电解车间技术问答.docx
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电解车间技术问答
前言
近年来，我国铝工业获得了快速发展，电解铝产量已连续10年居世界首位。
我国独立开发成功300-500KA的大型预焙铝电解槽，随着电解槽的大型化和计算机自动控制的广泛应用，电解铝生产的整体经济技术指标达到了世界同行业先进水平。
为进一步在公司内部普及铝电解知识，提高职工的专业素质和操作技能，编写了铝电解生产技术问答。
本书以问答的方式介绍了铝电解方面的基础理论和生产实际中的应用知识，侧重于解决生产过程中遇到的实际问题。
包括铝电解质及其物理化学性质、氧化铝在电解质中的溶解及其行为、冰晶石-氧化铝系熔盐结构、阳极效应、铝电解中碳阳极上的催化作用、铝在电解质中的溶解和二次反应及损失、铝电解的电流效率以及铝电解的理论最低能耗与节能、铝电解烟气净化及原料输送、铝液铸造设备及工艺、阳极组装工艺及设备、氢氧化铝焙烧系统设备及工艺、铝电解安全生产技术等方面的内容，包含了国内外铝电解理论、生产技术和装备方面的最新研究成果。
本书适用于电解铝生产企业的技术人员、管理人员以及冶金学校教训人员参考阅读。
由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请读者给予批评指正。
目录
第一章概述31
1、通常金属元素分为哪两大类？
铝属于其中的哪一类？
31
2、有色金属按其特性又可分为哪几类？
31
3、铝有哪些性质和用途？
31
4、炼铝的历史可划分为哪两个阶段？
33
6、铝电解用的原材料是什么？
33
7、铝电解通入直流电的目的是什么？
33
8、氧化铝原料中的杂质对生产有什么危害？
34
9、工业铝电解对AL2O3的物理性能要求是什么？
34
10、根据AL2O3的物理性能可把氧化铝分为哪三类？
其中哪中类型对生产较好？
34
11、冰晶石熔剂的作用是什么？
35
12、铝电解为什么采用碳阳极？
35
13、系列电流是怎样经电解槽的？
35
第二章铝电解生产的基本理论知识36
14、当前电解铝采用冰晶石-氧化铝融盐法的优缺点是什么？
36
15、电解质由哪些成分组成？
其特性是什么？
36
16、铝电解质和物理化学性质都包括哪些?
37
17、什么是铝电解质的熔点？
电解温度一般要高于初晶点多少摄氏度？
37
18、电解温度主要取决于什么？
37
19、什么是分子比？
分子比对电解温度有何影响？
37
20、如何用数字确定电解质的酸碱性？
37
21、什么是电解质粘度？
保持适宜黏度的标准是什么？
38
22、什么是电解质的挥发性？
其中挥发性最大的物质是什么？
38
23、在电解过程中电解质是怎样损失的？
38
24、铝电解质中的添加剂常用的有几种？
它们的优缺点是什么？
38
25、电解质中的添加剂应满足什么条件？
38
26、添加MgF2的作用是什么？
39
27、氟化锂添加剂的作用是什么？
39
28、在工业电解生产中电解质的电导率与哪些因素有关？
40
29、氧化铝在电解质中的溶解度与哪些因素有关？
40
30、铝电解质中含有哪些离子？
41
31、铝电解的基本反应式是什么？
41
32、.铝电解过程中两极副反应都是什么？
41
33、电解槽中金属钠的析出有什么危害？
41
34、什么叫铝的溶解和损失？
42
35、什么是阳极效应？
42
36、阳极气体的成分和变化如何?
42
37、什么是极化电压？
43
第三章铝电解槽的正常生产43
38、电解槽的正常生产特征有哪些?
43
39、电解槽生产的技术参数包括哪些?
44
40、槽工作电压由哪些部分组成？
44
41、槽工作电压为什么不能保持过高也不能保持过低？
44
42、什么是极距？
有什么作用？
45
43、电解质由哪些部分组成?
