖板的導(dǎo)熱系數(shù)低
體積密度（kg/m³)	300	300±20	陶瓷纖維板常規(guī)產(chǎn)品體積密度300，體積密度還可以根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào)整250～500Kg/m³。
耐壓強(qiáng)度（Mpa)	0.3	0.5	硅酸鋁陶瓷纖維板剛中帶柔，有韌性強(qiáng)度，硅酸鈣板是剛性的脆性強(qiáng)度。0.5Mpa壓力下，硅酸鈣板被壓碎；陶纖板只是厚度被壓縮，強(qiáng)度基本不變。
抗折強(qiáng)度（Mpa)	0.3	0.4	陶纖板在做抗折時始終折不斷，只是彎曲；硅酸鈣板則很容易被折斷。
使用溫度	1000℃	650℃ /1000℃	陶纖板最低使用溫度為1000℃，硅酸鈣板最高理論使用溫度為1000℃，經(jīng)實際檢測，陶纖板制品在達(dá)到使用溫度時，強(qiáng)度基本不變，而硅酸鈣板強(qiáng)度則要降低80%以上。
幾何尺寸（mm)	1200×600，厚10-50	1200×1200×120	陶瓷纖維板為流水線產(chǎn)品，能保證供貨周期，產(chǎn)品規(guī)格最大寬度為1200，厚度可以疊砌。

對比分析表二

抗熱震性能	抗熱震性能是陶瓷纖維板的顯著優(yōu)勢，可反復(fù)急升溫急降溫，不會產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)品強(qiáng)度不會降低。硅酸鈣板是由顆粒狀材料組成，抗急冷急熱性能遠(yuǎn)低于陶纖板，因此硅酸鈣板還必須加入一定量的纖維來增強(qiáng)。
消化膨脹擠壓能力	陶瓷纖維板具有韌性強(qiáng)度，作為絕熱背襯時，可及時吸收消化耐火磚或澆注料體加熱過程中產(chǎn)生的膨脹力，避免了因應(yīng)力造成磚體或澆注料產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象，而且產(chǎn)品強(qiáng)度和應(yīng)用效果絲毫沒有損害，這是硅酸鈣板所無法比擬的。
重復(fù)利用性能	陶瓷纖維板的重復(fù)利用性能很強(qiáng)，特別表現(xiàn)在窯爐墻體維修時，只要稍加注意，陶瓷纖維板是不會受損的。而硅鈣板由于燒后的強(qiáng)度降低幅度較大，而且是脆性材料，一般不能再重復(fù)利用。
運(yùn)輸儲存、施工	陶瓷纖維板強(qiáng)度高，具有韌性，抗碰、撞、摔的能力較強(qiáng)，不易碎，產(chǎn)品在運(yùn)輸和施工過程中破損率低。硅鈣板脆性材料，易碎或磕碰導(dǎo)致缺角少棱，在運(yùn)輸、儲存和施工中破損率高達(dá)30%，加大備貨量；陶纖板好的防水性能，在南方陰雨、潮濕的環(huán)境下施工，更有優(yōu)勢；硅酸鈣板吸水性強(qiáng)，施工時必須做防水處理；施工中陶纖板與硅鈣板更易切割，且環(huán)境污染（粉塵）更少。