铝电解生产主要技术经济指标

铝电解生产主要技术经济指标

74、什么是电量?其单位是什么?

答；物体所带的电荷的量值，称为电量。

电量的单位是库仑。它是1安培电流在1秒钟内所输送

的电量。1库仑＝1安培*秒

75、什么是化学当量及克当量?铝的化学当量及克当量是多少?

答：化学当量是某元素的原子量被该元素的原子价相除所得的商。其公式为；化学当量＝原子量÷原子价

以克为单位的化学当量叫做克当量。

铝的原子量为26.98154，原子价为3

铝的化学当量＝26.98154÷3=8.9938

铝的克当量即为8.9938克。

76、什么是法拉第定律?

答：1933年法拉第首先发现在水溶液和熔融盐电解中，通过电解槽的电量与在电极上析出的物质有一定的数量关系，并把这种关系用定律形式确定下来，这一定律就被称为法拉第定律。它的内容是；

(1)在电极上析出的物质的数量与通过电解质的电量成

正比，也就是与通过的电流强度和通电时间成正比。

(2)在电解质中通过一定的电量所析出的物质数量与其

化学当量成正比。

(3)电解过程中，在电极上析出1克当量的任何物质所通过的电量均为96485库仑，也称为1法拉第，即

l法拉第=96485库仑

法拉第定律的公式为

M=K×I×t

式中：M一理论上析出物质的重量(克)

K一该物质的电化当量，或称电化学常数(克／安培

时)

I一通过的电流(安培)

t一通电的时间(小时)

77、什么是电化当量?试计算铝的电化当量?

答：电化当量是通过1安培小时电量时，理论上应析出物

质的重量(克)。

按照法拉第定律，在电解过程中通过1法拉第电量，理论

上析出1克当量铝。

1法拉第=96485库仑=96485安培·秒

安培·秒单位太小，工业上用安培·小时表示则

1法拉第=96485/3600=26.8安培·小时

按照第2题1克当量铝为26．98154/3＝8.9938克

铝的电化当量K=8.9938/26.8=0.3355克／安培·小时

78、铝的理论产量如何计算?列出它的计算公式?

答：按照法拉第定律，任何物质理论上应析出的重量为：

M=k×I×t

根据第4题铝的电化当量为0.3356克／安培·小时则铝

的理论产量计算公式为

M＝0．3356×I×t

其中t=24×生产槽日

79、什么叫铝电解的电流效率?它的计算公式是什么?

答；在铝电解过程中，实际生产出的铝重量，即实际产量总是低于理论产量。我们把铝电解的电流效率定义为实际产量除以理论产量的百分比，其公式是

η=M实/M理×100%

式中η一为电流效率(％)

M实一铝的实际产量(公斤或吨)

M理一铝的理论产量(公斤或吨)

上述公式也可以下式表示：

η=M实/(0.3355×I×t)×100%

如果确定了电流效率η，则实际产量可以下式表达

M实=0.3356×I×t×η

80、某生产大组共有22台电解槽，平均电流强度为

83000A，槽电流效率为92.5％，问一个月(30天)该大组实产多少吨铝?

解：已知I：75000A,t＝24×30×22(小时)

η＝92.5％

由公式可知M实=0.3355×I×t×l0-3

=0.3355×83000×24×30×22×92.5％×l0-6

=408.01(吨)

答；一个月(30天)该生产大组的实际产铝量408.01吨。

81，某电流强度为200KA的生产大组，共有16台电解槽，其中一台槽子某月(30天)仅生产10天，这个大组该月的实际产铝量为697.08吨，问该大组的电流效率是多少?

解，已知:I=200000A

t=15×24×30＋24×10(小时)=10824(小时)/

M实=679.08吨

该大组的理论产量

M理=0.3355×I×t×l0-6

=0.3355×200000×10824×l0-6

=726.29吨

η＝M实/M理

=679.08/726.29×100%=93.5%

答：该大组的电流效率是93.5%。

82、什么是电解铝的电流效率?为什么把电流效率看作铝生产主要经济技术指标?

答：所谓电流效率就是在电解过程中实际的铝产量与同样条件下(电流强度和时间)铝的理论产量之比的百分数。把电流效率看作铝生产的主要经济技术指标的主要原因是，

①铝的实际产量与电流效率有关,若电流效率提高，在相同条件下(电流强度、时间)电解槽的实际产量就可以提高，反之铝的实际产量就降低。

②直流电耗与电流效率有关，若电流效率提高，铝的直流电耗就降低，反之铝的直流电耗就增加。由此可见，电流效率提高与降低铝的成本，提高企业经济效益有着密切的关系。

③电流效率的高低与铝电解生产的各种工艺参数关系重

大，因此它是衡量铝电解生产是否正常、技术条件是否平稳合理的主要标志，因此，电流效率是铝电解生产的主要经济技术指标。

83、造成铝电流效率降低的本质是什么?其主要因素有哪几方面?

答；造成铝电流效率降低的本质是铝的损失，其主要因素是；①铝的溶解与损失，已经析出的铝有一部分重新溶解在电解质中被再氧化，属于化学损失，这是电流效率降低的主要原因。

②高价离子与低价离子的循环转换。

③电流损失，阴阳极之间局部短路，溶解在电解质内呈元素状的铝和钠的电子导电等均属电流损失。

④其他损失如机械夹杂损失等。

84、影响电流效率的因素有哪些?

