PAGE4鋁電解槽生產工藝與施工方案鋁電解槽生產是鋁工業生產的核心。近幾年西方國家新建或擴建的大型鋁廠幾乎全部采用300KA級（包括160KA~600KA）鋁電解槽生產鋁。鋁工業生產主要是由三大塊互相獨立又相互依存的生產組成，即氧化鋁生產、電解鋁生產、鋁用炭素材料生產。三大塊中電解鋁生產是核心。從工藝復雜程度看：氧化鋁生產最復雜，鋁用炭素材料生產排第二，電解鋁生產排第三。從投資額大小看：氧化鋁生產最大，鋁電解生產僅次，鋁用炭素材料生產排后。從施工工期看：氧化鋁生產最長，鋁電解生產其次，鋁用炭素材料生產再次。電解鋁生產主要是鋁電解槽。一、電解廠房電解廠房一般為裝配式鋼筋混凝土排架結構。廠房內為兩層樓結構，底層有鋼筋混凝土設備基礎，安裝鋁電解槽及陰極母線等；第二層為操作層，標高一般約2~3m左右。設備基礎和二層樓結構均為鋼筋混凝土結構。屋面一般采用輕型鋼屋蓋，輕型墻面圍護結構。廠內配有多功能天車，供更換陽極炭塊、出鋁、運輸等作業，軌頂標高一般為9m左右。吊車梁一般為鋼筋混凝土預制構件。從建筑工程的角度，土石方、杯口基礎、預制鋼筋混凝土柱、預制鋼筋混凝土吊車梁、現澆鋼筋混凝土設備基礎、輕型鋼屋架、鋁板瓦或彩板瓦等，都是常規施工方法施工。二、鋁電解槽主要工藝電解鋁生產是把氧化鋁中的鋁轉變為金屬鋁的過程。其生產的主要原理是以熔融的冰晶石—氧化鋁體系作為電解質，以炭素材料作為兩極（即陽極和陰極），炭素陽極安裝在電解槽上部，陽極母線強大的直流電（30~320KA，不同的鋁電解槽采用不同的電流）通過炭素陽極材料導入電解槽的電解液與鋁液層并參與電化學反應，然后從炭素陰極材料經陰極母線導出。直流電在電極間產生熱能并保持正常的電解溫度（920~950℃），使冰晶石和氧化鋁熔融體變成離子狀態，在炭素陽極底部發生分解氧化鋁的復雜的電化學反應（稱陽極反應），陽極的最終產物是CO和CO2的混合氣體（一般情況下，生成的CO約占30%左右），在陰極上析出液態金屬鋁，再鑄成鋁錠，完成鋁的生產。工業鋁電解槽裝置圖如下：三、鋁電解槽工程主要工程內容1、廠房內配有多功能天車、每臺鋁電解槽設槽前控制機一臺，配置在廠房縱向小過道一側。2、鋁電解槽制作。主要包括：底梁、母線支架、大梁立柱、槽殼、底板、短側板、長側板、搖蘭架、上部結構、鋁槽罩制作、鋁電解槽槽殼組裝、上部結構及鋁槽罩組裝等。3、鋁電解槽安裝。主要包括：梁安裝、搖蘭架安裝、槽殼與上部結構安裝、陽極提升機安裝、筒式定容下料器安裝、出鋁氣缸、打殼氣缸安裝等。4、鋁母線制作。主要包括：陽極鑄鋁母線、陰極鑄鋁母線、陽極軟鋁母線、陰極軟鋁母線的制作。5、鋁母線安裝。主要包括：陽極導桿、陽極母線、立柱母線、槽底母線、槽側母線、進電側母線、短路母線、出電側母線、陽極軟母線、陰極軟母線等。6、鋁電解槽內襯砌筑。7、壓空管網系統及槽上配管。8、槽間蓋板制安。四、鋁電解槽工程主要施工方法概述鋁電解槽制安主要是四個關鍵：材料、工藝、焊接、變形。材料的一般要求：鋼材：對進廠的主要鋼材，如槽底板、側板的鋼板應預先作好物理力學試驗、化學成分分析的復核，它們的測試數據是否與材料合格證相吻合，否則不得下料。所使用的板材及型材（包括工字鋼、槽鋼、角鋼）等預先平直。所有金屬材料不得有銹蝕現象。焊條、焊絲及焊劑：焊條焊劑必須放置于干燥通風良好的倉庫內，倉庫內不允許存放有害氣體和腐蝕性介質，室內保持干凈。焊條焊劑在使用前必須按焊條說明書進行烘干。烘干焊條時，禁止將焊條突然放進高溫爐內或從高溫爐內突然取出冷卻，防止焊條因聚冷或聚熱產生脫皮現象。焊絲應符合焊接用鋼絲標準，焊絲使用前表面應干燥，無氧化皮、油污和銹蝕。鋁材：堆放硬鋁焊板、軟鋁母線等要注意防潮，更不能被雨淋。鑄鋁母線表面平正，無夾渣、氣孔、粗大鑄瘤等缺陷，不應有扭曲。軟鋁母線原材料一般設定寬不定長的鋁卷板，外觀檢查主要看是否有油污，驗尺主要視其寬度是否一致，厚度是否超厚或超薄（如果超厚或超薄影響焊接）。供貨原材料是否退火到位，生產廠家應保證退火到位，如退火不到位軟鋁母線就難以成型。