《鋁電解技術(shù)培訓(xùn)》

1、 浙浙江華東鋁業(yè)股份有限公司江華東鋁業(yè)股份有限公司 THEJIANG HUADONG ALUMINUM CO.LTDTHEJIANG HUADONG ALUMINUM CO.LTD高級(jí)工高級(jí)工技師培訓(xùn)技師培訓(xùn)積極備課積極備課認(rèn)真聽(tīng)講認(rèn)真聽(tīng)講理解札記理解札記保持安靜保持安靜手機(jī)調(diào)至靜音手機(jī)調(diào)至靜音嚴(yán)禁教室內(nèi)抽煙嚴(yán)禁教室內(nèi)抽煙不許隨意走動(dòng)不許隨意走動(dòng)課堂要求課堂要求鋁鋁廠廠工工藝藝圖圖華東鋁業(yè)華東鋁業(yè) 鋁電解槽鋁電解槽交流電整流所整流所強(qiáng)直流電氧化鋁氧化鋁氟化鹽氟化鹽凈化排放凈化排放磷生鐵磷生鐵陽(yáng)極組陽(yáng)極組鋁導(dǎo)桿鋁導(dǎo)桿陽(yáng)極碳陽(yáng)極碳中頻澆鑄中頻澆鑄供料、凈化供料、凈化載氟鋁氧載氟鋁氧 鋁鋁 錠錠 殘

2、極殘極 鋁鋁 液液 煙氣煙氣110KV返碳素廠返碳素廠爐內(nèi)處理爐內(nèi)處理 澆澆 鑄鑄爐外處理爐外處理 配料配料爐外處理爐外處理爐內(nèi)處理爐內(nèi)處理 澆澆 鑄鑄連鑄連軋連鑄連軋 A356 電工桿電工桿微機(jī)微機(jī)組爐鋁的基本性質(zhì)性能數(shù)值原子序數(shù)13（第三周期主族元素）原子量26.98密度 （常溫） （700）2.698g/cm32.3g/cm3熔點(diǎn)660 沸點(diǎn)2060 電阻率（常溫）0.0267m電化當(dāng)量0.3356g/Ah鋁的基本性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域基本特性主要特點(diǎn)和應(yīng)用質(zhì)量輕為銅、鐵密度的1/3，高鐵，地鐵，汽車(chē)橋梁強(qiáng)度好、比強(qiáng)度高力學(xué)性能不如鋼鐵，但合金的比強(qiáng)度比鋼好。易加工延展性?xún)?yōu)良，易擠出形狀復(fù)雜的中

3、空型材和冷熱塑性變形適于各種表面處理染色和涂刷、合金窗耐腐蝕表面形成致密的氧化膜耐化學(xué)藥品硝酸、雙氧水、冰醋酸等化學(xué)藥品部反應(yīng)。酸和氧化性物質(zhì)導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好金、銀、銅、鋁，為鋼鐵的3-4倍，線(xiàn)纜對(duì)光、電、熱反射性好高純度拋光鋁反射率為94%，比銀高沒(méi)有磁性指南針、天線(xiàn)無(wú)毒食品包裝，易清洗。醫(yī)療器械，食具吸音性有吸收聲波的作用，微機(jī)站的吊頂耐低溫低溫時(shí)，沒(méi)有脆性，強(qiáng)度大。冷藏室、冷凍庫(kù)鋁及鋁合金分類(lèi)鋁合金：變形鋁合金和鑄造鋁合金，兩者的主要差別在于鑄造鋁合金中硅（共晶型元素，使流動(dòng)性增強(qiáng)）的含量較高。鑄造鋁合金：熱處理強(qiáng)化型和非熱處理強(qiáng)化型。牌號(hào)：Z+化學(xué)元素+數(shù)字，如ZAlSi7Mg，代號(hào)：Z

4、L101變形鋁合金：不可熱處理強(qiáng)化鋁合金（純鋁1+、Al-Mn3+、Al-Si4+ 、Al-Mg5+共四個(gè)系列）和可熱處理強(qiáng)化鋁合金（Al-Cu2+、Al-Mg-Si6+、Al-Zn-Mg-Cu7+、Al-Li8+）。熔鑄的基本知識(shí)物理性質(zhì)：鋁固態(tài)時(shí)屬面心立方的結(jié)晶體。常壓下，晶體結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定的。晶體缺陷：點(diǎn)缺陷，線(xiàn)缺陷和面缺陷。點(diǎn)缺陷包含：空位、自填系原子、代位原子和異類(lèi)填系原子。位錯(cuò)是晶體的線(xiàn)缺陷。堆垛層錯(cuò)、孿晶界及晶粒間界屬面缺陷。熔鑄的基本知識(shí)密度密度小于4.5g/cm3的叫輕金屬。鋁的密度受添加元素的影響，主要決定于加入元素的密度（加入的元素密度小，則合金的密度小，Mg1.74g/cm

5、3，2.329g/cm3 【先增加后減少硅】）以及鋁的晶格常數(shù)的影響。熔鑄的基本知識(shí)熔化溫度鋁純度越高，熔點(diǎn)則越高。鋁合金則在一定范圍進(jìn)行熔化。合金系統(tǒng)中溶媒元素的原子價(jià)越高，原子價(jià)相差較大，則固相線(xiàn)與液相線(xiàn)的坡度越陡，使得凝固的范圍增大。加入4%的Mg，熔化溫度范圍是579-641，加入5%的Si，熔化溫度為577-629 ，加入12%的Si，熔化溫度范圍為574-584 。熔鑄的基本知識(shí)熱容及熔解潛熱熱容和熔解潛熱是決定金屬在熔化時(shí)需要吸收的熱量或在凝固時(shí)需要散發(fā)的熱量。1mol熱容稱(chēng)為金屬的原子熱容，Cn=c*m，0時(shí)，絕大多數(shù)金屬的熱容是24.2-25.9J/(*mol）熱容越高，流經(jīng)

6、澆鑄系統(tǒng)時(shí)，激冷較少，用較低的澆鑄溫度也可以使金屬完全充滿(mǎn)型腔。熔鑄的基本知識(shí)化學(xué)性質(zhì)：鋁是比較活潑的金屬，屬兩性金屬，能跟酸和堿起反應(yīng)，在具有氧化性的濃酸中比較穩(wěn)定。氧化膜能被堿、鹽酸、鹵化物及碳酸鹽等介質(zhì)起反應(yīng)。氧化膜能吸收水分，所以再加入降溫錠（不能露天堆放）之前應(yīng)先預(yù)熱。鋁與耐火材料（主要成分SiO2）接觸，生成氧化鋁和硅，因此，新開(kāi)爐鑄損較大，做鋁合金的鑄損也較大。900以上，鎂磚與鋁或鋁合金不反應(yīng)。熔鑄的基本知識(shí)熔鑄過(guò)程中，一般使用鐵質(zhì)工具，在精煉過(guò)程中容易造成鋁液中的鐵含量升高，約為0.01%-0.04%。精煉時(shí)，采用的精煉劑大都是氟化物和氯化物的鹽類(lèi)組成。溶劑濃度較高的地方，容

7、易與鋁液發(fā)生發(fā)應(yīng)，生成雜質(zhì)金屬和AlCl3，這是一種揮發(fā)性的物質(zhì)，沸點(diǎn)178-183，若雜質(zhì)金屬影響鋁及其合金的性質(zhì)，則在選取精煉劑和覆蓋劑時(shí)，應(yīng)認(rèn)真考慮其成分，還能與這些鹽類(lèi)的酸根反應(yīng)。鋁桿和A356合金錠的成分不一樣，可選擇主要成分是SiCl4作為A356合金的添加劑，F(xiàn)eCl3作為鋁桿的添加劑。熔鑄的基本知識(shí)導(dǎo)電性能純鋁中添加其他金屬元素，均降低導(dǎo)電性能。鋁合金的電阻率隨添加元素含量的增加而增加。增大速度從小到大的常見(jiàn)元素有：Na、Fe、B、Cu、SiMg Ti、Mn、Li、V。加千分之幾的B，可以與雜質(zhì)金屬反應(yīng)生成不可熔解的化合物，氧化鋁中含Li量高，也將大大增加電阻率。若添加的元素能

8、與鋁形成金屬間的化合物，則電阻率上升明顯。硅過(guò)剩，過(guò)剩的硅以獨(dú)立相存在，鎂過(guò)剩，則形成金屬間化合物（固溶體）。 A356中，硅（0.6-0.7%）和鎂（0.3-0.4%）的總量不能超過(guò)2%，否則將導(dǎo)致電阻率明顯上升。熔鑄的基本知識(shí)其他性能液體金屬的熱導(dǎo)率小于固體金屬的熱導(dǎo)率。熔點(diǎn)處，熱導(dǎo)率最小。鋁的純度越小，則熱導(dǎo)率越小。鋁的磁化率隨溫度的增加而降低，還與純度有關(guān)。在所有的金屬?gòu)?qiáng)化方法中，細(xì)化晶粒強(qiáng)化（強(qiáng)冷和添加微量元素Be）是目前唯一可以做到提高抗拉強(qiáng)度，又改善塑性和韌性的方法。（實(shí)效強(qiáng)化：先高溫?zé)岽慊鹪龠M(jìn)行恒溫冷卻。、過(guò)剩相強(qiáng)化：利用過(guò)剩相來(lái)阻礙基體變形，如硅相）熔鑄的基本知識(shí)工藝性能：鋁