答：影响电流效率的因素有：

①电解质温度；目前工业电解槽电解质温度一般保持在940—960℃之间。电解质温度升高将导致已经电解出来的铝在电解质中的溶解度增大，溶解后扩散速度加快等，增加铝的损失，降低电流效率。据试验测定电解质温度每升高10℃电流效率降低1～2％。反之电解质温度过低时电解质发粘，铝与电解质的分离不好，氧化铝溶解度降低，槽内沉淀增多，电阻增大，电压上升，最终导致由冷槽转为热槽，同样电解效率也会降低。因此在不破坏正常生产的热平衡条件下，保持低温操作是提高电流效率的关键，正常生产的电解质温度比电解质的初晶温度高15—20℃，降低电解质温度的有效方法是降低电解质的初晶温度，初晶温度的降低可以采用弱酸性电解质和适当添加氟化钙、氟化镁、氟化锂等添加剂来实现。

②槽电压与极距。

在其他条件不变的情况下，槽电压的大小就表示极距的高低，在温度不升高的条件下极距增加电流效率提高，但极距足够大时，再增加极距，电流效率提高的并不明显，而且因极距增加，使电解质电压降增大，槽电压升高，电耗增大，槽温升高，反过来影响电流效率。因此，不能单纯用提高电压的办法来提高极距，而应通过改善电解质成分，清洁电解质，降低电解质的比电阻等的办法来提高极距，一般情况下电解槽的极距在4～5cm之间。

③电解质成分比影响。

a)分子比的影响；电解质分子比大于3时，一方面由于加强了铝自氟化钠中取代钠的反应，另一方面氟化钠过剩又大大增加了钠离子放电的可能性，再者电解质初晶温度高，因此，电流效率降低。分子比小于3时，电解质的初晶温度低，可降低电解温度；钠离子在阴极上放电的可能性小；增加铝液同电解质异面的表面张力，减少铝在电解质中的溶解度，对提高电流效率有利。电解质中含有大量过剩的氟化铝时，可能增加铝的损失，降低了电流效率。另一方面低分子比容易产生沉淀，低分子比电解质的挥发厉害，增大氟化盐的消耗。目前我国铝电解生产多采用弱酸性电解质，分子比为2.2----2.4。

b)氧化铝浓度的影响，提高氧化铝浓度，可降低电解质的初晶温度，减少铝的溶解损失量，能够防止在阴极上析出钠，有助于提高电流效率。氧化铝浓度高时导电率小，电解质粘度增加，槽内沉淀可能增加，容易造成病槽，对电流效率不利。目前我国大多采用2---8%的氧化铝浓度进行电解。

c)添加剂对电流效率的影响，目前可供选择的添加剂有氟化镁，氟化钙、氟化锂等，这些添加剂都具有降低电解质初晶温度的作用，有利于实现低温操作，因此都具有提高电流效率的作用。

④铝液水平与电解质水平。

由于铝的导电热性好，因此保持较高的铝液水平，可以使阳极底部热量散发出来，有利降低槽温，又能使周围形成坚实的炉膛，收缩铝液镜面，提高阴极电流密度，这两者都有利于提高电流效率，但保持过高的铝液水平，不仅操作困难，热散失过多会造成槽底结壳增厚，炉底电压降升高，因此，必需保持适当的铝液水平。电解质水平是槽内电解质量多少的标志，电解质水平高，则电解质量大，热稳定性好，氧化铝溶解多，但

电解质水平过高不仅使阳极埋入电解质过深，同时又易熔化侧部炉帮，不利于提高电流效率，而电解质水平过低时，则热稳定性差，氧化铝溶解少，不易操作易产生大量沉淀。因此，要根据生产实际保持适当的电解质水平与铝水平。除此之外，电流密度、炉膛内型以及槽龄、加工方法等均与电流效率有关。

85、提高电解铝产量的途径有哪些?

答，提高电解铝产量的途径有三点：

①提高电流强度，在条件许可或者创造条件，增大电流强

度可增加铝的产量。

②增加生产槽数，电解系列内在剩余电压允许的条件下，

增加生产槽数就可提高产量，增加系列内电解槽的数量，以增加铝的产量。

③提高电流效率，电流效率的提高不仅增加铝的产量，而

且能降低电耗和原料消耗，提高经济效益。

86、某系列电流强度为200KA，有130台工作电解槽，若

电流效率由93提高到93.5％时，问每年可增加多少吨铝?

解；已知I＝200000A,

η1=93%，η2=93.5%

由公式可知，

M1=0.3355×200×24×365×130×93%×10-3

M2=0.3355×200×24×365×130×93.5%×10-3M增=M2－M1

=0.3355×200×24×365×130×(93.5-93)%×10-3=382.067(吨)

答，电流效率由93%提高到93.5%时,每年可增加382.067吨铝。

87，什么是铝的直流电耗，构成直流电耗的两大因素是什么?并写出计算公式?

答：铝的直流电耗是指每生产一吨铝所需的直流电的

kwh数。构成直流电耗的两大因素是电解槽平均电压和电

流效率，其公式是：

直流电耗＝V/(0.3355×η)×103(kwh/TAl)

或：直流电耗=2980.6×V/η

式中，V=平均电压(伏)，

η=电流效率％

88、电解槽平均电压有哪几部分构成?

答；电解槽平均电压包括:电解槽工作电压△V槽，效应电压△V效应，联结母线电压△V线路三部分，其中电解槽工作电压包括电解槽极化电压(也称反电势)E极化，阴极电压降△V阴，阳极电压降△V阳，电解质电压降△V质，母线电压降△V母。

V平均=E极化+V阴+△V阳+△V母线+△V质+△V效+△V线路

V槽=E极化+△V阴+△V阳+△V母线+△V质

90、某电解槽的工作电压为4.180伏，某班出铝若保持0.1伏，一个小时降到正常，出铝前发生一次效应，效应电压34.05伏，持续时间为3分钟，问出铝的当班平均电压为多少?(6小时工作制)

解：巳知△V槽＝4.18伏，V出铝=0.1伏

V效＝34.05伏

V平均＝4.18+0.1×1/6+(34.05-4.18)×3/(60×6)=4.222V

答；平均电压为4.222伏。

89、某台电解槽平均电压为4.185伏，问当电流效率由91％提高到92.5％时直流电耗降低多少kwh?