焊接的一般要求：焊接場地的溫度應在-5℃以上，環境溫度最好保持8~10℃。如焊接場地的溫度低于-5℃時，應采取措施使之達到-5℃以上或采取焊接預熱等方法以保證焊接質量。室外焊接有二級風以上時，要有防風措施。焊接應在專用胎具上或平臺上進行。施焊前，應將焊接面油漆、油污、泥土、鐵銹等清除干凈，接件要清除尖角、飛邊、毛刺等。焊縫應飽滿、充實、平整、光滑，不得有孔隙、夾渣、氣泡等缺陷。也不得有間斷和浮焊，隱蔽處不得漏焊。控制焊接咬肉范圍、組裝焊縫公差在允許范圍內。在大批施焊前應做焊接性能試驗。當焊縫表面有搭接補強板時，需將焊縫鏟平或磨平，再進行補強板的焊接。用CO2氣電聯焊進行立焊時，應從下往上進行立焊。如無特殊規定，焊接構件時焊接收縮余量：縱向1.5%0~2%0；橫向1%0~1.5%0。在組裝構件上應明顯標出制造安裝中心線。施焊者應在其所焊的焊縫附近打上專屬自己號碼的鋼印，以保證質量和明確責任。1、鋁電解槽槽殼制作。工藝流程圖如下：放樣樣板制作劃線剪切刨邊底板制作長側板制作短側板制作搖籃架制作半成品矯形檢驗槽殼組裝焊接矯形檢驗刷漆合格成品鋁電解槽槽殼及上部結構焊接材料表如下：鋼材代號手弧焊焊條型號埋弧自動焊CO2氣電聯焊鋼號代號焊縫牌號代號焊劑牌號焊絲牌號代號焊劑牌號Q235、Q235.A.FQ235、Q235.AJ422J422、J425、J426焊08.H08焊08錳高.H08MnA焊08高.H08A焊劑430焊劑431焊劑432H08MnSiH08MnSiA焊劑430焊劑431焊劑432盡量不采用手弧焊,而只采用埋弧焊(對槽底板)，CO2氣電聯焊（其余部位及構件）。槽底板制作。槽底板是由鋼板焊接而成，它一般采用四塊鋼板拼接。如果訂貨方便，應盡量考慮為兩塊板拼接，達到一條焊縫。下料時計算好焊接收縮預留余量。在拼接底板前，用三輥床對鋼板預先校平。在底板翻轉胎上預組裝，組裝好的底板用翻轉胎放平，如不平則用墊板調正找平。正面焊好后，用底板翻轉胎和吊車將底板翻轉，進行底板背面清根，再進行背面焊接。焊完后檢查底板變形情況，如有變形用火焰進行校正。去除焊接引弧板后用砂輪機修整端部，將底板吊至堆放場地。注意吊裝時要用專用底板吊架并且規劃好吊點，以防底板變形。底板僅一面涂防銹漆，一般防銹漆應涂在底板的下面。底板采用自動埋弧焊。槽底板焊接工藝規范如下：槽底板焊接工藝規范焊劑焊絲直徑φmm板厚mm焊接順序焊接電流（A）焊接電壓（V）焊接速度（m/n）備注430或431H08MnSiAφ412正反620~660680~72035352524.8焊劑經250℃烘干1.5小時短側板制作。短側板是用多塊鋼板焊接成的構件。下料時要按設計圖展開長度或壓彎時圓弧回彈量預留焊縫收縮余量。焊接坡口用刨邊機開設，也可用火焰切割。短側板的過渡邊用SAC-B碰輪氣割機切割。壓彎用大噸位液壓機對短側板兩端圓弧進行冷壓，壓彎前要將部位準確地劃在板料上，必須保證左右兩端軸線的平行度和垂直度。組裝時應在組裝胎具上進行，焊前要將短側板夾緊在胎具上，焊好冷卻后才允許拆卸，在短側板上標出組裝中心線。短側板的焊接采用CO2氣電聯焊，焊劑430，焊絲φ1mm.H08MnSiA.。短側板焊接工藝規范如下：短側板焊接工藝規范板厚（mm）焊腳（mm）焊絲直徑（mm）電流（A）電壓（V）焊速（m/h）伸出長度（mm）氣體流量（L/min）焊接位置＞59~11φ1170~35021~3223~4510~157~10平焊立焊長側板制作。長側板是由側板和二層圍板焊接而成。下料要按設計圖展開長度或壓彎時圓弧回彈量預留焊縫收縮余量。成型時長側板下端向內折彎段，應在專用的長側板折彎胎具上冷彎成型。組裝焊接應限制變形，特別在圍板區比較嚴重。長側板如需修理與整形，一般用線狀加熱進行矯正和修理，線狀加熱時，盡量使每條加熱線之間的距離相等，這樣可防止加熱線之間不均勻收縮而引起的殘余變形。