9、與氧的親和力很大，可用作還原劑。液態(tài)鋁很容易與空氣中的氧形成致密的氧化膜覆蓋于鋁液表面。若這種氧化膜混入到鋁液當(dāng)中，將降低產(chǎn)品的質(zhì)量，影響物化性能。鋁液容易吸收H2，是形成針孔的根源。容易與水反應(yīng)。溫度越低， H2的溶解度越小，所以應(yīng)控制精煉溫度，也減少添加劑的灼損。Ti：細(xì)化鑄造組織和焊縫組織，減少開(kāi)裂傾向，若加入一定的B，效果更好。熔鑄的基本知識(shí)鑄損1.燒損。金屬的氧化、合金的種類(lèi)、熔煉溫度、保溫時(shí)間、溶劑的性質(zhì)和質(zhì)量、爐氣性質(zhì)以及熔體表面的覆蓋程度等等。添加鎂磚將使得鑄損增加。精煉溫度高、保溫時(shí)間長(zhǎng)、熔體表面覆蓋不充分，則金屬的損耗增加。機(jī)械損失。扒渣，刮渣。分批熔煉（合金和鋁桿）的鑄損

10、較大，半分批（連續(xù)）熔煉較?。囟确€(wěn)定，有利于提高爐子壽命）。減少燒損的方法：采用表面積小的熔池；采用合理的加料順序，易氧化燒損的后加入；控制好爐溫和爐氣；控制熔液在混合爐中的時(shí)間；操作應(yīng)規(guī)范。熔鑄的基本知識(shí)鋁與鋁合金中的氣體熔解的主要?dú)怏w：氫氣，來(lái)源于水蒸氣。占85%以上。在熔點(diǎn)溫度下，每100g鋁熔體熔解0.7cm3，溫度越高，溶解度越大。在熔點(diǎn)溫度下，或在液相線(xiàn)和固相線(xiàn)之間的范圍內(nèi)突然發(fā)生的溶解度變化是鑄件出現(xiàn)針孔度不合格的原因。水蒸氣壓力越大，濕度越大，則氫氣的溶解度越大。（鐵質(zhì)工具、金屬添加物，以及精煉劑等必須充分干燥）熔鑄的基本知識(shí)金屬的凝固：晶體的生成和長(zhǎng)大的過(guò)程，相變。伴隨體積

11、的變化、氣體的脫溶和元素的偏析。電磁攪拌，減少有序微區(qū)尺寸的左右那個(gè)，有利于得到細(xì)密的晶體組織。連續(xù)鑄錠的凝固，分兩段實(shí)現(xiàn)冷卻。第一次在鑄錠膜內(nèi)完成，自然冷卻，形成一定厚度的凝固殼；第二次為直接水冷，對(duì)減少鋁錠內(nèi)部的熱應(yīng)力作用非常大，（鋁錠各處的溫度分布梯度大）。因此，一次冷卻與二次冷卻之間的時(shí)間間隔應(yīng)盡可能短，以保證凝固層有足夠的強(qiáng)度。熔鑄的基本知識(shí)連續(xù)鑄錠的凝固：第一次冷卻與第二次冷卻的等溫線(xiàn)分布都不均勻，則說(shuō)明了在冷卻過(guò)程中鋁錠各部分散熱的效果不一樣，但進(jìn)入冷卻水池被淹沒(méi)時(shí)，其等溫線(xiàn)區(qū)域水平。鋁水平的高低與表面質(zhì)量有關(guān)。鐵膜比砂膜的冷卻速度強(qiáng)。連鑄鋁坯的凝固：鋁坯在凝固過(guò)程中與結(jié)晶器相對(duì)

12、靜止，同時(shí)又共同運(yùn)動(dòng)與連續(xù)鑄錠有共同特點(diǎn)。增大斷面的周長(zhǎng)，則可增加冷卻表面積。哪個(gè)方向的冷卻強(qiáng)度最高？鋼帶方面。柱狀晶的寬度比較大。熔鑄的基本知識(shí)影響鑄軋熱平衡的三個(gè)工藝參數(shù)：澆鑄溫度、鑄軋速度、冷卻水強(qiáng)度。三個(gè)參數(shù)應(yīng)相匹配。澆鑄溫度：鋁液出爐溫度應(yīng)考慮：澆鑄系統(tǒng)的長(zhǎng)短、氣候與室溫條件，一般情況下，澆鑄溫度比金屬的凝固范圍高出40-70鑄軋速度：無(wú)檔調(diào)速。開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)采用高的鑄軋速度，以便預(yù)熱這個(gè)鑄軋系統(tǒng)。鋁及鋁合金熔體的凈化熔體中含氣體（氫氣，CO2）和非金屬夾雜（氧化鋁，氟化鹽，碳及碳化物）等，造成鑄錠產(chǎn)生疏松、氣孔、夾渣等缺陷，影響物化性能。凈化的目的就是除氣和除渣。包括爐內(nèi)處理和爐外處理

13、，爐內(nèi)處理能力有限，爐外處理越來(lái)越被重視。惰性氣體精煉： 惰性氣體與熔解氫存在分壓差，氫分壓遠(yuǎn)大于惰性氣體分壓，則很快進(jìn)入惰性氣體中并擴(kuò)散，直到相等為止。氣體精煉對(duì)除氣最有效。 形成許多小氣泡，夾雜被吸附到氣泡的表面而上浮至鋁液表面。吹入的氣體越均勻，氣泡越多，則除渣效果越好。鋁及鋁合金熔體的凈化溶劑精煉（噴粉精煉：在惰性氣體中打入溶劑） 主要是（K，Ca，Na，Mg）堿金屬的氯鹽和氟鹽。（單一鹽效果較差，因此采用多種鹽的混合物）。氯化鈉與氯化鉀對(duì)氧化鋁有較強(qiáng)的吸附力，而加入氟化鹽可提高溶劑的分離性。加入冰晶石，溶劑對(duì)氧化物的熔解能力大大加強(qiáng)，增強(qiáng)了溶劑的精煉能力。溶劑可減少鋁液的粘度，有利于

14、氣體的排出。產(chǎn)生的廢氣是AlCl3。 覆蓋劑的作用：防止鋁液氧化與吸氣，破碎鋁液表面的氧化膜，有利于氫氣排出。 鋁及鋁合金熔體的凈化爐外處理 包括在線(xiàn)除氣（兩（三）旋轉(zhuǎn)噴嘴通氬氣除氣裝置，西南鋁用）和熔體過(guò)濾。除氣與除渣相輔相成，渣越多，則氣越多，兩者結(jié)合效果更好。熔體過(guò)濾1.玻璃絲布過(guò)濾。由無(wú)堿玻璃纖維涂酚醛樹(shù)脂組成，網(wǎng)眼1.5*1.5mm，操作簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果不穩(wěn)定，對(duì)微小雜質(zhì)無(wú)效。只能使用一次。2.泡沫陶瓷過(guò)濾板。由氧化鋁和氧化鉻制成，與在線(xiàn)除氣同時(shí)使用則效果更好，（和剛玉陶瓷過(guò)濾管，應(yīng)用于高性能加工鑄件，價(jià)格昂貴），效果最好。過(guò)濾板較脆，只能使用一次，一旦溫度變化較大，則不能再被使用?；?/p>

15、學(xué)成分與物理性能（純鋁）電工桿 GB/T3954-2001成分：Si0.11，F(xiàn)e 0.25，純度99.6%。Si含量偏高或含渣量大，則電阻率高。剛啟槽與側(cè)部嚴(yán)重破損槽Si含量高。我廠：Si：0.040.06%，F(xiàn)e/Si=23.5，若其中其他雜質(zhì)含量高于0.01%，則加入鋁硼稀土合金降低雜質(zhì)含量。直徑：9.5mm，（同一截面最大值與最小值的偏差）不圓度0.9mm。物理性能：A4（RE-A4），抗拉強(qiáng)度95115MPa，延伸率10%，電阻率28.01nm。A6（RE-A6），抗拉強(qiáng)度110130MPa，延伸率8%，電阻率28.01nm。注：一般情況下，當(dāng)產(chǎn)品的物理性能合格時(shí)，可以不考慮化學(xué)性能

16、，除非需方對(duì)化學(xué)成分有特殊要求，應(yīng)在合同中注明?；瘜W(xué)成分與物理性能A356（ZLA356)合金：主要用于汽車(chē)和摩托車(chē)輪轂。成分（%）：Si：6.57.5，0.20.45，0.080.2，F(xiàn)e 0.13原材料：1.電解鋁液：GB/T1196-2002，其中Fe0.10%；2.工業(yè)硅：主要使用Si-2202 ，Si-3303 ，共5級(jí)。Si-2202 ： Si99.5，F(xiàn)e 0.2%Si-3303 ：Si99.3，F(xiàn)e 0.3%3.鎂錠：原生鎂錠GB/T3499-2003，雜質(zhì)總和0.04%；4.鈦劑：采用海綿鈦或Ti75；成分的調(diào)整與配料成分調(diào)整G=W（c-a）/【E（b- c）】G-需加元素或

