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新聞資訊
隆匯鋁電解槽高溫隔熱解決方案
發(fā)布時(shí)間：
2022-01-08
- 公司簡(jiǎn)介 -
三門(mén)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(xiāo)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(guò)了ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證，擁有工業(yè)窯爐設(shè)計(jì)部門(mén)，可以為客戶(hù)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(jì)。公司還擁有施工隊(duì)伍可以為客戶(hù)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(chǎng)，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(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)和燕山石化、齊魯石化、昌邑石化等國(guó)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(jiǎn)介 -
電解鋁就是通過(guò)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(yáng)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(wèn)題
影響我國(guó)大型鋁電解槽壽命的問(wèn)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(jì)、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問(wèn)題。
目前，大型預(yù)焙電解槽成為我國(guó)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(dòng)化程度高，環(huán)保節(jié)能和電流效率高。因而，對(duì)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(zhǎng)的壽命。
● 瓶頸2——能耗高問(wèn)題
電解鋁成本中40%的成本來(lái)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(lái)（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(kāi)始作為鋁電解槽隔熱背襯板的一部分，并逐漸推廣開(kāi)來(lái)。
鋁電解槽背襯隔熱板，主要通過(guò)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(lái)延長(zhǎng)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(wú)機(jī)填料、無(wú)機(jī)結(jié)合劑、少量有機(jī)結(jié)合劑，通過(guò)真空壓榨吸濾、長(zhǎng)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(lái)吸收熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，保證爐襯的穩(wěn)定性，同時(shí)解決了硅酸鈣板的脆、易碎、施工破損率高的問(wèn)題；
2.幾何尺寸精度高，偏差 3mm以?xún)?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(wú)需留膨脹縫，延長(zhǎng)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(xiàn)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(shì)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(duì)比分析
對(duì)比分析表一
| 項(xiàng)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(wú)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(wú)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(shí)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(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)是將產(chǎn)品放在水中24小時(shí)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(shí)還必須做防水處理。 |
| 加熱線(xiàn)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(hù)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(shí)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(shí)際檢測(cè)，陶纖板制品在達(dá)到使用溫度時(shí)，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(xiàn)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(duì)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(shì)，可反復(fù)急升溫急降溫，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)品強(qiáng)度不會(huì)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(lái)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(shí)，可及時(shí)吸收消化耐火磚或澆注料體加熱過(guò)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(méi)有損害，這是硅酸鈣板所無(wú)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(shí)，只要稍加注意，陶瓷纖維板是不會(huì)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。 |
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運(yùn)輸儲(chǔ)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(guò)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(chǔ)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(shì)； 硅酸鈣板吸水性強(qiáng)，施工時(shí)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。 |
我們注重：成品的原材料
我們重視：現(xiàn)場(chǎng)的施工細(xì)節(jié)
我們關(guān)注：高溫設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)
- 鋁電解槽保溫隔熱結(jié)構(gòu) -
在電解槽中，陶瓷纖維板的應(yīng)用主要在電解槽底部和側(cè)部做為保溫層使用。
側(cè)墻結(jié)構(gòu)：工作層+氮化硅結(jié)合碳化硅磚+防滲料+鋁電解槽背襯隔熱板HLGX-164（50～80mm）+氣凝膠復(fù)合絕熱板HLGX-864（10mm）
槽底結(jié)構(gòu)：工作層+防滲料+保溫磚（65mm）+ 鋁電解槽背襯隔熱板【50～80mmHLGX-164+10mmHLGX-864+50mmHLGX-164】
- 鋁電解槽背襯隔熱板使用前后效果對(duì)比案例 -
隆匯陶瓷纖維公司客戶(hù)案例——鋁電解槽背襯隔熱板使用效果對(duì)比：
經(jīng)過(guò)電解鋁廠家實(shí)際使用測(cè)得，采用此保溫結(jié)構(gòu)的電解槽與原保溫結(jié)構(gòu)的電解槽相比較，外壁溫度下降了20℃左右。
A電解槽背襯層：陶瓷纖維板
B電解槽背襯層：硅酸鈣板
● 檢測(cè)對(duì)比數(shù)據(jù)
| 項(xiàng)目 | 第一次測(cè) | 第二次測(cè) |
| B電解槽 | 131℃ | 86℃ |
| A電解槽 | 68℃ | 44℃ |
| 對(duì)比溫差 | 63℃ | 42℃ |
● 以二次測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算：
設(shè)定環(huán)境溫度ta=20℃，A外壁溫度為tc=44℃，B外壁溫度為tc=86℃。
外壁向環(huán)境散熱Qc：
B電解槽
Qc=2.2（tc-ta）1.25+3.9｛［（tc+273）/100］4-［（ta +273）/100］4｝
=2.2（86-20）+3.9｛［（86+273）/100］4-［（20 +273）/100］4｝
=413.87+3.9（166.1-73.7）
=774.23W/m2h
A電解槽
Qc=2.2（tc-ta）1.25+3.9｛［（tc+273）/100］4-［（ta +273）/100］4｝
=2.2（44-20）+3.9｛［（44+273）/100］4-［（20 +273）/100］4｝
=116.87+3.9（100.98-73.7）
=223.26W/m2.h
通過(guò)以上2組計(jì)算數(shù)據(jù)，使用陶瓷纖維板襯里保溫結(jié)構(gòu)后與未改造前使用硅酸鈣板襯里結(jié)構(gòu)相比較，每平方米爐壁鋼板每小時(shí)向環(huán)境散熱損失減少熱量為：
?。?74.23-223.26）×3600=1983492J
節(jié)煤：把減少的熱量損失折合成標(biāo)煤，則為：
1983.492KJ÷29306KJ/Kg=0.067682KG（1 KG標(biāo)煤=29306KJ）
每年每平米可以節(jié)約標(biāo)煤量為：0.067682KGX24X365=593 KG
節(jié)電：把減少的熱量損失折合成電能，則為：
1983.492KJ÷3600KJ/度=0.55097度（1度電=3600KJ）
每年每平米可以節(jié)約電量為：0.551度X24X365=4826.5度
工業(yè)用電按照0.8元/度進(jìn)行核算比較，則每年每平米電解槽外壁可節(jié)約4826.4972X0.8=3861.2元。
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