長側板割有陰極鋼棒窗口，它的加工采用SAC-B碰輪氣割機切割，并且銼除飛邊毛刺及金屬瘤等。每組陰極鋼棒中心線以長側板中心線定位。長側板兩端與短側板兩端在槽殼整體組裝時對接，此焊縫是槽殼結構中最重要的焊縫，焊接坡口嚴格要求。長側板的所有焊縫采用CO2氣電聯焊，焊劑430，焊絲φ1mm.H08MnSiA。長側板焊接工藝規范如下：長側板焊接工藝規范板厚（mm）焊腳（mm）焊絲直徑（mm）電流（A）電壓（V）焊速（m/h）伸出長度（mm）氣體流量（L/min）焊接位置＞59~11φ1260~28027~2920~2618~2016~18平焊立焊在堆放時要防止變形。長側板焊完后要標出組裝中心線。搖蘭架制作。下料時要按設計圖展開長度預留焊縫收縮余量。立柱腹板用碰輪式氣割機切割下料，其余的筋板用剪板機剪切下料。立柱外側帶拆角的蓋板下料后在液壓機上冷壓成型成帶角度的蓋板。焊接采用CO2氣電聯焊，焊劑430，焊絲H08MnSiAφ1mm.~φ1.2mm。搖蘭架焊接工藝規范如下：搖蘭架焊接工藝規范板厚（mm）焊腳（mm）焊絲直徑（mm）電流（A）電壓（V）焊速（m/h）伸出長度（mm）氣體流量（L/min）焊接位置＞59~11φ1260~28027~2920~2618~2016~18平焊橫焊立焊施焊順序是，工字鋼的上下兩塊蓋板角接焊，應從中心向兩端對稱退焊(或交叉退焊)，其余的筋板應交叉施焊。組裝搖蘭架應在搖蘭架的組裝胎具上進行。在鋼平臺上劃定搖蘭架基準線及兩側立柱安裝位置線，插入兩側立柱，并用角尺校正立柱與工字鋼的垂直度，用直尺校驗兩立柱的距離尺寸，合乎要求后點焊固定。電解槽槽殼的組裝。裝配搖蘭架時，將每個搖蘭架內側尺寸兩等分，中心線劃在工字鋼的下翼的側面。裝配位于槽殼橫向上的搖蘭架，并在其內側面上劃出與底面定位的中心線，將搖蘭架與陰極槽殼組裝胎上的定位線分別對準就位。用弓形卡蘭、契鐵等將搖蘭架分別與陰極槽組裝胎臨時固定。再在搖蘭架上面鋪設石棉板。當陰極槽殼組裝完畢，搖蘭架與陰極槽殼底板之間還有間隙時，可以用薄鋼板墊滿。因為短側板重心位置位于端部托架外側，所以要在組裝平臺兩端設置臨時托架。裝配底板時用底板吊裝架將底板吊進組裝好的搖蘭架內，在底板上劃出長側板的裝配位置線、檢查線和中心線。吊運底板要用專用吊具吊運，以防底板變形。裝配長側板要確認長側板中心線，將長側板對準底板上的長側板安裝位置線和中心線，并檢查其垂直度。在長側板與搖蘭架之間，插入數根螺栓并適當擰緊，以固定長側板，同時在搖蘭架和長側板的垂直面之間插入適當的鋼墊塊使之定位，定位時可使用相應的鐵件配合施工。在左右長側板安裝完畢后，為了便于短側板的安裝，可用鏈式起重機調正位置。檢查短側板的變形和與底板及長側板的焊接部位并進行修正后，再用吊具及夾具垂直地吊入短側板。短側板與長側板的拼裝合縫，要保證槽內壁寬及槽內壁長控制在規定誤差范圍內。焊接底板與側板時，側板與側板之間先用點焊固定，并把搖蘭架與長側板的固定全部擰緊。為防止變形，底板與側板角縫焊前可壓一定重物，焊后產生局部變形可用加熱修正。焊接順序如下：①、長側板與底板焊接。②、短側板扁鋼與長側板圍板焊接。③、短側板與長側板焊接。背面清根。④、短側板與長側板圍板對焊焊接。⑤、底板與短側板、長側板對焊焊接，采用對稱法進行焊接。⑥、短側板加強筋與底板焊接。⑦、以上焊接完后，根據長側板與搖蘭架之間的間隙選擇不多于兩塊墊板，組合插入其間，并用點焊固定，同時將搖蘭架與長側板的連接螺栓全部再擰緊一次。⑧、成品矯正。注意：槽底板質量對筑爐和爐齡將產生十分重要的影響，如果平整度達不到要求，其不平整度會在生產中受熱發生游動力現象，對槽內襯造成破壞。2、上部槽結構制作。上部結構是由鋼板拼接而成的實腹式箱型結構。工藝流程圖如下：放樣劃線剪切切割鋁槽罩制作上部結構制作提升裝置及下料漏斗、打殼裝置外委上部結構及鋁槽罩組裝焊接矯形檢驗刷漆合格成品（上部槽結構制作工藝流程圖）工序說明如下：放樣下料。主要是注意預留焊接收縮余量及切割、刨邊等加工余量。