17、中間合金的重量（kg）W-鋁液總重量（kg）a-鋁液中該元素的含量（%）b-物料或中間合金中需加元素純度（%）c-要求達(dá)到的元素含量（%）E-元素實(shí)收率（%）硅：92%；鎂：95%；鈦：80%；鋁：99%。實(shí)收率越高，則物料純度越高。溫度調(diào)整：m固=m液C液（t1-t2）/C固（t溶-t固）+Q潛+C液（t2-t溶）放熱=吸熱。 Q潛凝固潛熱，392.92J/g， C液鋁液熱容1.0768J/（g）， C固固態(tài)熱容1.0337 J/（g）， 晶粒細(xì)化原理：提高晶核的形成速率。（變質(zhì)法、加強(qiáng)液體流動(dòng)、強(qiáng)冷）1.變質(zhì)法：促進(jìn)形核合金細(xì)化劑如75鈦劑（海綿鈦難于溶于鋁液，回收較困難）Al-B中間合金

18、。精煉劑（變質(zhì)劑）具有精煉、變質(zhì)、覆蓋作用。（可在中間溜槽進(jìn)行添加）。2.加強(qiáng)液體流動(dòng)（電磁攪拌、機(jī)械振動(dòng)、離心澆鑄）：加快枝晶的剝落與繁殖達(dá)到細(xì)化晶粒的作用。電磁攪拌用合金細(xì)化劑或精煉劑均為引來(lái)外來(lái)晶核，可能污染鋁液，電磁攪拌可避免。無(wú)電磁攪拌，則晶粒粗大，可應(yīng)用于作電工桿。一般在供料嘴處添加。 3.強(qiáng)冷：增加過(guò)冷度，提高形核速度。增加過(guò)冷度，晶核的形成和長(zhǎng)大速度均增大，但前者大于后者。 結(jié)晶結(jié)晶：晶粒的生長(zhǎng)與長(zhǎng)大的過(guò)程結(jié)晶條件；1.有一定的過(guò)冷度（結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)的差值）2.結(jié)晶過(guò)程伴隨著潛熱釋放，釋放的潛熱應(yīng)小于冷卻散發(fā)的熱量，才能保持結(jié)晶繼續(xù)進(jìn)行，直到完全凝固。較大過(guò)冷度則保持潛熱能順利

19、釋放，并有利于晶核的形成。影響鑄錠質(zhì)量的因素1.金屬與合金的性質(zhì)不同的金屬有不同的熱容、熔解度以及凝固溫度，結(jié)晶范圍越大，枝晶的生長(zhǎng)方向性越明顯，晶核長(zhǎng)大速度大2.外來(lái)雜質(zhì)影響可做晶核的雜質(zhì)對(duì)結(jié)晶影響較大。Ti3.冷卻速度提高冷卻強(qiáng)度，溶質(zhì)元素來(lái)不及擴(kuò)散，減少區(qū)域偏析，過(guò)冷度增加，晶粒細(xì)小致密。提高冷卻強(qiáng)度，（抗拉、延伸等）力學(xué)性能增強(qiáng)，抗拉強(qiáng)度增大，脆性也增大，適合做抗拉要求高的A6桿。提高冷卻強(qiáng)度，鑄錠內(nèi)外溫差大，容易脆裂，延伸率下降，若水冷不均，容易產(chǎn)生熱裂紋。冷卻水量：冷卻水流量與流速是通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水壓實(shí)現(xiàn)的。要求：水質(zhì)較好、水溫不波動(dòng)、流量穩(wěn)定，防止結(jié)晶器結(jié)垢。4.鑄造溫度：鑄造溫度

20、低，可獲得細(xì)小的晶粒。5.鑄造速度：較低易獲得細(xì)密的結(jié)晶組織。質(zhì)量缺陷缺陷：裂紋、氣孔、縮孔與疏松、偏析（成分不同）、夾渣鋁錠1.化學(xué)成分。2.表面質(zhì)量（無(wú)夾渣，飛邊，縮孔）合金錠1.中心裂紋。冷、熱裂紋?？刂茲茶T速度和澆鑄溫度2.氣孔。靜止時(shí)間短，除氣精煉不到位。3.縮孔和疏松。靜止時(shí)間長(zhǎng)，澆鑄溫度低等4.夾渣。精煉不到位，結(jié)晶器鋁液不平穩(wěn)。電工桿1.氣孔。精煉溫度高，鋼帶潤(rùn)滑油太少。2.夾渣。精煉不到位，精煉溫度高，氧化膜被卷進(jìn)結(jié)晶腔。鋁電解用原料和輔助原料氧化鋁 白色粉末，熔點(diǎn)2050，沸點(diǎn)3000，真密度3.6，體積密度1g/cm3 化學(xué)純度。正電位雜質(zhì)氧化硅和氧化鐵等，電解析出后進(jìn)入

21、鋁液，降低了原鋁的品味。電位負(fù)于鋁的氧化物氧化鈉、氧化鈣和氧化鋰等會(huì)分解冰晶石，增加氟化鹽的消耗。水分，增加氟化鹽的消耗，產(chǎn)生氟化氫氣體。b-氧化鋁穩(wěn)定性不好。 物理性能。吸水性小、粒度適合，能快速溶解，加料飛揚(yáng)少，能形成嚴(yán)密的結(jié)殼，比表面積大。 物性分類(lèi)： 砂狀、粉狀、中間狀 輔助原料氟化鹽1.冰晶石。天然與人造（正冰晶石和亞冰晶石的混合物）兩種，工業(yè)用冰晶石分子比2.1，酸性，白色粉末，微溶于水。熔點(diǎn)1008。2.氟化鋁。白色粉末，真密度2.8833.13g/cm3，升華溫度1272。與水蒸氣反應(yīng)生成氧化鋁和氟化氫。以NaAlF4的形態(tài)揮發(fā)。有干法與濕法兩種生產(chǎn)工藝，其中濕法氟化鋁粒度較細(xì)

22、，飛揚(yáng)損失大，干法的主要流程是氟化鈣與硫酸反應(yīng)生成HF 主要作用：降低分子比和初晶溫度輔助原料3.氟化鈣。螢石，密度3.18，熔點(diǎn)1403 ，沸點(diǎn)2500 。 作用：降低初晶溫度，增大熔液界面張力，減少熔液蒸汽壓，有利于形成堅(jiān)硬的爐幫4.氟化鎂。熔點(diǎn)1248 ，沸點(diǎn)2260 。 作用：降低初晶溫度、改善電解質(zhì)性質(zhì)，降低碳渣的濕潤(rùn)性。輔助原料5.氟化鈉（碳酸鈉） 純堿、蘇打，熔點(diǎn)851，提高分子比。為什么采用碳酸鈉？6.氟化鋰 主要降低初晶溫度。還降低氧化鋁的溶解度，濃度較高，不利于電解槽的管理，析出的金屬鋁降低了產(chǎn)品的電導(dǎo)率，如降低鋁箔的壓延性能。碳陽(yáng)極：耐高溫(熱穩(wěn)定性），電導(dǎo)率，純度，機(jī)械

23、強(qiáng)度（真密度）電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)鋁電解質(zhì)的要求：1.電解質(zhì)化學(xué)物不含比Al電位更正的元素。2.在熔融狀態(tài)下，能保持氧化鋁有較大的溶解度。3.熔點(diǎn)要比鋁高，保持電解質(zhì)為液態(tài)。4.有良好的導(dǎo)電性。5.比鋁的密度小，密度差越大越好。6.粘度小，利于流動(dòng)和氣體排出，揮發(fā)性小等。冰晶石等氟化鹽基本符合，但不是最理想的物質(zhì)。電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)分子比：氟化鈉與氟化鋁的摩爾比。初晶溫度：熔鹽開(kāi)始析出晶體時(shí)的溫度，又稱(chēng)為熔度，單一物質(zhì)叫熔點(diǎn)。過(guò)熱度：電解溫度與初晶溫度的差值。8-12，控制爐幫和爐底結(jié)殼的生成。電解質(zhì)的初晶溫度與電解質(zhì)成分有關(guān)，氟化物和氧化鋁濃度越高則初晶溫度越低。下料-電解-下料，其初晶溫

24、度也是降低-升高-降低。（相平衡圖略）電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)化學(xué)方法物理方法熱滴定法觀察法1.熔融電解質(zhì)2.固態(tài)電解質(zhì)pH值指示劑法電導(dǎo)法氟離子選擇電極法晶相分析用偏光顯微鏡全部元素法熒光法分子比的測(cè)量方法分子比的測(cè)量方法電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)熒光分析：比較簡(jiǎn)便，但不能分析氟化鎂和氟化鋰的偏光顯微鏡分析：受亞冰晶石相干擾被淘汰氟離子選擇電極法：與電導(dǎo)法前部分相似，添加過(guò)量氟化鋁與溶液中的氟化鈉反應(yīng)生產(chǎn)冰晶石，然后用電極測(cè)量殘余的氟化鈉。熱滴定和全部元素分析法最精確。但分析時(shí)間長(zhǎng)，過(guò)程復(fù)雜。電導(dǎo)法：加過(guò)量的氟化鋁，然后加入醋酸，用交流電橋比對(duì)測(cè)試。電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)調(diào)整電解質(zhì)的酸堿度降低分子比：Q