解；已知V＝4．185V,η1＝91％,η2＝92.5％

由公式可知，

W1=V/(0.3355×91%)×103＝13593(kwh)

W2=V/(0.3355×92.5%)×103＝13485(kwh)

△W=W1-W2＝108(kwh)

答：吨铝直流电耗可降低108(kwh)

90、试述降低铝电解直流电耗的途径有哪些?

答；降低直流电耗的途径主要有提高电流效率和降低平

均电压两个方面，如何提高电流效率见第85题，降低电解槽的平均电压的主要途径有：①降低极化电压，极化电压是氧化铝分解电压与两极过电压之和，其中阴极过电压很小，而阳极过电压则很大，增加氧化铝浓度，提高分子比，向电解质中添加氟化钙、氟化铝等均能降低极化电压。②降低电解质电压降，电解质电压降占平均电压的主要部分约占25～40％，潜力较大，一般情况下每降1毫米极距，电解质电压降约降低30—40毫伏，吨铝可节电100kwh以上，但在实际生产中对降低极距都采取慎重的态度，因为极距过低将使电解槽失去热平衡，导致病槽，降低电流效率。因此，只能在保持正常生产的条件下尽可能保持适当低的极距，在实际生产中切实可行的就是降低电解质比电阻，例如向电解质中添氯化钠和氟化锂均能在降低电解质初晶温度的同时提高导电率。另外保持电解质的干净，减少炭渣含量等也能降低电解质的比电阻。③降低阳极电压降；预焙阳极电压降有以下几部分组成；

a、铝导杆一钢爪压降，采用爆炸焊接可降低接触点电压降。b、钢爪压降。c、钢爪一炭块压降；降低阳极电流密度，提高炭块质量外，改善钢爪一炭块间的接触电压降，具有很大潜力，我厂通过模式与调优技术，改进磷生铁成分降低铁炭接触压降，取得较好效果。d、炭块压降。

④阴极电压降(又称炉底电压降)指槽内铝液至阴极钢棒的电压降：包括a、铝液一炭块间接触电压降。b、阴极炭块。c、阴极炭块与阴极钢间接触电压降：由于炭块和阴极钢棒本身电压降，主要取决于材料性质断面和长度，在正常生产时已成定值，在生产过程中减少炉底沉淀，防止形成结壳等可降低阴极电压降，采用新型的阴极材料如半石墨化阴极炭块及硼化钛涂层等都可降低阴极电压降。

⑤导电母线电压降，在设计上缩短导电部分的长度和加大母线断面，使它的电流密度降低，以减少电压降损失。另外降低阴极母线沟温度对降低阴极母线压降是很重要的，必须保持母线沟的整洁，不使氧化铝和电解质等掉入母线沟内埋住母线。

⑥降低阳极效应系数，缩短效应时间。因为利用效应可检查电解槽生产状态和加热电解槽，清除炭渣的有益作用，但它同时又浪费大量电能、人力和原材料的消耗。因此，应尽可能保持低的效应系数并缩短效应时间，除此之外缩短线路减少损耗等均能在一定程度上节约电能。

91、电流强度为200KA的电解厂房，共有130台生产槽，若效应系数为0.5／槽日，效应时间由原来的4分钟降到3分钟，问每天可节约多少电(效应电压为34伏，电解槽工作电压4.2V)。W=200000×(34－4)×(4－3)×0.5×130×10-3÷60=6500kwh

答:每天可以节电6500kwh。

92、试计算A12O3的理论单耗是多少？

解：单耗为P

Al2O3→2Al+1.5O2

10254

P1000

P：1000=102：54

P=102*1000/54=1889（公斤/T-Al）

答：Al2O3的理论单耗为1889kg/T-A1。

93、试计算炭素阳极的理论单耗(全部生成CO2时)?

解：设每生产1000kg铝需消耗Pkg炭素阳极

Al2O3+1.5C→2Al+1.5CO2

1854

P1000

P:1000=18:54

P=18×1000/54=333.3(公斤/T-Al)

94、目前我厂氧化铝的单耗为多少?为什么远远高于理论值，如何降低氧化铝的单耗?

答：目前我厂氧化铝的理论单耗约为1918kg/T-Al以下，实际消耗高的原因是机械损失包括运输、吹料，下料、封料等环节会出现飞扬损失，换阳极时带走的氧化铝，打扫卫生时扫入地沟的氧化铝、沉淀、炉底结壳等都造成氧化铝损失，为减少氧化铝的消耗应做好以下工作，控制好氧化铝的粒度不应过细，下料时阳极上封料等都要减少飞扬，加工时应关好窗户，换阳极时旧极上的料要扒净，残极上的氧化铝要清理干净，控制好沉淀，防止沉淀过多和沉淀变硬等，定期清理地沟并对停槽的料要回收。

95、碳阳极消耗大于理论值的原因及减少消耗的途径。

答：碳阳极消耗大于理论值的原因是：

①实际铝电解生产中电流效率达不到100％，生成的气体大部分是CO2，还有少部分CO。

⑧机械损耗：阳极上的炭粒没有参与反应即脱落进入电解质内成为炭渣．

③在高温下直接与空气接触被氧化．

④预焙阳极掉块，爪头脱落，爪头化掉等；

⑤残极。

减少炭素阳极的消耗的途径有：

①提高电流效率。

②提高炭素材料机械强度及抗氧化性能减少掉块及氧

化。

③保持阳极工作正常，防止阳极过热，封好阳极保温料，防止电解质上面的阳极与空气接触，减少氧化。

④加强对阳极的检查，防止过厚的阳极就换掉，保证阳极使用周期，在保证不涮爪头、不露大饼的条件下延长阳极使用周期。

96、从理论上讲氟化盐消耗吗?如果消耗其原因是什么?