鋼板料用三輥床校平，采用門式多嘴切割機切割下料。上部結構鋁槽罩用料中，鋁板用剪板機，鋁型材用無齒鋸切割。成型要在專用胎具上進行，胎具上設置焊接防變形卡子及挾緊裝置。鋁槽罩采用手工鎢板氬弧焊焊接。鎢板氬弧焊對于精干件和填充金屬的表面的污染非常敏感，要在焊接前用化學或機械方法進行清理。焊接工藝規范如下：上部實腹式箱型結構埋弧自動焊工藝規范焊腳高度（mm）焊絲直徑（mm）焊接電流（A）焊接電壓（V）焊接速度（m/h）10φ4650~70034~3623上部結構鋁槽罩氬弧鎢板手工焊工藝規范板厚（mm）電流（A）鎢板直徑（mm）填充焊絲直徑（mm）氬氣流量160~90φ1~1.5φ24~51.570~100φ26~7290~120φ2~33、電解槽安裝。安裝程序如下：電解槽基礎縱橫基準放線電解槽標高測定電解槽基礎絕緣件檢查、測驗、安裝A、B梁安裝、調整電解槽搖蘭架安裝、調整陰極槽殼與上部結構絕緣件安裝上部結構安裝調整陰極提升機構安裝陽極母線安裝調整出鋁、打殼氣缸安裝調整及氟化鹽和氧化鋁定容下料安裝、調整槽上配管安裝電解槽安裝方法:電解槽中心線找正時，在縱橫中心線上各掛四組線錘（共八個線錘），分別用縱橫鋼線上的外側兩個線錘對準安裝基準線，用特別的電解槽調整其它電解槽的位置，達到縱橫鋼線上內側的兩個線錘對準電解槽制作時用鋼沖打下的制作中心線。為了保證電解槽橫向中心的貫穿性，在掛鋼線時最少保證5臺槽以上，這樣可以減少誤差。對電解槽縱向中心線找正，應從正中的槽分別向兩端分，這樣可以減少累積誤差。中心線和標高是分不開的，在調整中心線和標高時要注意它們的同步變化。槽上部結構安裝方法：是在陰極槽殼內筑爐工程施工完畢后才進行，在安裝前要對筑爐內襯遮蓋和保護。槽上部宜整體吊裝,平穩就位.槽上部腹板梁安裝縱、橫中心線的基準應以下部槽基準使用的同一根基準，為減少累積誤差不能以陰極槽殼制作中心線，而同樣要掛線架和線錘配合。檢查槽上部中心線與陰極槽殼自身中心線、檢查槽上部基座標高、同臺電解槽四處軸座間的基座板高度、檢查桁架立柱垂直度偏差、桁架橫梁水平偏差，控制在規定范圍內。上部結構水平度要求比較嚴格，因為在上部結構上有陽極提升機、筒式定容下料器、出鋁氣缸、打殼氣缸等設備安裝，因此控制好水平度，給下道工序創造條件，否則會帶來許多麻煩，甚至返工。陽極提升機安裝方法：陽極升降機傳動機構固定在腹板梁的頂部，它由減速機、電動機、螺旋起重機、陽極母線吊掛裝置及安全離合器組成。注意提升額定負荷，當荷重超過負荷1.25倍時，摩擦離合器打滑，會造成損壞電機和螺旋起重器。安裝前和安裝中要檢查減速箱內是否干凈，有雜物時應清理干凈，同時檢查摩擦離合器是否安全可靠，控制好陽極提升機的水平度。筒式定容下料器及出鋁、打殼氣缸安裝方法：每個電解槽設有5套氧化鋁打殼下料裝置、1套氟化鋁下料裝置，是電解槽出鋁端專設供出鋁用的打殼裝置。筒式定容下料器安裝中，要控制定容下料器在同一臺槽上定容室的高度、下料器中心線偏差、下料器鉛垂度偏差、下料器導管頂部標高偏差，并且用氧化鋁試驗不得有漏料現象。出鋁、打殼氣缸安裝中，要控制好氣缸座標高、氣缸中心線的偏差。氣缸鉛垂中心線、氣缸與打殼錘頭連接處圓柱銷中心及打殼錘頭導管中心線，三者，應在同一鉛垂線上。槽上配管安裝方法：電解槽上配管主要是把從空壓站輸送來的壓縮空氣供給出鋁、打殼氣缸和定容下料器用。由于在打殼、出鋁、下料系統中有各種控制閥門和氣缸，這些設備對空氣潔凈度要求很高。因此，在配管時管道的切割方法宜采用機械方法切割，系統的各接頭固定應牢靠，密封嚴密不得有泄漏現象。要特別注意的是在接頭扎生料帶時不要過多過亂，不能把生料帶廢頭、廢渣留在管內。在管路安裝完后，要在氣缸氣閥的最近處松掉管子，用壓縮空氣排空吹涮管路，直到排出的空氣干凈時，再把管子和氣缸、氣閥連接上，同時把氣源三連體加上潤滑油，檢查過濾器并進行清洗干凈，這樣才能操作氣閥來動作氣缸。由于槽上配管的壓空管管徑、閥門、管件的公稱直徑很小，應采用絲接的連接方法進行安裝。