25、AlF3=2P(K1-K2)/K2(2+K1) 添加氟化鹽，均衡穩(wěn)定，則分子比穩(wěn)定，在酸性電解質(zhì)體系中，液態(tài)電解質(zhì)凝固由偏析造成，其結(jié)殼的分子比較液體高。提高分子比：QNaF=P(K2-K1)/(2+K1)（開(kāi)槽）（添加氟化鈉） QNaCO3=53P(K2-K1)/14(2+K1)(3+K2) (加碳酸鈉） 其中P為冰晶石的質(zhì)量，K1為調(diào)整前的摩爾比，K2為調(diào)整后的摩爾比。分子比為質(zhì)量比的2倍。（Al：27，鈉：23，氟：19，C：12，O：16）。添加碳酸鈉提高分子比利用下反應(yīng)式計(jì)算消耗，利用分子比的定義求解！ 3Na2CO3+2AlF3=Al2O3+6NaF+3CO2若電解一車(chē)間某臺(tái)槽的電

26、解質(zhì)量為10t，其中含有氟化鈣為4.5%，氟化鎂為2.5%，氟化鋰1%，氧化鋁為3%，分子比為2.5，若要求30天后分子比平穩(wěn)調(diào)整到2.3，已知每天產(chǎn)率量為1.5噸，噸鋁氟化鋁消耗為16Kg，求所需的氟化鋁的量是多少？注意：每天添加的氟化鋁不超過(guò)40Kg，不少于10Kg。電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)低摩爾比生產(chǎn)：分子比控制在2-2.3之間，軟硬件設(shè)備許可的情況下，可采用。要求對(duì)氧化鋁進(jìn)行窄幅控制。電導(dǎo)率：電解質(zhì)壓降占槽電壓的34%-40%。電解質(zhì)中影響電導(dǎo)的物質(zhì)，氟化鋰增加電導(dǎo)，氟化鉀、氟化鈣、氟化鎂、氟化鋁、氧化鋁、碳渣逐步增加電阻率。電解質(zhì)密度：在960電解時(shí)，密度為2.1g/cm3，電解溫度升高

27、，鋁液與電解質(zhì)密度均變小，密度差越小。密度從大到小依次是氟化鎂、氟化鈣、氟化鈉、氟化鋰、氟化鋁、氧化鋁。電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)粘度：氧化鋁，分子比，槽溫等因素影響離子的遷移：Na+是電荷的主要遷移者，中性和堿性遷移數(shù)接近1。電解質(zhì)中存在的主要離子： 陰極：Na+等金屬離子、F-隨反應(yīng)增多 陽(yáng)極：Al-O-F絡(luò)和離子，而AlF4-、AlF6-隨反應(yīng)減少低溫電解質(zhì)：初晶溫度900左右，國(guó)內(nèi)目前通過(guò)使用含量較高的LiF（分子比較高），熔度在900-920 之間，但增加鋰鹽后，氧化鋁的溶解度降低，過(guò)熱度增大。氧化鋁的熔解及其行為加入電解質(zhì)的氧化鋁去向：熔解，形成爐幫和槽上部結(jié)殼，形成沉淀。氫氧化鈉在90

28、0左右煅燒，主要是-氧化鋁，在1300 煅燒為-氧化鋁， -氧化鋁（粉狀）比-氧化鋁密度大，沉降速度快，容易形成沉淀（熔解速度 ）。影響氧化鋁熔解速率的因素：1.氧化鋁的相態(tài)；2.添加劑增加，則降低；3.溫度升高，則增加；4.過(guò)熱度增加，則增加；5.氧化鋁灼減提高，則增加。氧化鋁的預(yù)熱可提高熔解速度，因此應(yīng)保持下料孔通暢。氧化鋁的熔解及其行為槽上部結(jié)殼：氧化鋁被熔融的電解質(zhì)所浸潤(rùn)滲透并凝固而成，因此過(guò)熱度小，容易結(jié)殼。 -氧化鋁轉(zhuǎn)化為-氧化鋁的過(guò)程形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)殼層，氧化鋁占40%，其余為電解質(zhì)。實(shí)踐證明：用粉碎的電解質(zhì)參雜做保溫料，更容易結(jié)殼。 爐幫：電解質(zhì)凝固而成，靠近碳素內(nèi)襯氧化鋁含量

29、高。鋁電解的電極過(guò)程氧化鋁的分解電壓最小，為2.12V，與其他氟化物相比，其電負(fù)性最正。在一般情況下，鈉與鋁的電位差為250mv，相差不大，當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，鈉就會(huì)析出。（現(xiàn)象：燃燒火焰呈黃色）析出條件：1.溫度升高2.分子比增大3.氧化鋁濃度小4.陰極電流密度增大5.局部過(guò)冷，陰極鈉離子遷移受阻鋁電解的電極過(guò)程析出鈉的去向：1.成為蒸氣被燃燒2.進(jìn)入電解質(zhì)3.進(jìn)入陰極鋁液而鋁液中鈉離子的主要去向則是向碳素內(nèi)襯滲透，引起陰極層狀剝離膨脹和開(kāi)裂，在有沉淀的情況下，則會(huì)加劇炭塊膨脹。陽(yáng)極效應(yīng)效應(yīng)機(jī)理：當(dāng)氧化鋁濃度降低時(shí)（0.5%），電解質(zhì)同炭陽(yáng)極濕潤(rùn)性變差，陽(yáng)極氣泡逐漸增多形成氣體膜，阻礙了電流的

30、通過(guò)，陽(yáng)極有效面積下降，電流密度增大，超過(guò)了臨界電流密度，則發(fā)生效應(yīng)，電流密度增大，陽(yáng)極電位也增大，達(dá)到氟離子的放電電位，則生成F-C化合物，它們的存在也會(huì)進(jìn)一步降低陽(yáng)極與電解質(zhì)的濕潤(rùn)性。工業(yè)上有4種原因：1.氧化鋁濃度低（或局部過(guò)低），2.槽子走冷行程（濕潤(rùn)性變差，高電壓效應(yīng)）3.電解質(zhì)含較多的懸浮氧化鋁（難滅效應(yīng)，自預(yù)槽或添加臟料），4.電解質(zhì)含碳，5.抬升陽(yáng)極不當(dāng)，部分陽(yáng)極脫落電解質(zhì)，電流密度達(dá)到臨界值。鋁的溶解于二次氧化損失鋁溶解的影響因素1.槽溫。溫度增加，熔解損失增大。2.分子比。分子比越小，則氟化鋁含量越高，即鋁離子含量高，鋁的熔解損失減少。3.添加劑。增加一定的添加劑如氟化鎂和

31、氟化鈣含量，可減少熔解。二次氧化：主要途徑是二氧化碳與溶解的鋁反應(yīng)。步驟：界面溶解擴(kuò)散被陽(yáng)極氣體氧化。溶解為速率控制步驟。筑爐技術(shù)電解槽的結(jié)構(gòu)：陰極結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)，母線(xiàn)結(jié)構(gòu)以及電氣絕緣結(jié)構(gòu)。筑爐工藝1.清理與放線(xiàn)。根據(jù)施工圖紙進(jìn)行基準(zhǔn)放線(xiàn)2.鋪石棉板。10mm石棉板，接縫小于2mm，縫用氧化鋁填充。3.鋪絕熱板（硅酸鈣板）。接縫小于2mm，縫用氧化鋁填充。65cm4.砌筑保溫磚。砌兩層，上下兩層，錯(cuò)縫砌筑，縫用氧化鋁填充。5.鋪干式防滲料。用平板振動(dòng)機(jī)夯實(shí)，夯實(shí)后密度大于1.6g/cm3。側(cè)部鋪設(shè)石棉板和硅酸鈣板至鋼窗。6.鋪陰極炭塊。陰極與鋼棒組裝方式：碳糊扎固，磷生鐵澆鑄（陰極壽命短，工藝

32、繁瑣，成品率低），碳粘結(jié)劑粘結(jié)。由中間向兩端，不可撬動(dòng)鋼棒。用碳酸鈉水玻璃石棉膩?zhàn)用芊怃摪艨?。筑爐技術(shù)陰極炭塊組組裝6.1檢驗(yàn)。檢驗(yàn)炭塊和陰極鋼棒，即炭塊表面質(zhì)量和電阻，鋼棒的彎曲度（4）并砂洗成金屬光澤。6.2清掃。用壓縮空氣將炭塊燕尾槽吹凈，用鋼絲刷對(duì)炭塊表面進(jìn)行打磨，再清掃干凈6.3放陰極鋼棒。要求鋼棒中心線(xiàn)與炭塊中心線(xiàn)吻合（誤差0.1%）6.4搗固。加糊刮平，共分6層搗固，搗固壓縮比1.6：1。炭塊與鋼棒相平，平行度公差3mm，組裝后導(dǎo)電不大于350mv（2KA）筑爐技術(shù)石墨化陰極，無(wú)定形碳，無(wú)定形碳+無(wú)煙煤經(jīng)高溫=半石墨質(zhì)（常見(jiàn)30%石墨質(zhì)），（半）石墨化+ TiB2涂層。石墨化陰極