45
44、低分子比生产有什么好处？
45
45、电解质水平高低对电解生产过程有什么影响？
46
46、铝液水平过高或过低对电解过程有什么影响？
46
47、什么是阴极电压降？
影响阴极电压降有哪些因素？
46
48、什么是阳极效应？
阳极效应有哪些好处和坏处？
47
49、不正常的阳极效应主要有哪几种？
如何处理？
48
50、无效应加工有几种方法？
正常情况下采用哪一种加工方法？
49
51、出铝时有哪些主要注意事项？
50
52、如何更换阳极，操作上应遵循哪些基本原则及注意事项？
50
53、在铝电解正常生产时期为什么分子比会升高？
51
54、如何调整分子比？
试述正常添加ALF3时应注意什么？
52
第四章病槽和事故处理52
55、什么是病槽?
常见的病槽和事故有哪几种？
52
56、什么叫冷槽？
冷槽外观特征及危害是什么？
53
57、冷槽产生的原因及处理方法有哪些？
54
58、什么叫热槽？
热槽的外观特征及危害是什么？
55
59、热槽产生的原因及处理方法有哪些？
56
60、什么叫压槽？
压槽的外观特征及危害是什么？
57
61、压槽产生的原因及处理方法有哪些？
58
62、什么叫滚铝？
滚铝的外观特征及危害是什么？
59
63、滚铝产生的原因及处时方法有哪些？
60
64、什么叫难灭效应？
难灭效应产生的原因是什么？
61
65、怎样处理难灭效应？
62
66、电解质含碳的外观特征及其产生的原因和处理方法有哪些？
63
67、电解槽发生漏炉事故如何处理？
64
68、短路口放炮时怎么处理？
65
69、阳极导杆与母线打火怎样处理？
66
70、阳极升降失控怎样处理?
67
71、出铝操作严重过失怎么处理？
67
72、怎样判定针振？
如何处理？
68
73、异常电压怎样处理？
69
74、什么是阳极长包？
怎样处理？
70
75、发生阳极脱落如何处理？
70
第五章铝电解生产主要技术经济指标72
76、什么是电量？
其单位是什么？
72
77、什么是化学当量及克当量？
铝的化学当量及克当量是多少？
72
78、什么是法拉第定律？
72
79、什么是电化当量？
试计算铝的电化当量？
73
80、铝的理论产量如何计算？
列出它的计算公式？
74
81、什么叫铝电解的电流效率？
74
82、为什么把电流效率看作铝生产的主要经济技术指标？
75
83、造成电流效率降低的本质是什么？
其主要因素有哪几方面？
76
84、影响电流效率的因素有哪些？
76
85、提高电解铝产量的途径有哪些？
78
86、什么是铝的直流单耗？
构成直流电耗的两大因素是什么？
78
87、电解槽平均电压由哪几部位构成？
79
88、试述降低铝电解直流电耗的途径有哪些？
79
89、目前氧化铝的电耗是多少？
为什么远远高于理论值？
如何降低氧化铝单耗？
81
90、碳素阳极消耗大于理论值的原因及减少消耗的途径有哪些？
81
91、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？
82
92、如何计算原铝产量？
83
93、如何计算商品铝产量？
83
94、降低铝成本的途径有哪些？
83
第六章阳极操作技能与方法84
95、预焙槽阳极工艺有什么特点？
84
96、为什么要采取交叉法更换阳极？
84
97、写出预焙阳极消耗速度公式，并标出各符号表示什么？
85
98、什么叫假密度？
它的单位是什么？
如何测量？
85
99、什么是阳极电流密度？
它的单位是什么？
86
100、换阳极的前后过程应遵守哪些原则？
86
101、异常换阳极包括哪些？
怎样处理？
87
102、预焙阳极的质量要求是什么？
87
103、阳极工作质量对电解槽生产会有什么影响？
88
104、预焙阳极的电压降由哪几部分组成？
88
105、预焙阳极电解槽有哪几种形式？
89
106、怎样抬阳级母线？
89
107、抬母线时常有哪问题发生？
其原因如何？
怎样排除？
90
108、预焙槽阳极脱落的原因是什么？
如何处理?
