GB 50850-2013 鋁電解廠工藝設計規(guī)范

人人文庫專用

中華人民共和國國家標準

鋁電解廠工藝設計規(guī)范

Ccesses

GB50850-2013

主編部門：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會

批準部門：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

施行日期：2013年5月1日

人人文庫專用

中國計劃出版社

2013北京

書

中華人民共和國國家標準

鋁電解廠工藝設計規(guī)范

GB50850-2013

☆

中國計劃出版社出版

網(wǎng)址：

地址：北京市西城區(qū)木樨地北里甲11號國宏大廈C座3層

郵政編碼：100038電話：（010）63906433（發(fā)行部）

新華書店北京發(fā)行所發(fā)行

北京世知印務有限公司印刷

850mm×1168mm1/322.5印張59千字

2013年5月第1版2013年5月第1次印刷

☆

統(tǒng)一書號：1580242·030

人人文庫專用定價：15.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

侵權(quán)舉報電話：（010）63906404

如有印裝質(zhì)量問題，請寄本社出版部調(diào)換

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部公告

第1603號

住房城鄉(xiāng)建設部關于發(fā)布國家標準

《鋁電解廠工藝設計規(guī)范》的公告

現(xiàn)批準《鋁電解廠工藝設計規(guī)范》為國家標準，編號為

GB50850—2013，自2013年5月1日起實施。其中，第1.0.3條

為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。

本規(guī)范由我部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版

發(fā)行。

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

2012年12月25日

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前言

本規(guī)范是根據(jù)原建設部《關于印發(fā)〈2006年工程建設標準規(guī)

范制訂、修訂計劃（第二批）的通知》（建標〔2006〕136號）的要求，

由貴陽鋁鎂設計研究院有限公司會同有關單位共同編制完成。

在本規(guī)范編制過程中，編制組進行了深入細致的調(diào)查研究，認

真總結(jié)實踐經(jīng)驗，參考國內(nèi)相關規(guī)范和國際先進標準，在廣泛征求

意見的基礎上，最后經(jīng)審查定稿。

本規(guī)范共分16章，主要技術(shù)內(nèi)容有：總則，術(shù)語，主要材料及

產(chǎn)品質(zhì)量，電解工藝計算，電解槽設計，電解車間，工藝自動化控

制，變電整流所，陽極組裝車間，氧化鋁、氟化鹽、電解質(zhì)貯運及供

料，電解煙氣凈化，鋁錠鑄造工藝計算，鋁錠鑄造車間配置，抬包清

理，廢渣處理及堆場，電解槽修理及電解輔修。

本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。

本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理和對強制性條文的解

釋，由中國有色金屬工業(yè)工程建設標準規(guī)范管理處負責日常管理，

由貴陽鋁鎂設計研究院有限公司負責具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。在規(guī)