33、抗鈉侵蝕性好，膨脹系數(shù)小，電阻小，但不耐磨。TiB2涂層，增加鋁液與陰極炭塊的濕潤(rùn)性，便降低了沉淀于陰極的濕潤(rùn)性。但價(jià)格昂貴，容易被操作工具刮破，實(shí)踐效果不好。筑爐技術(shù)側(cè)部的砌筑1.鋪石棉板與硅酸鈣板，縫用氧化鋁填充。（此兩層鋪在長(zhǎng)側(cè)斜板）2.密封陰極鋼棒窗口。用水玻璃石棉膩?zhàn)用芊狻?.在鋼棒間濕砌兩到三層耐火磚。4.搗打澆注料，兩層澆鑄。（用攪拌機(jī)攪拌耐火混凝土，由輕質(zhì)黏土磚和高鋁水泥組成），攪拌好的澆注料多點(diǎn)倒入槽內(nèi)，用插入式振動(dòng)器攪拌，緩慢均勻攪拌，再進(jìn)行第二次振動(dòng)澆鑄，攪拌器不能插入已初凝的第一層，澆鑄完后，常溫養(yǎng)護(hù)24h。5.砌筑耐火磚。澆注體養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，用耐火泥濕砌兩層高鋁轉(zhuǎn)（或隔

34、熱耐火磚）6.砌筑側(cè)部炭塊。干砌（碳化硅磚用濕砌），縫小于0.5mm，用塞尺檢查。若需加條，則在角部的兩側(cè)進(jìn)行。縫用氧化鋁填實(shí)。筑爐技術(shù)陰極糊的扎固陰極糊，主要成分為無(wú)煙煤，其次煤瀝青和煤焦油（軟化點(diǎn)在7080 ，因此進(jìn)行熱扎時(shí)，溫度應(yīng)高于軟化點(diǎn)，我廠控制在110 左右。1.鋼棒糊：2mm以下。2.立縫糊：4.5mm以下。3.周?chē)?2.5mm以下。步驟：1.加熱槽體。吹風(fēng)清掃后，用專(zhuān)門(mén)的電加熱器加熱陰極炭塊，緩慢加熱，歷時(shí)10-12h，110 左右。側(cè)部用噴燈加熱，持續(xù)半小時(shí)左右，加熱至110左右。炭塊溫度過(guò)低，容易造成陰極糊與炭塊粘結(jié)不牢，而形成熱裂紋。2.扎固。立縫涂抹稀瀝青，進(jìn)行7-

35、8次扎固，1.6：1，碳帽5*40；周?chē)p分兩次扎固，在煙道與出鋁中心線(xiàn)位置對(duì)接，為使兩層銜接牢固，用爪型搗錘將表面打成麻面。一一. .電解槽的焙燒啟動(dòng)電解槽的焙燒啟動(dòng) 焙燒概述焙燒概述 焙燒工藝要求焙燒工藝要求 鋁電解全部生產(chǎn)過(guò)程分焙燒階段、啟動(dòng)階段鋁電解全部生產(chǎn)過(guò)程分焙燒階段、啟動(dòng)階段（含啟動(dòng)后期管理）和正常生產(chǎn)三個(gè)階段。焙燒（含啟動(dòng)后期管理）和正常生產(chǎn)三個(gè)階段。焙燒階段一般為階段一般為36天，焙燒的好壞直接影響電解槽天，焙燒的好壞直接影響電解槽的壽命。的壽命。 均勻緩慢升溫，減少熱裂，加熱陰極內(nèi)襯，均勻緩慢升溫，減少熱裂，加熱陰極內(nèi)襯，陽(yáng)極與裝爐材料，以利于下一步啟動(dòng)陽(yáng)極與裝爐材料，以利

36、于下一步啟動(dòng)。焙燒目的焙燒目的 排除水分，排除水分，加熱槽體，加熱槽體，焦化糊料。焦化糊料。 熔化高分子熔化高分子比電解質(zhì)，比電解質(zhì)，填塞熱裂紋。填塞熱裂紋。 加熱陽(yáng)極和加熱陽(yáng)極和裝爐材料，裝爐材料，槽溫達(dá)正常槽溫達(dá)正常溫度，熔化溫度，熔化部分物料。部分物料。 滿(mǎn)足電解槽滿(mǎn)足電解槽碳素材料對(duì)碳素材料對(duì)堿性物質(zhì)的堿性物質(zhì)的吸收。吸收。焙燒方法焙燒方法石墨粉焙燒石墨粉焙燒鋁液焙燒鋁液焙燒燃?xì)獗簾細(xì)獗簾沽１簾沽１簾簾椒ū容^焦粒焙燒：用煅后石油焦作電阻體，焙燒結(jié)束后陰極表面溫度達(dá)到正常生產(chǎn)溫度。石墨粉焙燒： 與焦粒焙燒類(lèi)似，采用不同配比的石墨作發(fā)熱體，工藝要求比焦粒焙燒更加嚴(yán)格。導(dǎo)電性好，不

37、用分流片，采用全電流焙燒。焙燒升溫能力有限（800度左右），只能使用效應(yīng)啟動(dòng)燃?xì)獗簾ㄈ剂媳簾?需要可燃物質(zhì)和燃燒裝置。要點(diǎn)：加強(qiáng)保溫。操作復(fù)雜、對(duì)設(shè)備要求高。鋁液焙燒：直接灌入鋁液，操作簡(jiǎn)單。陰極炭塊和內(nèi)襯熱沖擊大，易出現(xiàn)早期破損。焦粒焙燒優(yōu)缺點(diǎn)焦粒焙燒優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) shortcoming優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) excellence 升溫均勻，升溫速度可控升溫均勻，升溫速度可控 填充物為高分子比電解質(zhì)，可填充物為高分子比電解質(zhì)，可預(yù)防早期破損預(yù)防早期破損 操作過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大操作過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大 啟動(dòng)后碳渣較多啟動(dòng)后碳渣較多 電流分布不均，局部過(guò)熱電流分布不均，局部過(guò)熱 槽四周焙燒不良槽四周焙燒不良啟動(dòng)

38、啟動(dòng)條件：溫度達(dá)到950度以上，電解質(zhì)水平5-10cm。干法啟動(dòng) 利用電弧高溫將固體冰晶石等裝爐物料熔化成液態(tài)電解質(zhì)。剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，電壓不宜抬得過(guò)快，灌入鋁液，則啟動(dòng)結(jié)束，可利用該時(shí)段測(cè)量電解槽溫度的分布情況。濕法啟動(dòng) 灌入分子比高的電解質(zhì)進(jìn)行啟動(dòng)。非正產(chǎn)期管理分啟動(dòng)初期管理和啟動(dòng)后期管理。以第一次出鋁為分界線(xiàn)。啟動(dòng)初期（1-2天）：一般點(diǎn)動(dòng)后24h灌鋁，以保證溫度足夠熔化物料和焦化碳素內(nèi)襯。電解質(zhì)管理：分子比2.8以上，水平30cm以上，此階段可投入純堿和螢石。下料管理：效率較低，效應(yīng)較高沒(méi)。1.5倍左右正常NB。槽電壓管理：從57V，每隔半小時(shí)緩慢下調(diào)電壓。槽溫管理：970度以上。碳渣管理

39、：加強(qiáng)碳渣的打撈。非正產(chǎn)期管理啟動(dòng)后期管理（13個(gè)月） 技術(shù)條件發(fā)生較大的變化，電解槽運(yùn)行發(fā)生質(zhì)的變化。結(jié)束的標(biāo)志：技術(shù)條件達(dá)到正常的控制范圍和形成規(guī)整堅(jiān)固的爐幫。特點(diǎn)： 初期：需熱過(guò)程（電解質(zhì)水平高，效應(yīng)系數(shù)大），碳素內(nèi)襯材料需吸收大量的NaF，添加一定量的純堿。 中期：內(nèi)襯溫度均達(dá)到要求，但未形成規(guī)整爐膛，加高分子比電解質(zhì)。 后期：已建立熱平衡，并形成了規(guī)整的爐膛，需添加AlF3,使得其他參數(shù)趨于正常。非正產(chǎn)期管理電解質(zhì)管理：1個(gè)月由30cm以上降至24cm，第二個(gè)月保持正常22cm。依靠控制槽電壓和電解質(zhì)的添加量。電解質(zhì)成分管理：第1個(gè)月保持分子比在2.8左右，第二個(gè)月末達(dá)到正常水平。氟