如何降低消耗?

答；从理论上讲氟化盐并不消耗，但在实际生产中槽内电解质经常减少，要不断补充氟化盐，每吨铝约消耗30---40kg，其主要原因是由于电解质温度高造成氟化盐(主要是氟化铝)的挥发损失，及原料中的水分和新质造成氟化盐分解等。为减少氟化盐的消耗应采取如下措施；①控制效应系数和效应时间，因为效应时电压升高，电解质温度升高、壳面打开，电解质敞开氟化盐挥发明显增加。②保持加工质量，防止炉面过高，防止加工时跑电解质和漏炉。③换阳极旧极上的面壳块要清净，防止随旧极一起吊走。④停槽时尽量把电解质块扣干净，防止大量电解质做为清炉料拉走，⑤添加氟化盐过程中应减

少飞扬，应先把炉面上的料扒净，把氟化盐均加到壳面上，然后再用氧化铝封好。⑦减少炉底沉淀，扒好出铝口，防止出铝时把沉淀吸走；⑧捞炭渣时不能将电解质面壳块捞出，电解质太粘时不要捞，时间不能拖得太长。⑨稳定技术条件，保持低温生产。

97、如何计算原铝产量?

答：原铝产量是指铝电解生产单位或生产电解槽所出的

铝液数量，是铝电解车间的中间产品，也是铝电解生产单位计算电流效率和各项单耗指标的基础，原铝产量等于该时间内的出铝量的总和扣除借铝后的净产量。

98、如何计算商品铝产量?

答，商品铝产量是原铝铸造单位的最终产品数量，是经过检验部门检验合格，包装入库或已办理入库手续的产品。一般情况下，商品铝产量等于原铝产量减去铸造过程损耗量的差额。

99、某电解大组某月生产的原铝质量及重量如下，试计算该月70级以上率为多少?

Al99.85167吨;Al99.80134吨Al99.70378吨

Al99.6034吨;Al99.5013吨Al99.000吨

解：(167+134+378)/(167+134+378+34+13)*100%

=579/626

=92.49%

答：该月70级以上率为92.49%。

100、降低铝成本的途径有哪些?

答：降低铝成本的途径有：①努力提高机械化和自动化水平，铝电解生产过程的机械化和自动化程度水平愈高，愈能取得良好经济技术指标，减轻劳动强度，提高劳动生产率，降低铝的成本。②提高设备利用率，努力增加铝的产量，提高设备利用率首先是增加电解槽

的开槽率，加强设备维护，延长电解槽的使用年限和降低设备的检修率，这样既能降低固定资产基本折旧费和大、中、小修理费用的消耗，又能增加铝的产量，从而降低铝的成本。⑧努力提高产品质量，原铝质量好，生产成本随之下降，增加经济效益，能打开销路，减少积压，成本也有降低。④加强经济管理，实行经济核算，有利于降低铝的成本。

电解工艺第七章：阳极操作技能与方法

101、预焙槽阳极工艺有什么特点?

答：(1)阳极炭块组不能连续使用，须定期更换。

(2)为保证生产平稳，使电流分布均匀，阳极炭块组必须按照一定顺序进行更换。

(3)封好阳极上保温料，一方面可以保温，减少阳极散热损失，防止氧化，另一方面降低铁一炭电压降。

(4)根据阳极大母线行程，需周期性地抬母线。

102、为什么要采取交叉法更换阳极?

答，因为新换上的阳极使局部进行电解质温度降低，在一、二天内导电又比较少，为保证各阳极能够均匀地分担电流，所以要采用交叉法更换阳极。

基本原则是；(1)相邻的阳极要错开更换时间，并要把时间隔开得迟一些。

(2)要使两边阳极槽母线梁上的新旧炭块组均匀分布，基本上是交替更换，使得两边母线电流分布接近相等，承重均衡。

103、写出预焙阳极消耗速度公式，并标出各符号表示什么?

答：hc二8.054×d阳×η×Wc/dc×10-3厘米／日

hc——阳极消耗速度(厘米／日)

d阳—阳极电流密度(A/cm2)

Wc——阳极净耗(公斤／吨一铝,可以按433公斤/TAl)。

dc——阳极假比重(g／cm3)

104，什么叫假比重?它的单位是什么?如何测量?

答，假比重一是包括气孔度在内的单位体积的重量，单位是g/cm3。

其测量方法是将试样磨成一定尺寸的立方体，计算其体积，并称取其重量，即可算出假比重，假比重的大小是表示材料的密实程度．

105、什么是阳极电流密度?它的单位是什么?我厂的阳极电流密度是多少?

答；阳极电流密度是单位截面积的阳极上，通过的电流强度，阳极电流密度以d阳表示，它的单位是A/cm2

d阳=通过阳极的电流强度/阳极截面积(A/cm2)我厂160KA系列的阳极的长度为150cm，宽66cm，高54cm。

每组阳极的截面积为150×66=9900cm2

每台电解槽上有阳极24组，截面积总计为：9900×24=237600cm2

通过电解槽的平均电流强度为160KA，

则阳极电流密度为：160000A/237600cm2，=0.6734A/cm2。

106、换阳极的前后过程应遵守哪些原则?