范執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送貴陽鋁鎂設計研究院有限

公司（地址：貴州省貴陽市金陽新區(qū)金朱路2號，郵政編碼：

550081），以人人文庫專用供今后修訂時參考。

本規(guī)范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人：

主編單位：貴陽鋁鎂設計研究院有限公司

中國有色金屬工業(yè)工程建設標準規(guī)范管理處

參編單位：沈陽鋁鎂設計研究院有限公司

中國鋁業(yè)貴州分公司

青銅峽鋁業(yè)股份有限公司

·1·

主要起草人：席燦明代國才胡向全楊濤鄧翔

主要審查人：姚世煥王汝良陳才榮龔春雷侯新

王紹鵬謝青松劉永剛王有來劉永強

李剛羅斌

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·2·

目次

1總則…………………（1）

2術(shù)語…………………（2）

3主要材料及產(chǎn)品質(zhì)量……（4）

4電解工藝計算……………（7）

4.1工藝計算………………（7）

4.2主要設備選型計算………（10）

5電解槽設計………………（12）

6電解車間…………………（15）

6.1一般規(guī)定………………（15）

6.2電解車間配置……………（16）

7工藝自動化控制…………（19）

8變電整流所………………（21）

8.1一般規(guī)定………………（21）

8.2供電電源與接線系統(tǒng)……（21）

8.3整流機組選擇及諧波治理………………（22）

9陽極組裝車間……………（25）

9.1一般規(guī)定………………（25）

9.2陽極組裝車間配置人人文庫專用………（25）

9.3陽極組裝倉庫……………（26）

10氧化鋁、氟化鹽、電解質(zhì)貯運及供料……（27）

10.1一般規(guī)定………………（27）

10.2氧化鋁貯運……………（27）

10.3氧化鋁、載氟氧化鋁供配料……………（29）

10.4氟化鋁、電解質(zhì)粉料貯運及供配料………（29）

·1·

書

11電解煙氣凈化……………（30）

11.1一般規(guī)定………………（30）

11.2凈化設備配置及排煙管設計……………（30）

12鋁錠鑄造工藝計算………（32）

12.1鋁錠的分類和鑄造工藝計算……………（32）

12.2主要設備選型計算……（34）

13鋁錠鑄造車間配置………（36）

13.1一般規(guī)定………………（36）

13.2鑄造設備選型…………（36）

13.3鑄造車間配置…………（37）

13.4鑄造成品倉庫…………（38）

13.5鋁渣處理………………（38）

14抬包清理…………………（39）

15廢渣處理及堆場…………（40）

16電解槽修理及電解輔修…………………（41）

16.1一般規(guī)定………………（41）

16.2就地槽大修……………（41）

16.3異地槽大修……………（41）

16.4槽大修設備選用………（42）

16.5電解輔修………………（43）

本規(guī)范用詞說明………………（44）

引用標準名錄…………………（45）

附：條文說明人人文庫專用…………………（47）

·2·

Contents

1Generalprovisions………(1)

2Terms……………………(2)

3Mainrawmaterialsandproductquality………………(4)

4Processcalculationsofelectrolyticaluminium…………(7)

4.1Processcalculations……(7)

4.2Mainequipmentselecting………………(10)

5Designofaluminiumelectrolyticcell…(12)

6Potroom…………………(15)

6.1Generalrequirement……(15)

6.2Arrangementofpotroom…………………(16)

7Automaticcontrolofprocess……………(19)

8Powertransformationandrectification…(21)

8.1Generalrequirement……(21)

8.2Supplysourceandwiringsystem…………(21)

8.3RectifierSelectingandharmoniccontrol…(22)

9Roddingshop……………(25)

9.1Generalrequirement……(25)

9.2Arrangementofroddingshop……………(25)

9.3Stora人人文庫專用geofroddingshop…………………(26)

10Storageandsupplyofalumina,fluoride,crushedbath…(27)

10.1Generalrequirement……(27)

10.2Unloadingstationandstorageofaluminamaterial………(27)

10.3conveyandsupplyofaluminamaterial…(29)

10.4Storageandsupplyoffluoride,crushedbath……………(29)

·3·

11Potroomfumetreatment………………(30)

11.1Generalrequirement……(30)

11.2Designoftreatingequipmentsandgasduct……………(30)

12Processcalculationofingotcasting……(32)

12.1Aluminiumingotclassify＆processcalculationofingot

casting…………………(32)

12.2Mainequipmentselecting………………(34)

13Arrangementofcastingshop…………(36)

13.1Generalrequirement……(36)

13.2Castingequipmentselection……………(36)

13.3Arrangementofcastingshop……………(37)

13.4Storageofcastingproducts……………(38)

13.5Aluminiumwastetreatment……………(38)

14Cruciblecleaning………(39)

15Wastetreatmentandstorageyard……(40)

16Potmaintenanceandauxiliaryrepair…(41)

16.1Generalrequirement……(41)

16.2Potmajorrepaironline………………(41)

16.3Potmajorrepairoffline………………(41)

16.4Majorrepairequipmentselecting………(42)

16.5Auxiliaryrepairofsmelter……………(43)

Explanationofwordinginthiscode………(44)

Listofquotedstandards……(45)

Addition:人人文庫專用Explanationofprovisions………(47)

·4·

1總則

1.0.1為適應鋁電解廠工程建設的需要，提高工程設計質(zhì)量，促

進鋁電解廠的安全可靠、先進適用與經(jīng)濟合理，遵循國家相關法

規(guī)、標準，制定本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于新建、擴建及技術(shù)改造的鋁電解廠的工藝

設計。

1.0.3鋁電解槽必須采用200kA及以上預焙陽極鋁電解槽生產(chǎn)