40、化鎂3%，氟化鈣5%，不足則進(jìn)行相應(yīng)的添加。（裝槽時(shí)添加易形成沉淀）鋁水平管理：灌鋁后16-17cm，鋁水平不足15cm，則推遲出鋁。爐幫逐漸形成，鋁水平上升，第2個(gè)月，鋁水平達(dá)到正常值，保持高水平電解，則3個(gè)月。電壓管理：槽電壓的高低與分子比的低高相適應(yīng)，在電壓低，分子比較高的情況下，可以實(shí)現(xiàn)低極距生產(chǎn)。若采用高的槽電壓，則可以保持較低的效應(yīng)系數(shù)，若采用低槽電壓，高分子比，則應(yīng)適當(dāng)提高效應(yīng)系數(shù)。一周至1個(gè)月不等。效應(yīng)系數(shù)管理：雖然槽電壓高，但爐底易出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象而形成結(jié)殼。從0.5下降至0.3，第2個(gè)月末達(dá)到正常。非正產(chǎn)期管理槽膛內(nèi)形的建立：1.冷槽。伸腿肥而長(zhǎng)，爐底冷易生沉淀，電解質(zhì)溫度低而

41、發(fā)粘，碳渣難分離，電解質(zhì)收縮，保溫料結(jié)殼厚而硬，氧化鋁熔解能力差，爐膛不規(guī)整，常出現(xiàn)電壓異常。2.熱槽。槽溫升高，碳渣和電解質(zhì)分離不好，保溫結(jié)殼薄，易塌殼冒火，陽(yáng)極效應(yīng)滯后。3.正常槽：爐幫伸腿均勻，鋁液鏡面在陽(yáng)極的投影區(qū)內(nèi)，電流分布均勻。非正產(chǎn)期管理注意：1.啟動(dòng)第一個(gè)月采用高分子比的電解質(zhì)成分。低分子比形成的爐幫穩(wěn)定性差。2.控制好電解溫度的下降速度。溫度下降過(guò)快，有利于結(jié)晶，但容易出現(xiàn)結(jié)晶缺陷，穩(wěn)定性差，形成畸形爐膛。3.采用人工放效應(yīng)可減少爐膛畸形，對(duì)陽(yáng)極安裝精度引起的電壓波動(dòng)無(wú)效果。4.利用換極時(shí)對(duì)爐膛進(jìn)行檢查，一旦形成畸形爐膛，將長(zhǎng)遠(yuǎn)影響電解槽正常期的生產(chǎn)。5.非正常期形成的爐幫，

42、不宜進(jìn)行邊加，雖然容易規(guī)整，但邊加形成的爐幫穩(wěn)定性差。焦粒焙燒焦粒焙燒驗(yàn)收準(zhǔn)備驗(yàn)收準(zhǔn)備 連軟連接連軟連接鋪焦掛極鋪焦掛極進(jìn)入焙燒進(jìn)入焙燒裝槽裝槽聯(lián)系送電聯(lián)系送電降負(fù)荷降負(fù)荷焊分流片焊分流片裝絕緣板裝絕緣板全負(fù)荷全負(fù)荷焦粒焙燒工藝流程圖焦粒焙燒工藝流程圖焦粒焙燒焦粒焙燒驗(yàn)收準(zhǔn)備驗(yàn)收準(zhǔn)備驗(yàn)收驗(yàn)收陽(yáng)極升降機(jī)構(gòu)驗(yàn)收陽(yáng)極升降機(jī)構(gòu)驗(yàn)收上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)收上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)收其他驗(yàn)收其他驗(yàn)收打殼下料系統(tǒng)驗(yàn)收打殼下料系統(tǒng)驗(yàn)收槽控機(jī)驗(yàn)收槽控機(jī)驗(yàn)收電氣絕緣驗(yàn)收電氣絕緣驗(yàn)收焦粒焙燒焦粒焙燒鋪焦掛極鋪焦掛極 在陰極炭塊上鋪設(shè)一層在陰極炭塊上鋪設(shè)一層15mm煅后焦粒，用水煅后焦粒，用水平木尺（兩端角高度為平木尺（兩端角高度為1025m

43、m）刮平，焦粒鋪）刮平，焦粒鋪設(shè)厚度為設(shè)厚度為1025mm。粒度小，電阻率高，不便于粒度小，電阻率高，不便于清除，粒度大，則接觸不良。清除，粒度大，則接觸不良。 陽(yáng)極母線(xiàn)降至下限，安裝陽(yáng)極（無(wú)裂紋、平整陽(yáng)極母線(xiàn)降至下限，安裝陽(yáng)極（無(wú)裂紋、平整、導(dǎo)桿垂直，打磨光滑），使得陽(yáng)極質(zhì)量全部壓、導(dǎo)桿垂直，打磨光滑），使得陽(yáng)極質(zhì)量全部壓在焦粒上，并保證接觸良好，夾具夾而不緊?？稍诮沽Ｉ?，并保證接觸良好，夾具夾而不緊?？刹捎眉娱L(zhǎng)炭塊，提高中縫的焙燒效果。掛好極后采用加長(zhǎng)炭塊，提高中縫的焙燒效果。掛好極后，用廢舊編織袋堵塞間縫。，用廢舊編織袋堵塞間縫。焦粒焙燒焦粒焙燒裝槽裝槽高分子比啟動(dòng)高分子比啟動(dòng)低分子比啟

44、動(dòng)低分子比啟動(dòng) （冰晶石），電解質(zhì)粉（冰晶石），電解質(zhì)粉與電解質(zhì)塊，分子比保持與電解質(zhì)塊，分子比保持2.8以上。以上。 二次啟動(dòng)常用。二次啟動(dòng)常用。l電解質(zhì)：熔點(diǎn)電解質(zhì)：熔點(diǎn)960 左右左右l冰晶石：熔點(diǎn)冰晶石：熔點(diǎn)1009l碳酸鈉：熔點(diǎn)碳酸鈉：熔點(diǎn)851 l氟化鈣：熔點(diǎn)氟化鈣：熔點(diǎn)1403 焦粒焙燒焦粒焙燒連軟連接連軟連接 連接陽(yáng)極母線(xiàn)大梁與陽(yáng)極導(dǎo)桿。目的：連接大母線(xiàn)與陽(yáng)極導(dǎo)連接陽(yáng)極母線(xiàn)大梁與陽(yáng)極導(dǎo)桿。目的：連接大母線(xiàn)與陽(yáng)極導(dǎo)桿，便于使陽(yáng)極炭塊組的質(zhì)量完全落在焦粒之上。（見(jiàn)下圖），桿，便于使陽(yáng)極炭塊組的質(zhì)量完全落在焦粒之上。（見(jiàn)下圖），若不采用軟連接，取而代之的是采用若不采用軟連接，取而代之

45、的是采用“夾緊夾緊松開(kāi)松開(kāi)夾緊夾緊”技術(shù)，因炭塊的膨脹不同，每隔技術(shù)，因炭塊的膨脹不同，每隔12小時(shí)操作一次，具體依電流小時(shí)操作一次，具體依電流分布而定。分布而定。方法一方法一方法二方法二焦粒焙燒焦粒焙燒裝分流片裝分流片 除首臺(tái)啟動(dòng)槽之外，采用全電流焙燒時(shí)，需安裝分流片，除首臺(tái)啟動(dòng)槽之外，采用全電流焙燒時(shí)，需安裝分流片，使電流逐步增加。一端焊接陽(yáng)極鋼爪，一端焊接陰極方鋼。使電流逐步增加。一端焊接陽(yáng)極鋼爪，一端焊接陰極方鋼。 分流率與陽(yáng)極電流密度成反比，即陽(yáng)極電流密度越小，則分流率與陽(yáng)極電流密度成反比，即陽(yáng)極電流密度越小，則分流率越高，分流片的溫度也越高（該處冰晶石熔化的速度快分流率越高，分流片

46、的溫度也越高（該處冰晶石熔化的速度快），在拆分流片時(shí)，應(yīng)先拆溫度低的分流片。），在拆分流片時(shí)，應(yīng)先拆溫度低的分流片。焦粒焙燒焦粒焙燒實(shí)踐證明實(shí)踐證明 焙燒時(shí)間的長(zhǎng)短取決于焦粒加熱體焙燒時(shí)間的長(zhǎng)短取決于焦粒加熱體的厚度。焙燒時(shí)間越長(zhǎng)，必須使槽電壓的厚度。焙燒時(shí)間越長(zhǎng)，必須使槽電壓保持在保持在2V以上，減少電解質(zhì)的冷凝，方以上，減少電解質(zhì)的冷凝，方可確保焙燒槽平穩(wěn)啟動(dòng)?？纱_保焙燒槽平穩(wěn)啟動(dòng)。1.焙燒槽溫達(dá)到焙燒槽溫達(dá)到9502.中縫電解質(zhì)水平達(dá)到中縫電解質(zhì)水平達(dá)到30cm左右，人造伸腿左右，人造伸腿處也有一定的液體電處也有一定的液體電解質(zhì)。解質(zhì)。焦粒焙燒中常見(jiàn)的問(wèn)題焦粒焙燒中常見(jiàn)的問(wèn)題 根本原因是