答：(1)要换的阳极爪头不能霹出炭块底掌。

(2)相邻两组不能连续换新阳极，如确实需要的话，必须

从其它槽上调换一组正常良好工作状态下的热阳极。

(3)换阳极必须找平阳极底掌，阳极换好后炭块底掌不得

倾斜。

(4)卡具必须打紧，卡具电压不得高于所要求的规定值。

(5)在一昼夜内电解槽更换新阳极不得超过二组，二组相隔要在8小时以上。

(6)新阳极安装前，阳极底掌下面的大块氧化铝结壳以及槽底过量沉淀都要扒到槽边部炉帮处帖好；

(7)新阳极安装好以后立即加盖保温料，吊出的残极要清净其上的热料。

(8)换完阳极后槽电压要比正常槽高出0．1伏，1小时后降到正常。

107、异常换阳极包括哪些，怎样处理?

答：异常换阳极包括：阳极断层、掉块、裂纹、脱落、长包、涮化爪头等。

处理方法：

(1)对阳极断层、裂纹、脱落、涮化钢爪的阳极，根据使用天数，确定使用残极或新极。原则是已超过二分之一周期的可用残极换上，否则必须换上新极，以保证阳极更换顺序正常执行。

(2)长包的阳极，经吊出槽外检查，确认打掉包后能继续使用者，可以打包后继续使用，不能使用者，则根据上条原则换阳极．

(3)脱落阳极体积较大者，要用夹子或大钩大钯等铁工具取出脱落极，碎裂者，用漏铲捞净全部碎炭块。

(4)异常换极除上述原则和操作外，其它操作程序同正常换极相同。

108、预焙阳极的质量要求是什么?

答；灰分不大于1％，电阻不大于60欧姆·毫米’／米，强度不低于29Pa，体积密度不小于1.5g／cm2，真比重2.08／cm2，表面无大裂纹，碳碗中磷生铁浇平，无铁屑，导杆无较大弯曲。

109、阳极工作质量对电解槽生产会有什么影响?

答：阳极是电解槽的心脏，因此阳极工作好坏直接影响到电流效率、电耗和原铝质量，如：边部阳极压槽，则电解槽发热变病槽，阳极坐的过深，则容易使电流短路，电压摆，造成效率严重降低；阳极坐的过浅，则极距过高，槽电压升高，浪费电能；旧阳极未及时换掉而易化、涮、齐爪头则严重污染原铝质量。

110、已知某预焙阳极的真比重为2.0克／厘米2，假比重是1.5克／厘米2，则它的气孔率是多少?

解:因为P=(d真－d假)/d真×100%=(2.0－1.5)÷2.0×100%=25%

答：它的气孔率是25％。

111、预焙阳极的电压降有哪几部分组成?

答：(1)铝导杆一钢爪电压降：

(2)钢爪压降：

(3)钢爪一炭块压降：

(4)炭块压降。，

112、预焙阳极电解槽有哪两种型式?

答，(1)不连续预焙阳极电解槽(分中间打壳下料和边部打壳下料)。(2)连续预焙阳极电解槽。

113、怎样抬阳极母线?

答，(1)抬母线前用风管吹净母线框架上的氧化铝粉尘，检查阳极升降控制系统。

(2)将卡具框架放在电解槽的支持架上，矫正与临时框架卡具不垂直的铝导杆，打开高压开关,检查确认各阳极导杆被卡紧，沿大母线下沿在导杆上画一水平直线,

(3)从阳极母线一端开始依次打开铝导杆卡具，此时槽电压不得比打开卡具前高出0．2伏特以上，否则要及时查找原因，处理个别临时卡具的松紧。

(4)开动电机使母线沿着铝导杆滑动上升，在整个母线上抬过程中，槽电压不得高于4.6伏，要始终观察并注意各接触点的阳极位置。

(5)母线提升完毕后，观察并注意各接触点的阳极位置，看是否有阳极下滑情况。然后依次上紧固定卡具，此时槽电压应和抬母线前一样。

114、抬母线常有哪些问题发生?其原因如何?怎样排除?

答，(1)带阳极，原因：由于铝导杆弯曲或拉丝杠太紧，导杆对母线压紧力太大。所以，有时能将阳极或临时框架带起来，槽电压升高，临时框架逐渐离开支架。被带的阳极附近壳面下塌。

排除方法；停抬母线，把带阳极那一端的拉紧丝杠稍松一下，阳极和临时卡具就可自动落回到原来的位置。

(2)阳极下沉：

原因：临时卡具未上紧，当压在铝导杆上的固定卡具松开时，阳极因自重而脱落下沉，槽电压将随之下降。

排除方法：停抬母线，用天车将下沉的阳极提起恢复原位，继续抬母线抬完后再个别调整下沉的阳极。

(3)铝导杆与铝母线接点处打火花。

原因：铝导杆和母线之间间隙大造成的，母线与导杆相互滑动的电阻增大而产生电火花。

排除方法：只要稍紧一下拉紧丝杠便可消除。如果是几根铝导杆同时滑开母线，使电流集中于其它导杆上，也会发生电火花，这时应停抬母线，立即处理消除。

(4)避免效应：如果发生了效应，应立即停止抬母线，集中力量迅速打紧阳极卡具，快速熄灭阳极效应．待效应熄灭后，继续抬完母线．

115、预焙槽阳极脱落的原因是什么?如何处理?