工藝。

1.0.4鋁電解廠應按現(xiàn)行行業(yè)標準《清潔生產(chǎn)標準電解鋁業(yè)》

HJ/T187的規(guī)定，采取同時治理廢氣、廢水、廢渣有害污染物的

措施，并應減少溫室氣體全氟化碳排放。

1.0.5鋁電解廠應靠近電廠或變電站建設，具備條件的地區(qū)，宜

延伸下游加工產(chǎn)業(yè)，并宜采用天然氣或煤制天然氣等清潔能源進

行生產(chǎn)。

1.0.6鋁電解廠的工藝設計，除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家

現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

人人文庫專用

·1·

2術(shù)語

2.0.1預焙陽極鋁電解槽prebakedanodecell

其特點是陽極來源于預焙陽極廠經(jīng)過成型、焙燒生產(chǎn)的合格

成型炭塊，經(jīng)組裝后上槽使用。其主要優(yōu)勢在于瀝青煙和氟化物

分別處理，電解槽便于實施機械化、自動化作業(yè)和集中有效治理電

解煙塵。

2.0.2載氟氧化鋁fluorinatedalumina

指采用新鮮氧化鋁作為治理電解煙氣中有害成分氟化物的吸

附劑，經(jīng)過干法凈化系統(tǒng)循環(huán)吸收煙氣中的氟化氫、固體氟化物顆

粒后，形成的含氟氧化鋁料。

2.0.3陽極電流密度anodecurrentdensity

指鋁電解槽的電流強度除以槽上所有陽極炭塊面積之和的一

個特征指標比，單位為每平方厘米安培。

2.0.4半石墨陰極炭塊partiallygraphitiferouscathode

block

指陰極炭塊的干料配方中添加的人造石墨所占比例低于

30％。

2.0.5焙燒、啟動baking，startingup

指電解人人文庫專用槽在投產(chǎn)初期，必須經(jīng)歷的內(nèi)襯預熱，以及灌入電解質(zhì)