47、：電流分布不均勻，電流分布根本原因是：電流分布不均勻，電流分布均勻與否直接關(guān)系到電解槽的焙燒質(zhì)量。均勻與否直接關(guān)系到電解槽的焙燒質(zhì)量。電流分布不均勻原因電流分布不均勻原因調(diào)整電流分布的方法調(diào)整電流分布的方法1.焦粒與炭塊接觸不均勻。焦粒與炭塊接觸不均勻。2.鋁導(dǎo)桿與大母線(xiàn)接觸不均勻。鋁導(dǎo)桿與大母線(xiàn)接觸不均勻。3.陽(yáng)極組本身電阻差異。陽(yáng)極組本身電阻差異。4.分流器拆除不合理。分流器拆除不合理。5.調(diào)整工作不及時(shí)。調(diào)整工作不及時(shí)。 1.松緊卡具。松緊卡具。2.振打?qū)U。振打?qū)U。3.電流分布過(guò)大，可分隔導(dǎo)桿與母線(xiàn)電流分布過(guò)大，可分隔導(dǎo)桿與母線(xiàn)4.大面積分布不均，則重新緊固所有卡大面積分布不均，則重

48、新緊固所有卡具。具。5.個(gè)別極偏流，用鐵質(zhì)工具進(jìn)行極間連個(gè)別極偏流，用鐵質(zhì)工具進(jìn)行極間連接。接。焦粒焙燒焦粒焙燒異常情況處理異常情況處理陽(yáng)極氧化陽(yáng)極氧化陽(yáng)極脫落陽(yáng)極脫落陽(yáng)極鋼爪發(fā)紅陽(yáng)極鋼爪發(fā)紅用冰晶石覆蓋。用冰晶石覆蓋。 取出鋼爪和取出鋼爪和導(dǎo)桿，啟動(dòng)后導(dǎo)桿，啟動(dòng)后再進(jìn)行更換。再進(jìn)行更換。 扒開(kāi)保溫層，扒開(kāi)保溫層，松卡具和軟連接，松卡具和軟連接，吹風(fēng)冷卻。吹風(fēng)冷卻。陰極鋼棒發(fā)紅陰極鋼棒發(fā)紅漏電解質(zhì)漏電解質(zhì) 強(qiáng)制風(fēng)冷，強(qiáng)制風(fēng)冷，在加工面添加冰在加工面添加冰晶石，松陽(yáng)極卡晶石，松陽(yáng)極卡具。具。燃?xì)馊細(xì)怃X液兩段焙燒鋁液兩段焙燒驗(yàn)收準(zhǔn)備驗(yàn)收準(zhǔn)備裝分流片裝分流片掛極掛極拆移加熱裝置拆移加熱裝置灌鋁灌鋁安

49、裝絕緣板安裝絕緣板燃?xì)獗簾細(xì)獗簾惭b調(diào)試加熱裝置安裝調(diào)試加熱裝置裝槽裝槽降負(fù)荷降負(fù)荷加電解質(zhì)保溫加電解質(zhì)保溫全負(fù)荷全負(fù)荷工藝流程圖（不停電開(kāi)槽）工藝流程圖（不停電開(kāi)槽）燃?xì)馊細(xì)怃X液兩段焙燒鋁液兩段焙燒圖一 燃?xì)獗簾龍D二 燃燒加熱裝置燃?xì)馊細(xì)怃X液兩段焙燒鋁液兩段焙燒燃?xì)獗簾c(diǎn)： 燃燒終點(diǎn)溫度（內(nèi)襯表面溫度）在750左右，溫度過(guò)高易出現(xiàn)表面氧化。 燃?xì)獗簾龝r(shí)間一般為一天，為減少天然氣的使用量，在燃?xì)饧訜崆皯?yīng)加強(qiáng)槽體的保溫。 點(diǎn)火前應(yīng)對(duì)設(shè)備管道進(jìn)行密封性檢查。在點(diǎn)火時(shí)，要調(diào)整好燃?xì)馀c空氣的比例，保證燃?xì)獬浞秩紵諝鉄o(wú)過(guò)剩。燃?xì)馊細(xì)怃X液兩段焙燒鋁液兩段焙燒鋁液焙燒要點(diǎn)：鋁液焙燒時(shí)間一般為2-3天

50、，焙燒結(jié)束時(shí)溫度達(dá)到正常生產(chǎn)時(shí)的溫度即950以上，中縫電解質(zhì)水平達(dá)到5-10cm。鋁液焙燒其電流分布較焦粒焙燒均勻。鋁液進(jìn)入碳素內(nèi)襯裂縫和伸縮縫中，將對(duì)電解槽的壽命產(chǎn)生不利影響。電解槽啟動(dòng)后期管理電解槽啟動(dòng)后期管理 后期管理歷時(shí)1-2個(gè)月，具體可依據(jù)加工距離的大小和散熱口溫度的分布梯度及穩(wěn)定性而定。目的：逐步建立穩(wěn)定的物料平衡、熱平衡和電壓平衡；形成規(guī)整的爐膛。特點(diǎn)：參數(shù)變化大，高分子比，高效應(yīng)系數(shù)，高槽電壓，高槽溫鋁電解的主要生產(chǎn)操作主要操作：換極、抬母線(xiàn)、熄效應(yīng)以及出鋁，輔助操作：兩水平測(cè)量，加料取電解質(zhì)。1.換極陽(yáng)極更換順序的原則：1.相鄰極錯(cuò)開(kāi)更換。2.A、B面交替更換。3.分（8）區(qū)

51、交叉進(jìn)行。以確保質(zhì)量與電流分布均勻。陽(yáng)極消耗速度：hc=0.3356*24*a陽(yáng)*Wc*/ d假 （Wc為碳陽(yáng)極凈耗， d假為體積密度， a陽(yáng)陽(yáng)極電流密度）hc=每天陽(yáng)極的消耗量/體積密度*陽(yáng)極斷面面積換極周期：=（H-HL）/hc鋁電解的主要生產(chǎn)操作換極步驟 確認(rèn)槽號(hào)、極號(hào)準(zhǔn)備工器具與物料聯(lián)機(jī)卡殘極標(biāo)殘極高度開(kāi)槽蓋扒料提（檢查）殘極兜尺畫(huà)線(xiàn)鏟邊鐓邊“三摸一扒” 新極安裝收邊整形清掃衛(wèi)生蓋槽蓋記錄填寫(xiě)注意： 新極比殘極提高1-2天的使用量，1.5-3cm，角極取上限。新極上槽后，在其下表面形成一層冷凝的電解質(zhì)層，16h達(dá)到70%，24h達(dá)到正常，角部時(shí)間延長(zhǎng)1倍左右。 16h陽(yáng)極電流分布過(guò)大（

52、1.0-1.8mv為宜），調(diào)整幅度一般在2-4cm。質(zhì)量控制點(diǎn)：聯(lián)機(jī)（合理控制附加電壓時(shí)間），撈塊，安裝精度。鋁電解的主要生產(chǎn)操作2.出鋁：質(zhì)量控制點(diǎn)是析出精度（-20+50Kg）和防止析出電解質(zhì)（小于5Kg）。3.熄效應(yīng)：升降陽(yáng)極熄滅效應(yīng)，成功率不高。大型槽采用插木棒的方法，其實(shí)質(zhì)是木棒在高溫電解質(zhì)中劇烈燃燒產(chǎn)生大量的氣泡，趕走了陽(yáng)極底掌的滯留氣體層，使陽(yáng)極重新恢復(fù)正常工作，熄滅的前提是氧化鋁濃度應(yīng)達(dá)到正常范圍。質(zhì)量控制點(diǎn)：效應(yīng)時(shí)間，一般控制在3min以?xún)?nèi)，力爭(zhēng)控制在2min以?xún)?nèi)，甚至更低，過(guò)長(zhǎng)的陽(yáng)極效應(yīng)可能燒壞爐幫，降低電效和浪費(fèi)電力。效應(yīng)電壓一般為2030V，高則為冷槽效應(yīng)，低則視為熱槽

53、效應(yīng)，電壓不穩(wěn)定視為爐膛畸形，效應(yīng)熄滅后應(yīng)及時(shí)撈取碳渣。4.抬母線(xiàn)：陽(yáng)極不斷消耗，母線(xiàn)不斷下移，但母線(xiàn)下降位置有限鋁電解的主要生產(chǎn)操作抬母線(xiàn)周期T=h有效/hc總行程400mm，回轉(zhuǎn)計(jì)一個(gè)讀數(shù)為1mm，上下安全行程的距離稱(chēng)為有效行程，當(dāng)回轉(zhuǎn)計(jì)或指針在下限位以下，則需抬母線(xiàn)。質(zhì)量控制點(diǎn)：旋緊陽(yáng)極卡具步驟：確認(rèn)槽號(hào)檢查行車(chē)掛（檢查）框架吊框架至作業(yè)槽聯(lián)機(jī)放框架夾緊陽(yáng)極松卡具抬母線(xiàn)緊卡具框架松開(kāi)陽(yáng)極提框架畫(huà)線(xiàn)框架歸位記錄常規(guī)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)方差：S=S越大，數(shù)值越分散。1.兩水平測(cè)量（對(duì)熱平衡影響很大）一點(diǎn)測(cè)量，多點(diǎn)側(cè)量（槽越大，取點(diǎn)越多），一點(diǎn)測(cè)量在出鋁口或換極點(diǎn)。測(cè)量前先打撈碳渣和氧化鋁。靜置時(shí)間大于5