對于螺紋連接的填料，最好選用聚四氟乙烯生料帶。管子和螺紋閥門連接時，管子上的外螺紋長度應比閥門上的內螺紋長度短1~2扣絲，以避免因管子擰過頭頂壞閥芯。同理其他接口管子外螺紋長度也比所連接的內螺紋略短些。管道安裝有間斷時，應及時封閉敞開的管口，以免雜物進入管內，造成意外堵塞。閥門在安裝時，閥門應處在關閉狀態下進行，并按設計核對型號，按介質流向確定其安裝方向，特別是對單向閥、電磁閥安裝千萬不能裝反。4、鋁母線制作鋁母線結構設計比較復雜，主要集中在電解槽周圍母線上。其他進電端、出電端、端頭、中間過道母線結構設計相對簡單。鋁母線制作是鋁母線安裝的關鍵工序。鋁母線制作工藝流程如下：外觀檢查驗尺校直劃線平端面劃線堆放鉆孔鋸切平面加工劃線（短路母線）鉆孔平面加工（立柱母線）單體構件主裝焊接質量檢查出廠鑄鋁母線制作外觀檢查表面平正，無夾渣、氣孔、粗大鑄瘤等缺陷。內部應致密、均勻、無裂紋。把住鑄鋁母線供貨尺寸和幾何形狀關。控制槽周圍用鑄鋁母線長度允許偏差；控制進出電端、端頭、中間過道母線長度允許偏差；鑄鋁母線不應有扭曲，控制其平面允許偏差；控制高、寬允許偏差。用液壓千斤頂在自制校直架上校直鑄鋁母線，使其直線度達到允許偏差范圍內。經過校直母線，用自制平頭機銑削母線端頭平面，控制其垂直度在允許偏差內。校直平頭的母線，立柱結構的鋁母線和短路母線要鋸切、銑面、鉆孔、平面加工。鋸切要留出平面加工余量。壓接面鉆孔以底端平面基準即寬向端面為基準。與母線塊（母線塊焊接陽極軟母線）壓接面鉆孔以上端面為基準即窄端面為基準。立柱母線組裝焊接：先將兩根母線在胎具上組焊在一起。由于鉆孔都單根鉆孔，要兩根組焊片在一起與短路母線連接孔對應孔中心一致，要采取措施保證孔中心一致才能組焊。兩根立柱母線連焊在一起后，就可以組裝焊接單體結構立柱母線，要在胎具上卡緊焊接，卡緊焊接也要一定反變形措施，才能保證設計尺寸，并要保護加工面不要碰傷。短路母線焊接：短路母線是中間軟鋁母線組焊兩根鑄鋁母線，也要在胎具上進行。由于中間是軟母線不存在焊接變形，但組焊結束后堆放時不能使軟母線變形。進電側母線組裝焊接：槽周進電側母線要在加工車間單體構件組裝焊接，兩個單體構件成一對，每對尺寸相同、方向相反，也要在胎具上組裝焊接，構件形成一樣，但尺寸不同。其中一個面在同一平面上，一個面與其平行。硬鋁焊板制作硬鋁焊板用剪板機剪切，特別注意加工精度。鋁焊板規格尺寸偏差要求是與焊縫相對應的。剪切面坡口不要過大或過小。剪切切口不應有毛刺，如有毛刺對電弧穩定性有一定的影響。硬鋁焊板制作工序如下：劃線剪切壓平打毛刺分類堆放軟鋁母線制作軟鋁母線制作比硬鋁焊板復雜，技術上要求比較高。每種規格軟母線要有一重成型胎，另外有的軟母線可以成型后就形成坡口，有的成型后沒有坡口，如是橫焊則要切削坡口。軟鋁母線點焊成型后，堆放時要在通風干燥處堆放，不能受潮有水分。軟鋁母線制作工序如下：外觀檢查驗尺定尺下料成束點焊成型點焊打捆堆放陽極母線制作陽極母線無論規格誤差或內部質量都比陰極鋁母線嚴格。除不允許有裂紋、氣孔、鑄瘤等缺陷外，還不應有冷隔出現，產生冷隔是鑄造時鋁液冷卻速度與拉伸速度不同步造成的。陽極母線截面一般200×500mm2，長度8500mm，9000mm鑄造時母線厚度不得超過規范允許偏差。陽極母線校直用液壓千斤頂或油壓機進行。陽極母線制作工序如下：外觀檢查驗尺校直劃線鉆孔平面加工陽極母線制作有兩種方法，一個是一面全面加工，一個是局部平面加工，所謂局部平面加工是與陽極導桿接觸面加工。鐵件制作主要是母線支架制作。母線支架下部支架要求，兩個板面平正并平行，兩個板相距尺寸要負公差。采用一般制作方法制作。5、鋁母線安裝鋁母線質量主要表現在焊接質量和兩母線接觸面質量。高標準高質量的焊縫和壓接面，對降低電耗至關重要。鋁母線安裝程序如下：（電解槽A梁安裝）槽底母線安裝（電解槽下部槽安裝）槽側母線安裝進出電側母線安裝（筑爐）鋼鋁過渡片（爆炸片）焊接陰極軟母線焊接（電解槽上部槽安裝）立柱母線與短路母線安裝陽極母線組裝焊接陽極軟母線焊接進出電端、端頭、中間過道母線安裝注：括弧內為其他專業。