91
109、换极工拔残极的技术要求是什么？
91
110、目前碳阳极消耗过大的原因是什么？
怎样减少？
92
111、安装新阳极的技术要求是什么？
93
第七章大型预焙槽的焙烧与启动93
112、电解槽焙烧的方法有几种？
各有什么优缺点？
93
113、焙烧的目的有哪些？
95
114、进行投产前应做好哪些准备工作？
95
115、预焙槽是怎样进行铺焦粒的？
96
116、系列预焙槽装炉作业及分流片是如何进行的？
98
117、系列电解槽是如何进行通电焙烧的？
99
118、电解槽启动的方法有哪几种？
101
119、系列电解槽干法无效应启动是如何进行的？
102
120、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？
103
121、电解槽启动后期为什么采用高分子比电解质？
104
122、启动后期有什么特征？
104
123、电解槽启动后期管理中的技术参数是如何保持的？
105
124、铝电解槽启动后期如何管理？
107
125、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？
108
第八章铝电解生产安全技术108
126、什么是安全生产？
三级安全教育是什么？
108
127、安全生产的方针是什么?
什么是“三同时”？
109
128、安全生产的“五同时”是什么？
其意义是什么？
109
129、三级安全教育的内容和要求有哪些？
109
130、预防事故的基本原则是什么？
措施包括哪些方面内容？
事故处理的“三不放过”原则是什么？
111
131、安全生产教育形式和方法有哪些？
111
132、电解厂房安全技术特点有哪些？
112
133、生产工作人员进入车间必须穿戴的劳保品有哪些？
112
134、对可导电工具的放置与传递应注意哪些问题？
112
135、铝电解车间的一般安全规程包含哪些内容？
112
136、电解工加工时应注意哪些安全事项？
114
137、打火眼时应注意哪些安全事项？
114
138、处理跑电解质过程中应注意哪些？
114
139、发生阳极效应处理时应注意哪些事项？
115
140、舀取电解质要注意哪些事项？
115
141、调用天车时应注意哪些问题？
115
142、出铝前后电解工应注意哪些事项？
116
143、发生漏炉时除集中力量抢修外还应注意什么？
116
144、操作中发现身上劳保用品意外着火该如何处理？
116
145、操作间隙应注意哪些问题？
117
146、换阳极时应注意哪些问题？
117
147、哪些人允许操作机组？
117
148、机组交接班时需要双方共同检查哪些方面？
117
149、操作机组时应注意哪些方面？
119
150、机组操作完后有哪些注意事项？
119
151、地爬式打壳机在开车前应做哪些必要的检查维护？
在开车时有哪些注意事项？
停车后还有哪些工作需要做？
120
152、清理母线沟时应注意哪些？
121
153、电解槽短路操作工具有哪些？
121
154、插短路片和拆卸短路片时应注意哪些事项？
122
155、电解铝生产的有害因素有哪些？
122
156、粉尘种类有哪些？
发生源有哪些？
123
157、电解铝厂的有毒物质有哪些？
有何危害？
123
158、什么是高温危害？
高温作业有何危害？
124
159、电解铝厂噪声源有哪些？
噪声有何危害？
124
160、电解铝生产的主要危险因素有哪些？
易发生的机械伤害和事故有哪些？
125
161、电解铝生产过程中电气伤害有哪些？
127
162、电解铝企业存在有哪些火灾爆炸危险性？
128
第九章输送设备129
1、积放式悬挂式输送机的简介？
129
2、积放式悬挂输送机的工作原理？
130
3、悬挂式输送机的构造？
130
4、带式运输机有哪些特性？
130
5、带式运输机根据输送带材质不同可分为什么？
130
6、带式运输机有哪些主要零部件组成？
130
7、斗式提升机的适用范围？
133
8、斗式提升机由什么零部件组成？
133
9、斗式提升机有什么优点？
134
10、斗式提升机有什么缺点？
134
11、螺旋输送机有什么特点？
134
12、螺旋输送机由哪些零部件构成？
134
13、螺旋输送机有哪些缺点？