答；因为阳极的厚薄不同，使得电流分布也不同，易发生

局部严重热槽阳极氧化过分时，每组阳极上的电流分布发生很大不均，在导电过多的阳极上，大量的焦耳热会使该组阳极炭碗中的磷生铁或钢爪很快熔化，铁水流入电解槽内不仅沾污了原铝质量，而且会使整个阳极块脱落坠入电解槽中，有时由于卡具未上紧，也可能发生阳极滑落到槽中的现象．发生这种情况会因为一个阳极脱落后，电流分布将更不均匀，电流又可能集中到另一个阳极上，如不及时处理又造成连锁反应，严重影响电解槽生产。

处理方法：组织力量迅速捞出脱落的阳极，换上新阳极，如果一个槽上连续脱落阳极达几组，则需更换的阳极不能全部用新的，而要从其它生产正常的电解槽上取出工作状态良好的热阳极换上，防止电流分布不均，如果阳极脱落属于卡具未紧而铝导杆下滑，这可将阳极提起来至原来的高度后再卡紧即可，同时，为了防止阳极底掌上粘上沉淀影响阳极工作，要用大耙刮净阳极底掌。

116、目前碳阳极消耗过大的原因是什么?怎样减少?

答；(一)(1)机械损耗：阳极上的炭粒没有参与反应即脱

落进入电解质内成为电解质中的炭渣。

(2)在高温下直接与空气接触被氧化。

(3)预焙槽的掉块等。

(二)(1)提高电流效率。

(2)提高炭素材料机械强度，减少机械性脱落。

(3)防止阳极过热，保护好电解质上面的阳极表面，防止氧化。

(4)减少掉块等事故。

116、电解出一吨原铝，理论上应消耗预焙炭块多少公斤(经测定阳极气体中含CO：为70％，CO为30％)。

解(1)先假定生成的阳极气体均为CO则有；

Al2O3+3C→2Al+3CO

3654

X11000

X1：1000=36：54

X1=1000*36/54=667公斤

(2)再假定生成的阳极气体均为CO2则有；

Al2O3+1.5C→2Al+1.5CO2

1854

X11000

X1：1000=18：54

X1=1000*18/54=333公斤

(3)当阳极气体中组成为70％C02、30％CO时，则生产1吨原铝

消耗炭为：333×0.7+666×0.3=433公斤，即生成1吨原铝炭耗为433公斤。

电解工艺第八章：大型预焙槽的焙烧与启动

117、电解槽焙烧的方法有几种，各有什么优缺点？

答：焙烧方法有铝液焙烧，焦粒焙烧，燃料焙烧。

铝液焙烧的优点有：1）、升电流平稳，可以迅速升到全电流，各部分导电均匀；2）、焙烧阴极温度梯度小；减少阴极裂纹；3）、焙烧结束后不需要清炉可直接启动。4）、工人的劳动强度小。缺点有：1）、由于铝液的电阻较小，焙烧温度上升慢，焙烧时间长，浪费电能；2）炭素阴极表面在灌铝时受到高温冲击，在一定程度上影响炭糊烧结质量；3）、由于首先进入阴极炭块裂纹的是铝液，易引起槽体早期破损。

焦粒焙烧的优点：1）、焙烧是利用通电后两面极间的焦粒电阻发热来焙烧两极，温度上升快，焙烧时间短，节约电能；2）、因焙烧过程中首先进入阴极炭块缝的是电解质而不是铝液，可以减缓阴极破损的时间。3）、由于在焙烧中使用软连接和分流片，电流分布，升电流时间是可以控制的。4）、阴极可以从常温下逐渐升温预热，避免瞬间的高温对阴极强烈冲击。缺点有：1、预热期间不能一次升至全电流，需要制作数量很大的软连接和短路片；2、温度梯度大，分布不均，易发生偏流、过流，脱极，化阴极钢棒等事故。3、启动后捞炭渣的工作量大，工人劳动环境差。

燃料焙烧法的优点是温度易于控制，分布均匀，焙烧质量好，缺点是保温设备复杂。国内较少采用这种方法。

118、焙烧的目的都有哪些？

答：自焙槽的焙烧目的有：1、阳极铸型，将阳极焙烧成一个可供电解生产使用的导电阳极；2、焙烧阴极，交阴极炭缝、槽周人造伸腿烧结成一个整体。3、烘干炉底并将炉底温度提高到接近生产温度（900℃），为下一步的启动工作创造条件。

119、在焙烧启动过程中都有可能出现哪些异常情况，应如何处理？

1、阳极电流分布偏流而引起钢爪发红：向左右邻极导流，扒开保温料散热，严重时用风管吹风或放松卡具，但必须作好记录。

2、出现阳极氧化：要勤检查，及时用冰晶石封好。

3、焙烧温度不正常，A、温度上升慢：检查电流分布，加强保温。B、温度上升快：扒开保温料，抬极适当推迟。

4、抬极出现电压摆：检查阳极是否松动下滑，抬极至30mm时出现电压摆，应下降阳极至不摆为止，稳定后再抬阳极。

5、焙烧期间阳极脱落：如果只有一至两块，可不做处理，启动后从别的槽上换上热极。数量多时则只能单槽停电处理。用焦粒焙工艺的电解槽，在启动过程中，槽电压处于3.3---4.5V时为事多发地段，此时极易发生电流偏流，钢爪或爆炸焊片熔化以至阳极脱落。更严重的可导致整个启动工作的失败。为平安度过这个阶段，有两种方法可供选择：一是缓慢抬电压的办法，一是如果液体电解质较多，可采取猛抬电压的办法。当电压达到5V时，情况就稳定下来了，达到7V后一般不会再出现偏流、脱极的现象了。