安裝要點：母線基礎檢查復測標高、控制平整度、復測縱橫中心線。母線測量中心線，要以電解槽縱橫中心線為基準。電解槽A梁安裝就位，進行槽底母線安裝在A梁上劃好母線安裝位置，放好絕緣板，其中兩根向出電側方向位移，這兩根母線與出電側的母線焊接位置正好在兩個搖蘭架之間，沒有焊工的操作位置，只能焊好后移到設計位置。電解槽就位前要把槽側母線放下去，放在母線基礎上，否則電解槽就位再放槽側母線就很困難。電解槽就位后安裝槽側母線支架，調正槽側母線橫豎中心與測量標志偏差，上好螺栓擰緊。焊接時還要復查是否有變化。槽周進出電側母線安裝進出電側母線支架都是固定在電解槽下部槽上的。進出電側母線支架的安裝，直接影響進出電側母線安裝，在安裝進出電側母線支架時應反復核對安裝位置。槽側母線進出電側就位后，開始焊接。這部分焊口情況復雜，主要是采取措施防變形。筑爐后焊接鋼、鋁過渡爆炸片，一個爆炸片與兩個陰極鋼棒焊接。由于兩根陰極鋼棒端一般不在同一鉛垂面上，就要以突出一個端頭面為準進行焊接。組裝爆炸片，爆炸片上面向外傾斜5~7mm，采取反變形焊接。鋼鋁過渡爆炸片組焊后，才能進行陰極軟母線焊接。陰極軟母線上端是爆炸片，下端是進出電側母線。陰極軟母線組裝要以爆炸片為準，找出在母線焊接位置，才不致使軟母線束扭曲，其位置先用墊焊片固定好，再行焊接軟母線。焊接軟母線有兩點要注意：一是先點焊后用專用工具將焊接端頭扎緊，二是軟母線側面封口焊接。因其每條焊縫兩端都有一定長度焊縫金屬沒有熔合，封口焊接既美觀更主要增加熔接面積。先將焊肉填平再進行封口焊接。立柱母線與短路母線安裝立柱母線與短路母線安裝與陽極母線同步進行。立柱母線與短路母線安裝組裝在一起，再進行吊裝就位。安裝時，根據每個立柱母線焊口具體情況，立柱母線向進電側有一定傾斜，盡管有卡具卡住立柱母線，但這種反變形是必要的，可以減少立柱母線應變剛度，使其焊接結束后在較理想設計位置上。立柱母線焊接固定后方能進行短路母線焊接。組裝立柱母線前一個重要工作是壓接面研磨處理。這也是鋁母線安裝的一個重要環節。研磨接觸面保證達到85%以上。電壓降要低于規范和設計的要求，并保持一定的粗糙度，通電性能才最佳。陽極母線安裝陽極母線吊裝前將小盒卡具掛鉤組裝好將陽極母線吊裝在陽極提升裝置上，使母線中心在提升裝置上升下降的中間位置上，控制好陽極母線中心兩端水平差、兩根陽極母線間距偏差、每根陽極母線上端外傾斜度。同樣要采取反變形措施，才能保證陽極母線垂直度。兩根陽極母線有四組鋁焊板，焊板是水平置放，使用固定卡具固定。用兩臺氬弧焊機，每個焊機負責兩組焊接，要輪流焊接。一個組焊4~5片鋁焊板，再焊另一組4~5片，每組焊設計鋁焊板數量有2/3以上時，允許一次焊完。陽極軟母線焊接連接陽極母線與立柱的軟母線叫陽極軟母線。焊接陽極軟母線其方法與陰極軟母線一致。進出電端、端頭母線、中間過道母線安裝這幾處母線安裝比槽周圍母線安裝精度低。這幾處最大的問題是無法用固定卡具防止鋁母線焊接變形，只能采取焊接工藝防止變形，即對稱工藝焊接方法。在母線中間先焊一個沒有焊縫墊焊板，然后每面一片輪流焊接，也可以一面焊2~3片，另一面焊5~6片。但要時刻注意觀察母線變形情況，就是兩對以上采取同樣焊接工藝，但兩根母線以上要卡具固定。對焊接有軟母線和硬焊板的部位，要先焊軟母線后焊鋁焊板。先焊軟母線因其沒有母線變形不影響其他焊口尺寸。如果先焊硬鋁焊板就有可能影響其他焊口尺寸。進出電端母線焊接，注意與整流所母線連接的焊口尺寸。這部分連接焊口尺寸，往往與設計尺寸出入比較大，所以連接焊口要以實測尺寸剪切鋁焊板。整流所母線安裝整流所母線安裝與電解車間進出電端、端頭、中間過道母線組焊要求基本一樣的。由于整流所母線標高比電解車間母線高出許多，有幾處焊接要采取一定防變形措施和焊接工藝。一般都是四根母線并排，四根母線要用夾具固定在一起，尤其豎直母線要自制支架固定，還要采取一定焊接工藝，保證鋁母線焊接變形在允許范圍內。