高溫液體啟動使之進入逐步產(chǎn)鋁狀態(tài)的兩個生產(chǎn)過程。

2.0.6計算站computerroom

指服務于電解全系列各臺電解槽操作管理自動化控制系統(tǒng)的

主機房。

2.0.7陽極組裝anoderodding

指通過一定工藝方法和設備流程，將新的預焙陽極炭塊與陽

·2·

極鋼爪和導桿等組裝成可在鋁電解槽上使用的陽極炭塊組的工藝

過程。

2.0.8殘極butt

指預焙陽極炭塊在鋁電解槽上使用一個周期后，更換下來的

殘陽極炭塊。

2.0.9鋁合金aluminiumalloy

以鋁為基體的合金產(chǎn)品總稱。

2.0.10中間合金masteralloy

為了便于向鋁基合金中加入一種或多種合金元素而特別配制

的中間合金產(chǎn)品。

2.0.11鋁渣aluminiumslag

鋁熔化過程中產(chǎn)生的金屬鋁與其他鋁氧化物的混合物。

2.0.12就地槽大修potreliningon-line

指在電解車間原地進行電解槽的停槽、刨爐、維修及內(nèi)襯筑爐

的作業(yè)過程或方法。

2.0.13異地槽大修potreliningout-of-line

指將停槽的電解槽的槽殼及內(nèi)襯整體吊運至專用大修車間進

行刨爐、維修及內(nèi)襯筑爐的作業(yè)過程或方法。

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3主要材料及產(chǎn)品質(zhì)量

3.0.1氧化鋁質(zhì)量不應低于現(xiàn)行國家標準《氧化鋁》GB/T24487

規(guī)定的二級品，宜使用比表面積60m2/g及以上的砂狀氧化鋁。

3.0.2冰晶石質(zhì)量不應低于現(xiàn)行國家標準《冰晶石》GB/T4291

規(guī)定的一級品標準，并應根據(jù)電解槽在焙燒啟動、后期管理等不同

階段，使用高分子比冰晶石和普通冰晶石。

3.0.3氟化鋁質(zhì)量不應低于現(xiàn)行國家標準《氟化鋁》GB/T4292

規(guī)定的一級品。

3.0.4氟化鈉質(zhì)量不應低于現(xiàn)行行業(yè)標準《氟化鈉》YS/T517

規(guī)定的二級品。

3.0.5氟化鈣質(zhì)量不應低于現(xiàn)行國家標準《氟化鈣》GB/T27804

規(guī)定的二級品。

3.0.6工業(yè)碳酸鈉質(zhì)量不應低于現(xiàn)行國家標準《工業(yè)碳酸鈉及其

試驗方法》GB210規(guī)定的Ⅱ類一等品。

3.0.7預焙陽極理化性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用預焙陽

極》YS/T285的有關規(guī)定。預焙陽極尺寸及允許偏差應符合表

3.0.7的規(guī)定。鋁電解槽設計陽極電流密度大于或等于0.8A/cm2

時，宜采用表觀密度在1.56g/cm3以上的優(yōu)質(zhì)預焙陽極。

人人文庫專用表3.0.7預焙陽極尺寸及允許偏差

陽極塊規(guī)格（mm）相對允許偏差

長×寬×高長寬高不直度

（1450～1850）×（660～750）×

±1.0mm±1.5mm±3.0mm不大于長度的1％

（550～650）

3.0.8普通陰極炭塊質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用普通陰

極炭塊》YS/T5230的有關規(guī)定。

·4·

3.0.9半石墨質(zhì)陰極炭塊質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用半

石墨質(zhì)陰極炭塊》YS/T287的有關規(guī)定。

3.0.10高石墨質(zhì)陰極炭塊質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用

高石墨質(zhì)陰極炭塊》YS/T623的有關規(guī)定。

3.0.11石墨化陰極炭塊質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用石

墨化陰極炭塊》YS/T699的有關規(guī)定。

3.0.12鋁電解用陰極糊質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用陰

極糊》YS/T65的有關規(guī)定。鋁電解用陰極糊產(chǎn)品的分類應符合

表3.0.12的規(guī)定。

表3.0.12鋁電解用陰極糊產(chǎn)品分類

適宜施工

分類牌號名稱適用部位

溫度（℃）

填充底部炭塊與側(cè)部炭塊接縫

BSZH半石墨周圍糊110±10

及耐火磚等之間較寬縫隙

第一類BSTH半石墨炭間糊填充炭塊與炭塊之間縫隙110±10

BSGH半石墨鋼棒糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙110±10

BSTN半石墨炭膠泥填充側(cè)部炭塊之間較小縫隙60±10

填充高石墨質(zhì)底部炭塊與側(cè)部炭

GSZH高石墨周圍糊110±10

塊接縫及耐火磚等之間較寬縫隙

第二類

GSTH高石墨炭間糊填充炭塊與炭塊之間縫隙110±10

GSGH高石墨鋼棒糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙110±10

填充炭塊與炭塊、底部炭塊與側(cè)

BSLD-1半石墨冷搗糊Ⅰ25～55

部炭塊及耐火磚之間的縫隙

BSLD-2半石墨冷搗糊Ⅱ填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙25～55

第三類

人人文庫專用填充炭塊與炭塊、底部炭塊與側(cè)

GSLD-1高石墨冷搗糊Ⅰ25～55

部炭塊及耐火磚之間的縫隙

GSLD-2高石墨冷搗糊Ⅱ填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙25～55

注：1BSZH、BSTH、BSGH、BSTN、BSLD-1、BSLD-2，6個牌號的產(chǎn)品是與鋁

電解用半石墨陰極炭塊配套使用。

2GSZH、GSTH、GSGH、GSLD-1、GSLD-2，5個牌號的產(chǎn)品是與鋁電解用

高石墨陰極炭塊配套使用。

·5·

3.0.13鋁電解用碳化硅結(jié)合氮化硅磚/板的質(zhì)量不應低于現(xiàn)行

行業(yè)標準《高爐用碳化硅結(jié)合氮化硅磚》TB/T4035的有關規(guī)定。

3.0.14重熔用鋁錠的質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《重熔用鋁錠》

GB/T1196的有關規(guī)定。應用鋁電解槽生產(chǎn)介于重熔用鋁錠和

《重熔用精鋁錠》YS/T665質(zhì)量標準之間的初級精鋁產(chǎn)品時，其

質(zhì)量可根據(jù)需求對原輔材料質(zhì)量進行特殊控制。

人人文庫專用

·6·

4電解工藝計算

4.1工藝計算

4.1.1電解系列原鋁產(chǎn)量應按下式計算：

-3

Q=0.3355×10I·η·t·n1（4.1.1）

式中：Q———原鋁年產(chǎn)量（t）；

0.3355———電化當量（g/A·h）；

I———電流強度（kA）；

η———電流效率（％）；

t———年工作小時數(shù)，取8760h；

n1———電解系列生產(chǎn)槽數(shù)。

4.1.2鋁液直流電耗應按下列公式計算：

V平均

W=-3（4.1.2-1）

0.3355×η×10

V平均=V工作+V效應均攤

=E極化+V陽極+V陰極+V電解質(zhì)+V鋁母線+V效應均攤（4.1.2-2）

式中：W———鋁液直流電耗（kW·h/t）；

V平均———槽平均電壓，為槽工作電壓與陽極效應均攤電壓之和

（V）；

V工作———槽工作電壓（V）；

極化——人人文庫專用—槽內(nèi)電解質(zhì)熔體的分解電壓和陰、陽極極化電壓之和

E

（V）；

V陽極———陽極導桿與陽極母線接觸點至陽極炭塊底掌之間的

電壓（V）；

V陰極———槽內(nèi)陰極炭塊表面至槽外陰極鋼棒的電壓（V）；

V電解質(zhì)———槽內(nèi)電解質(zhì)熔體的電壓降（V）；

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V鋁母線———槽周圍導電鋁母線系統(tǒng)的電壓（V）。

4.1.3陽極效應均攤電壓應按