6、焙烧期间若出现阴极钢棒发红，应迅速用风管吹风降温，必要时降电流停电，并及时汇报。

120、电解槽启动的方法有哪几种？我厂采用何种方法进行启动的？

答：基本上分为两种：干法启动和湿法启动，干法启动适用于新建铝厂的第一台槽子，干法启动的方法就是采用逐步提升阳极使之部分脱离阴极铝液镜面而产生电弧放电，产生高温来熔化水晶石，获取足够的电解质，干法启动根据所抬电压的高低又分为干法无效应启动（电压在10V以下）和干法效应启动（10----35V），湿法启动就是向准备启动的电解槽内灌入一定数量的液体电解质，然后抬阳极进行启动，湿法启动又可分为效应启动和无效应启动，主要是依据启动电压高低来区分。我厂采用干法无效应启动进行启动的？

121、电解槽启动后期为什么采用高分子比电解质？

答：启动后期是建立规整炉膛的重要阶段，采用高分子比电解质有它的优点，1、高分子建成的炉膛初晶温度高，坚固、稳定，2、初期炭素内衬对钠离子选择性的吸收会降低电解质的分子比，3、高分子比电解质的氧化铝溶解度大，不易在炉底形成沉淀，这对形成规整的炉膛是有帮助的。

122、启动后期有什么特征？

答：铝电解槽启动结束到正常生产之间有个过渡时期叫启动后期，该期处于建立热平衡物料平衡过程中，其特征主要表现在：1、槽电压逐步由9----10V在数天或数十天内降到正常生产所允许的电压。2、随着电压下降电解质温度也相应下降，由1000℃降低到950℃左右。3、随着温度下降电解质向炉膛四周散热较多处析出形成坚固的炉帮结壳，以及炭素材料吸收氟化钠等，电解质量减少，水平下降，而且变酸，需要及时调整分子比。4、随着电解的进行，金属铝不断析出，铝水平和铝品位不断上升。5、效应系数不断减少。

123、铝电解槽启动后期如何管理？

答：(1)注意不要使启动初期的电解温度下降过快。因为

此时电解槽内四周无结壳、上面无面壳散热较大，因此一般开

始几天电压可降快些，以后根据温度情况稳步下降，防止过

冷。

(2)分子比在启动后期要保持高一些(2，7～2．9)这有利于析出的电解质结壳比较坚硬。但为了防止钠的大量析出，破坏炭素内衬，也不宜过高。

(3)电解质水平在启动初期要适当保持高些，一般在20～25厘米，这有利于电解温度的保持和氧化铝的溶解，减少沉淀。以后随着铝液上升，电解质水平逐步降至正常。

(4)效应系数。启动后期为了补充散失的热量，适当多来

几次效应，对清洁电解质均有好处。半个月后即可转入正常，

保持生产时规定的效应系数。

(5)启动初期要严格控制下料量，确立一个正规的加料制

度，不断地有规则地向槽内添加氧化铝，采取边部加工，以及

定时适量地出铝和进行阳极操作，建立一个均匀完整的四周

有炉帮结壳的炉膛，保持好生产的热平衡，为正常生产打好基

础。

(6)调整好铝液水平，要求开动3天提到25厘米，以后逐

渐提高到正常生产所规定的铝液水平。

(7)控制好电压、电解质水平、铝液水平和电解质分子比，

使温度较顺利地转入正常生产要求。

124、什么叫二次启动?计划进行二次启动槽如何做停产前的准备?

答：凡是已生产的电解槽因故停槽后未经大修又重新启

动投产，均称二次启动，停产前准备工作如下；

(1)处理好炉底，尽量使炉底干净，减少沉淀，但不采用扒

沉淀而用加工调整，为将来二次启动时通电均匀创造条件。

(2)停电前要尽量保持面壳完整，出铝降阳极时避免塌

壳。这在一定程度上能保护边部不受风化。

(3)停电前如槽内电解质太多可取一些，一般不必取出，

任其停电后凝固在铝液表面上，使之能起到保护铝液镜面不

氧化的作用。

(4)停电后可以把铝液抽尽，也可留一些在槽内成镜面

状，在二次启动时便于均匀通电。

电解工艺第九章：铝电解生产安全技术

一、安全法规、安全教育、安全制度

125、什么是安全生产?

答；安全生产广义的讲是指在整个生产作业过程中，不发

生任何人身、设备及产品质量事故。

人身安全：在生产作业的过程中，消除危害人身安全的一

切因素，保障人的安全，舒适的工作，称之。

设备安全，消除损坏设备产品或原材料的一切危害因素，

保证生产正常进行，称之。

质量安全；消除一切不合格产品的产生，称之。

三级安全教育；新工人参加实习和代培人员入厂进行的

厂级、车间级和班组(岗位)的安全教育，称之。

126、安全生产的方针是什么?

答；安全生产的方针是；“安全第一，预防为主”。

127、电解厂房安全技术特点有哪些?

答：(1)铝电解系列必不可少的强大电流使得必须时刻警惕，断路、短路及触电事故的发生。

(2)铝电解是一种高温下的熔盐电解，因此必须严防烫伤事故的发生。

(3)铝电解厂房，地面有下料车、拖铝车、叉车各种行驶车辆，上面有天车、机组各种机械设备，因此要非常注意周围环境，听从指挥，注意各种信号，以免事故的发生。

(4)铝电解车间是一个高温作业的车间，要防止爆炸事故就要防止水分和其它易挥发物进入电解槽

128、生产工作人员入车间必须穿戴的劳保品有哪些?

答：必须穿戴好工作服，安全帽，防尘口罩，劳保鞋，手套，防护眼镜，应注意不准穿有钉子的工作鞋(靴)，鞋(靴)必须保持干燥。

129、对可导电工具(铁)的放置与传递应注意哪些问题?