54、s。2.槽溫測(cè)量（影響電流效率）槽溫一天的變化較大，可采取每班測(cè)量一次。要求在固定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，注意，若測(cè)量點(diǎn)為新極，調(diào)整氟化鹽時(shí)需注意。停電，效應(yīng)等情況終止測(cè)量n1i2)XXi1n1（常規(guī)測(cè)量3.陽(yáng)極電流分布（等距壓降）測(cè)量電壓波動(dòng)，新極16小時(shí)，焙燒啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行陽(yáng)極電流分布測(cè)量。發(fā)生效應(yīng)、降電流、出鋁、抬母線(xiàn)等操作則停止測(cè)量。測(cè)量工具：測(cè)量叉與萬(wàn)用表（指針毫伏表）4.保溫料厚度測(cè)量目測(cè)法（在鋼爪高度方向進(jìn)行等距劃分），每個(gè)鋼爪目測(cè)一次。鋼爪的高度，橫梁下沿高度19-21cm；上沿高度33-35cm。常規(guī)測(cè)量5.殘極測(cè)量當(dāng)陽(yáng)極質(zhì)量（含成分，形狀的變化）或使用效果出現(xiàn)波動(dòng)，則進(jìn)行殘極的測(cè)量。測(cè)量范

55、圍：長(zhǎng)、寬、高、鋼梁至殘極表面的距離（反應(yīng)陽(yáng)極表面的抗氧化能力）。測(cè)量長(zhǎng)和寬用直角尺進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量高度用水平儀和直角尺以及米尺，測(cè)量鋼梁至陽(yáng)極表面的距離用米尺。常規(guī)測(cè)量6.極距測(cè)量當(dāng)需要獲取資料全面分析和優(yōu)化槽設(shè)計(jì)，則需要測(cè)量該數(shù)據(jù)。測(cè)量工具：漏勺，測(cè)量釬（T，梯子型），水平儀，鋼尺。測(cè)量前，用行車(chē)開(kāi)孔20cm左右，有漏勺將洞中的氧化鋁和碳渣打撈干凈。（測(cè)量如圖示），持續(xù)時(shí)間在5s以上。7.側(cè)部爐幫形狀測(cè)量（P164）一般不測(cè)量，當(dāng)需要全面分析和工藝技術(shù)條件時(shí)測(cè)量，側(cè)壁由a-氧化鋁和冰晶石組成，是電和熱的不良的導(dǎo)體，另外可將鋁液擠到槽中央，有利于提高電流效率。因?yàn)橛袪t幫的存在，才會(huì)有電解槽的自

56、我調(diào)節(jié)能力。常規(guī)測(cè)量爐幫厚度指，側(cè)部最最薄處的爐幫的厚度，一般在鋁液與電解質(zhì)界面處。爐幫的厚度=測(cè)定釬的讀數(shù)（含側(cè)碳與槽壁爐幫高度=刻度尺讀數(shù)+爐膛深度-測(cè)量釬高度伸腿長(zhǎng)度：伸腿進(jìn)入陽(yáng)極投影區(qū)之下的部分的長(zhǎng)度。伸腿抬平坦或太長(zhǎng)，可能產(chǎn)生水平電流（垂直磁場(chǎng)）伸腿高度：伸腿進(jìn)入陽(yáng)極投影區(qū)之下的部分的高度。8.爐底隆起的測(cè)量測(cè)量大面的中部，多點(diǎn)測(cè)量，誤差超過(guò)3cm應(yīng)重新測(cè)量。爐底隆起=引進(jìn)面基準(zhǔn)高度+測(cè)量高度讀數(shù)-測(cè)量釬的高度（或者隆起測(cè)量高度與基準(zhǔn)面測(cè)量高度之差）常規(guī)測(cè)量9.爐底壓降的測(cè)量測(cè)量數(shù)越多，越接近槽真實(shí)壓降，槽四角的爐底壓降較大。毫伏表應(yīng)平放在屏磁盒中。負(fù)極接爆炸塊，正極接觸爐底。10.

57、陰極電流分布的測(cè)量工具：毫伏表（毫伏表應(yīng)平放在屏磁盒中），測(cè)量釬和導(dǎo)線(xiàn)。正極接爆炸塊，負(fù)極接陰極軟帶（要求各測(cè)量距離均相等。常規(guī)測(cè)量11.陰極鋼棒、槽底鋼板、散熱孔溫度（可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)測(cè)量）的測(cè)量測(cè)溫儀至測(cè)量位置和角度恒定，50cm以?xún)?nèi)。12.槽殼變形測(cè)量。工具：細(xì)線(xiàn)與直尺。標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)（便于下次測(cè)量），每米測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)。12.初晶溫度與過(guò)熱度的測(cè)量（利用初晶溫度分析儀或人工測(cè)量）13.電流效率的測(cè)量（測(cè)量CO2與CO的比值，采用電流效率分析儀進(jìn)行測(cè)量）電解槽正常期管理電解槽正常期管理現(xiàn)代管理方法包括：技術(shù)基準(zhǔn)的管理、電解質(zhì)組成管理、系列電流管理、槽電壓管理、加料管理，兩水平管理、原鋁管理、效應(yīng)管理

58、、異常管理等等。車(chē)間管理應(yīng)遵循的原則：1.標(biāo)準(zhǔn)化要樹(shù)立遵循標(biāo)準(zhǔn)的思想。對(duì)此，管理人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)工業(yè)生產(chǎn)的普遍規(guī)律和鋁電解的特殊規(guī)律，掌握各種標(biāo)準(zhǔn)，不折不扣的執(zhí)行。（南平鋁業(yè)）包括，技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)，操作管理標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備與工器具管理，產(chǎn)品質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，全面質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)以及工資獎(jiǎng)金分配標(biāo)準(zhǔn)等等。對(duì)提高工作效率和員工積極性具有深遠(yuǎn)的影響。注意：標(biāo)準(zhǔn)不是一成不變的，如憲法一樣均要適應(yīng)當(dāng)前的實(shí)際情況。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行修改完善。電解槽正常期管理電解槽正常期管理2.同步化電解車(chē)間每天進(jìn)行的作業(yè)都有固定的時(shí)間和程序（類(lèi)似學(xué)校的作息時(shí)間表）。電解車(chē)間的作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，相互聯(lián)系，相互影響，甚至相互制約，因此應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間完成

59、規(guī)定的工作。3.均衡化物料均衡，即投入與產(chǎn)出的均衡。也是電解槽穩(wěn)定的客觀表現(xiàn)。電解槽正常期管理電解槽正常期管理保持平穩(wěn)與調(diào)節(jié)的連續(xù)性技術(shù)條件盡量保持平穩(wěn)，每次變動(dòng)幅度應(yīng)盡可能小，盡量減少操作、原料、設(shè)備對(duì)電解槽的影響。如出鋁的平穩(wěn)，建立“療程思想”技術(shù)條件是根本，操作質(zhì)量是基礎(chǔ)技術(shù)條件的好壞對(duì)生產(chǎn)平穩(wěn)，以及操作等有著決定性的影響，因此要求管理人員的責(zé)任心要比操作人員要更強(qiáng)。依靠控制系統(tǒng)，減少人工干預(yù)重視設(shè)備管理重視全面質(zhì)量管理（人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)）重視數(shù)據(jù)分析預(yù)防為主，處理為輔先天管理，仿生管理減少變量（調(diào)整參數(shù)盡可能調(diào)節(jié)1個(gè)或兩個(gè)）電解槽正常期管理電解槽正常期管理電流強(qiáng)度管理 電流的最大

60、值主要看陽(yáng)極的承受能力。國(guó)內(nèi)電解槽電流密度設(shè)計(jì)值一般在0.70.8A/cm2。國(guó)際上陽(yáng)極電流密度達(dá)到了0.99A/cm2，國(guó)內(nèi)目前最高0.83A/cm2。電流強(qiáng)度不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)電力供應(yīng)情況進(jìn)行調(diào)整。強(qiáng)化電流技術(shù)強(qiáng)化電流技術(shù)1.增加陽(yáng)極尺寸，采用偏心陽(yáng)極。2.陽(yáng)極開(kāi)槽。3.適當(dāng)提高鋁水平。4.降低槽電壓，200KA提高到205KA可降低槽電壓0.1V，240KA提高到245KA可降低槽電壓80mV。5.適當(dāng)減薄保溫料厚度（防止陽(yáng)極氧化為前提）和調(diào)整煙氣流量。6.適當(dāng)降低分子比。7.提高陽(yáng)極質(zhì)量。8.調(diào)整NB間隔。9.加強(qiáng)日常管理（換極周期，抬母線(xiàn)周期，碳渣打撈和日常巡查）10.新型陰極結(jié)