另外在支架上整流所母線兩個以上并排母線都有母線之間連焊鋁板，先焊接鋁焊板，后焊母線對接焊口，母線對接焊口要先焊軟母線后焊硬鋁焊板。如果從整流變壓器有銅軟帶與鋁母線連接，銅軟帶要預熱用銅焊條氬弧焊焊接。鋁母線焊接技術措施A、焊接特點（a）、鋁母線焊接特點：鋁母線與硬鋁焊板、軟母線束（一般厚度10mm）截面相差懸殊，最小10倍，最大25倍。焊板基本上沒有坡口，都是Ι型焊縫，軟母線束有的有坡口，有的沒有坡口。鋁母線焊接面要清除氧化膜，硬鋁焊板、軟母線束焊接端頭不進行氧化膜處理，陰極反接氬弧焊對焊接面“陰極霧化”效果可以使氧化膜清除，使焊縫金屬能很好與母材焊接溶合。鋁母線焊接主要缺陷是，未溶合（未熔透）、氫氣孔及熱裂紋（結晶裂紋，冷焊接沒有冷裂紋）。（b）、鋁及鋁合金焊接特點：工業純鋁主要雜質是Fe和Si，純鋁熔化溫度660℃。氧化膜厚度為0.1~0.2微米。氧化膜易附著水分，是焊縫金屬產生氫氣孔原因之一。雜質Fe和Si對鋁合金塑性、導電性都有一定影響，但根據國內外經驗鐵硅比大于1減少裂紋。（c）、熔氫嚴重：液態鋁可以大量溶解氫。而固態鋁幾乎不熔解氫，液態鋁溶解氫是固態鋁的20倍，而焊縫冷卻速度為鋼的4~7倍，因氫來不及析出而產生氫氣孔。熱脹冷縮嚴重，結晶收縮率是鋼的兩倍。高溫強度低，370℃強度僅為11g/mm2，常常不能支持液體金屬重量。固態變化時無顏色變化，對焊接時掌握加熱溫度帶來很大困難。B、技術措施鋁焊絲材質一般應高于母線一級或與鋁母線同級。鋁焊絲表面應光滑、無裂紋、氣泡、毛刺及局部或折彎。繞在焊絲盤應拉立一致，保證送絲穩定性。保證焊件、焊絲干燥。每天施焊前，要空放氬氣沖去氬氣管中的水分。為保護電弧與熔池氬氣保證一定的流量。選擇好焊接工藝規范，電弧電壓高熔透性差，將電弧電流稍大，熔透性好。在焊接過程中，焊槍前傾角度不大于50，前傾角大熔透性差。用丙銅或四氯化碳溶劑清除油污。用機械方法和用鋼絲刷清除母線焊接面氧化膜，使焊縫金屬很好與母材溶合。硬鋁焊板或軟鋁焊帶置放時，硬鋁焊板一定垂直于焊接面，板面平正，軟鋁焊帶不扭曲。焊接過程中盯住熔池，觀察焊接面是否“掛漿”（即焊接面是否熔化），若看不到“掛漿”說明焊縫金屬不能很好與母材溶合。每條焊縫兩端溶合較差，進行焊縫端頭封口焊接（先填平后封口），增加溶合面積。選用先進的設備。例：半自動熔化極氬弧焊機。保證通風良好。6、電解槽槽內襯砌筑電解槽內襯結構由底板表面向上依次為：60mm厚硅酸鈣板、二層干砌硅藻土保溫層、之間填氧化鋁粉、二層濕砌耐火磚、之間及周圍填充耐火顆粒、安裝26組陰幾塔吉克炭塊組、長側澆注高強防滲料、短側澆注輕質澆注料、澆注料達到強度后上方砌一層耐火磚、然后在其上方砌側部炭塊、側部炭塊內側砌碳化硅板、最后進行底部糊、周圍糊扎固。在施工前，應做好材料、壓縮空氣、電的供應等準備工作。電解槽的施工從廠房的一端開始進行，并根據每臺電解槽的施工工序組織流水作業。施工工序流程圖如下：槽殼檢查及放線加熱組裝糊加熱陰極炭塊陰極炭塊組組裝槽底砌筑陰極炭塊組安裝陰極鋼棒加熱砌側部磚和澆注澆注料陰極鋼棒除銹搗打高強防滲料陰極鋼棒下料平直側部炭塊砌筑砌筑碳化硅板槽底加熱底糊加熱搗打底糊清掃槽體（電解槽槽內襯砌筑施工工序流程圖）槽底砌筑放線。砌筑前，將槽底清理干凈后，根據槽殼底板的平整程度，測定槽底和槽壁的縱橫中心線，確定基準點，并用水準儀將其均勻投設10個點（長側板各3點，短側板各2點）在槽殼側板上。然后劃出槽底各磚層高度線、各邊部膨脹線和水平控制線。基準點的測定，應能保證槽底砌體的頂面標高線，保證陰極鋼棒位于陰極窗口的中心。鋪絕熱板。按圖紙留設兩大面和兩端面的膨脹縫，縫內填充耐火顆粒并搗實。要求錯縫干砌，鋪設平直，所有縫隙用氧化鋁粉填滿。切割絕熱板時，必須用刀鋸切割，不允許亂割或亂折。隔熱磚砌筑。錯縫干砌。磚縫內用氧化鋁粉填滿，不準有空隙。磚與槽殼之間填充耐火顆粒，要求填實。在砌筑中加工半截磚，均需機械或手工鋸加工，不允許直接敲斷。