答：两排槽间和两相邻槽间不允许传递能够导电的工具，严格避免导体将两排或两相邻槽以及槽与墙壁短路，以防触电。

130、铝电解车间的一般安全规程包含哪些内容?

答：凡进入铝电解厂房的一切人员必须执行的安全规程有以下几项：

(1)生产操作人员必须穿戴齐全防护用品。

(2)不要赤手触摸电解槽各部位，车间(厂房)内的金属管导体线和电气设备(按钮和电气开关除外)。天车钩滑轮以上的部位，也不要把金属工具靠在厂房内金属管柱和母线上。

(3)电解槽的加工，阳极操作，出铝，倒包，处理阳极效应时，非直接操作人员禁止在附近逗留。

(4)听到天车或机组，以及其它车辆发出信号时，要立即躲开不准站在重物的下面。

(5)不许向槽内添加湿冷原料和湿冷工具以免爆炸。

(6)不许在两槽间传递可导电的工具。

(7)不许从槽上爬登金属属架或管柱。

(8)不许操作不熟悉的设备、机械工具，更不许开动非本职岗位的设备和机械工具。

(9)使用天车吊运物体时不许钢丝绳碰接电解槽。

(10)一旦发生事故时要服从指挥，积极参加抢救，并立即报告有关领导。

(11)入厂房人员，不得携带小孩进厂房。

(12)进厂房前，及在厂房不得喝酒。

131、电解工加工时应注意哪些安全事项?

答；(1)必须穿戴齐全劳保用品。

(2)潮湿的劳动工具如铁锹、钎子、大耙等必须预热，以免引起爆炸，在阴雨天尤其要注意．

(3)工作时要站在母线沟盖板上，不许踏在槽台或氧化铝

面壳上操作。

(4)加工时发生效应时应先熄效应再加工。’

132、处理跑电解质过程中应注意哪些?

答；(1)不准用湿冷的物料、工具去堵，以免爆炸引起烫伤

事故。

(2)一般情况下可稍抬阳极，绝不可使阳极底掌脱离电解

质易发生断路事故，大跑电解质时，阳极的升降须由专人看

管。

(3)电解质若溢出槽栏板时，应用干燥料尽可能堵挡，以

免损坏母线，各种电讯线路，以及避免烧地坪。

133、发生阳极效应处理时应注意哪些事项?

答：(1)电解槽来效应时，应立即停止出铝，换阳极，抬母

线框架以及其它一切操作，集中力量迅速处理效应。

(2)因为槽温低，便于打开壳面而抬阳极时不可抬地过高

以免打火花，溅出电解质引起烫伤。

(3)打壳面时要注意电解质的喷溅，向槽内加适量氧化铝

应使其与电解质混合均匀。

(4)所用大耙必须干燥，提动铝液时，防止提起沉淀，效应

熄灭后，立即提出。

(5)不许把大耙推入槽后再降阳极，以免把大耙头由于短

路而打断，掉入槽中。

134、舀取电解质要注意哪些?

答：(1)所用工具，电解质箱必须经过预热干燥。

(2)取出的电解质须完全冷凝后方可倒出，倒时必须戴好

手扪子。

(3)从槽中取出的沉淀或面壳要冷凝后再打碎。

135、调用天车时应注意哪些问题?

答；当需提阳极时，要有专人指挥天车，钩挂稳后，才能打开阳极夹具，提好后，应在夹紧阳极后，方可松开挂钩。当需调电解质时：除工具需预热外，还应注意，要有专人指挥天车，把包放稳后再舀，天车起吊后，下面严禁有人，倒电解质时可先把包上面一层冷壳打开再倒，以免发生事故．

136、出铝前后电解工应注意哪些?

答：(1)出铝前要检查阳极升降开关是否好用，出铝前应

在指定位置打出铝口并清理槽底沉淀。

(2)出铝时要有专人负责降阳极，并与出铝工配合好，出

铝速度防止断路。

(3)出铝时若发现有电压或效应摆、滚铝，应立即停出铝

并及时报告组长、值班长进行处理．出铝后，槽电压高于正常100毫伏，一小时后恢复正常。

(4)在抬阳极时发生如按钮失灵，应立即拉下铁壳开关。

137、发生漏炉时除集中力量抢修外，还应注意什么?

答：必须有专人看管电压，决不许发生阳极底掌脱离电解

质的断路事故。

138、操作中发现身劳保品意外着火该怎么办?

答；要立即扑灭，不要乱跑，特别注意不许用水浇身。

139、换阳极时应注意哪些?

答：(1)一定要穿好鞋子，戴好口罩、眼镜。

(2)起吊残极时，人要闪开，以免脱钩而发生危险。吊装新

极，在未夹稳之前，非操作人员亦不要近前，以免因脱钩易发生危险。

(3}使用的大耙必须干燥．动做要稳，以免溅起电解质发生烫伤．

140、清理母线沟时应注意哪些?

答：(1)清理母线沟前先检查母线沟是否有钢筋外露，如有应先切除后再清理防止人身接地。

(2)清理母线沟时应注意不要把电压表等线路碰断，以免触电，影响仪表正常测试。

(3)在加工出铝或有跑电解质时及其它意外时，应及时把在清理母线沟的人员叫上来，以免危险。

141、电解槽短路操作工具有哪些?平时如何存放?

答；应把短路片、夹具、螺丝、搬子、撬杠等按指定地点堆放好、保管好，并准备好一台槽短路所用的全部短路片、夹具、螺丝和工具，以应付临时紧急短路使用。