填充耐火顆粒。隔熱磚砌筑后，根據圖紙隔熱磚與槽體間用耐火顆粒填充，隔熱磚上也要鋪一層耐火顆粒后才能砌筑耐火磚。填氧化鋁粉或耐火顆粒，這不僅在施工中起到找平磚層，確保槽底表面水平的作用，而且在生產中還能防止鋁液向下滲透。砌筑耐火磚。砌筑時，沿磚層用卡具將畫好橫向磚列線的掛線索板固定在槽殼側板上，借助掛線錘在兩側掛線板掛線。砌磚從槽中心向兩端進行。耐火磚需錯縫砌筑。耐火磚四周砌筑粘土質隔熱耐火磚，長側粘土質隔熱耐火磚一塊和一塊半交錯砌筑，短側砌筑粘土質隔熱耐火磚一行或兩行。在各層砌筑中應雖時在四周填充并填實耐火顆粒。無論槽底上抬與否，均調整氧化鋁鋪厚度，以保證陰極炭塊組安裝尺寸。陰極炭塊制作陰極鋼棒的切割采用半自動切割機批量切割。陰極鋼棒的平直采用油壓校直機在專用胎具內進行。鋼棒的除銹采用酸洗除銹（采用中和、鈍化工藝更好）炭素材料和鋼棒加熱。把糊料用風鎬或大木錘破碎，加入到混掜鍋中加熱。糊料必須保持清潔無雜質，防止油、水的侵入，否則不可用。鋼棒的加熱采用溫控電爐。炭塊加熱和組裝在組裝車平臺上進行，采用電加熱罩加熱。陰極炭塊組制作。用壓縮空氣將炭塊溝槽吹掃干凈，畫好中心線。在溝槽底鋪組裝糊，用控制刮尺刮平并控制好鋪糊厚度。安放鋼棒，用行車將預熱好的鋼棒吊入炭塊溝槽內，調整合格后，將擋縫板和固定板擰緊，采用搗固機進行鋼棒兩側炭塊扎固，分6層扎固，最上一層要使用專用導軌，以防搗傷炭塊。搗固完后，松下夾具擋板，用叉車將炭塊組從組裝平臺上叉下。將鋼棒高出炭塊表面的部分用手砂輪打磨平，低陷部分用耐火泥抹平。注明制作日期及編號，待糊料完全冷卻后，用翻轉器將炭塊翻轉1800，叉往成品堆場。陰極炭塊組安裝將砌筑合格的槽底清掃干凈。在槽底耐火磚面上按規定尺寸劃好基準線和施工尺寸線。采用炭塊安裝機，由中央向兩端進行安裝。將外形較差和電阻率較大的炭塊組安裝在槽的兩側，而外形較好的和電阻率較小的炭塊則安裝在槽中央。運輸和安裝炭塊時，應避免受到震動、撞擊和潮濕、油污。當用鋼絲繩吊運炭塊時，所壓部位必須采取防范措施。炭塊組兩端鋼棒預先安裝好擋板，已變形擋板要校正方能使用，不能校正的必須更換。相鄰炭塊間距用縫寬樣板控制。就位后，鋼棒應處于窗口中央，窗口擋板緊貼槽殼鋼板。間縫用水玻璃石棉膩子塞滿，膩塞棒孔后，炭塊組不得移動，如需移動，塞孔間隙需重新膩塞。陰極炭塊周圍砌筑粘土質隔熱耐火磚砌筑：陰極棒之間的砌體可干砌。為便于陰極棒受熱時膨脹和位移，砌體與陰極棒之間應有一定的間隙，內填耐火粘土熟料顆粒、氧化鋁粉或耐火纖維氈。陰極棒上部的砌體應濕砌。砌體外側要緊貼槽殼。靠槽殼側用泥漿找平，砌筑高度同輕質澆注料高度。磚加工采用鋸割。澆注輕質澆注料：采用電解槽專用組合模板。支模、配比、振搗、養護按常規方法。嚴格控制澆注料的加水量。養護時間大于24小時。搗打高強防滲料：電解槽長側內方鋼用牛皮紙包扎二層后進行防滲料的搗打。根據防滲料的壓縮比，分兩次搗打，保證搗打后的密實度。首先根據壓縮比，計算出每次的鋪料厚度和搗打后的高度，制作出模板和刮板，在電解槽內兩側安模板，然后倒入防滲料，用刮板控制鋪料高度并刮平。多余的防滲料應鏟出。在防滲料上鋪一層塑料布、再在塑料布平鋪一層三合板。在鋪設塑料布和三合板時，不得踩到防滲料，應在模板外操作。鋪好后進行搗固，搗固采用專用的汽油發動平板振動搗固機，由外向內搗打，往復搗打三遍，以使其達到設計壓縮比。合格后進行前二層的搗打。要保證在扎底糊前期和施工中，不讓任何雜物進入槽內。待澆注料干燥后，用耐火泥漿砌筑一層耐火磚，要求泥漿飽滿，灰縫不超過規范要求。側部炭塊砌筑：先將槽殼清理干凈后，從角部開始砌筑，側部炭塊背部緊貼槽殼鋼板。先進行預砌。合門用千斤頂頂牢，合門的位置在角部兩側的第三塊。合門炭塊的尺寸應大于原炭塊的1/2。側部炭塊砌筑完后，炭塊的背縫應填充氧化鋁粉，在扎固底糊后還應補填，補填后才能砌硅化板。側部碳化硅板砌筑：碳化硅板硬度高，要求訂貨公差尺寸小，盡量不用加工即可砌筑，用炭膠