135
14、螺旋输送机工作原理是什么？
135
15、电动机的工作原理是什么？
135
16、操作设备时需要注意哪些事项？
135
第十章破碎设备136
1.反击式破碎机的工作原理及结构特点是什么？
136
2.环锤式破碎机工作原理及结构特点是什么？
136
3.颚式破碎机原理及结构是什么？
137
4.破碎输送设备有哪些危险特性及防范措施？
137
5.异常分析有哪些内容？
137
6.巡检设备需注意哪些事项？
138
7.在使用破碎输送设备时存在哪些风险？
138
8.发现乙炔等气体泄漏事故怎么处理？
138
9.发现火灾事故怎么处理？
138
10.岗位发生设备、人身事故时怎么处理？
138
11.岗位灭火器怎么使用？
138
12.阳极组装车间的生产原理？
139
13.阳极组装车间现用阳极炭块的尺寸及外观要求？
139
14.我厂铝导杆的尺寸及外观要求？
139
15.导杆维修的作用？
140
16.成品阳极的判定标准？
140
17.中频炉用磷生铁水的成分及作用？
140
18.钢爪烘干机的简介？
141
19.钢爪烘干机设备构造？
141
20.中频炉的工作原理？
141
21.中频炉设备构造？
141
22.钢爪校直机简介？
143
23.钢爪校直机的设备构造？
143
24.钢爪清刷机的设备构造？
143
25.导杆清刷机的设备构造？
144
26.导杆校直机的简介？
144
27.导杆校直机的工作原理？
145
28.导杆校直机的设备构造？
145
29.蘸石墨机的简介？
145
30.蘸石墨机的设备构造？
146
31.磷铁环压脱机的简介？
146
32.磷铁环压脱机的设备构造？
146
33.磷铁环清理机的简介？
147
34.磷铁环清理机的设备构造？
147
35.炭块输送机的设备构造？
148
第十一章主体设备148
1、混合炉的主要作用有哪些？
148
2、铸造机主要有哪几部分组成？
148
3、混合炉的规格型号及组成部分是什么？
148
4.40T固定式混合炉的主要技术性能参数是什么？
149
5、铸造机的设备介绍及规格型号是什么？
150
6、铸造机的主要性能参数是什么？
150
7、铸造机的工作原理是什么？
150
8、水平连续铸造机的设备介绍及规格型号是什么？
151
9、水平连续铸造机主要性能参数是什么？
151
10、水平铸造机的工作原理是什么？
151
11.冷却运输机的设备介绍及规格型号是什么？
152
12、冷却运输机主要性能参数是什么？
152
13、冷却运输机的工作原理是什么？
152
14、铝锭堆垛机的设备介绍及规格型号是什么？
152
15、铝锭堆垛机主要性能参数是什么？
153
16、铝锭堆垛机的工作原理是什么？
153
第十二章铸造工艺153
1、常用的中间合金有那些？
请列举出5个。
153
2、什么是合金？
154
3、什么叫熔化？
154
4、什么叫一次冷却？
154
5、什么叫烧损？
154
6、简单说出钠在5052合金中的破坏作用？
154
7、什么叫夹渣？
怎样防止？
154
8、铸锭弯曲的原因是什么？
怎样防止？
155
9、目前变形铝合金熔铸工艺的发展方向是什么？
155
10、铸造车间的有害因素有哪几种？
155
11、试分析造成铝锭不脱模的原因有哪些？
155
12、铸造浇铸关键技术参数？
156
13、铝锭的外观质量标准是什么？
156
14、重熔用铝锭成分标准是什么？
156
15、铸造原铝配料怎么计算？
157
16、铸造原铝生产的工艺流程是什么？
157
第十三章烟气净化158
1、烟气净化及氧化铝输送工艺净化车间工艺原理158
2、铝电解槽的烟气和粉尘161
3、烟气集气系统161
4、一次集气系统：
161
5、二次集气系统：
161
6、干法烟气净化161
7、物料气力输送分类162
8、氧化铝输送技术的选择163
9、浓相输送的基本原理163
10、净化浓相系统的应用163
11、浓相输送技术的优点164
12、超浓相运输技术应用164
13、超浓相输送的基本原理165
14、超浓相输送技术的优点165
15、超浓相输送系统各主要部件的作用165
16、超浓相输送故障的原因及处理方法165
17、风机分类及原理166
18、风机的结构168
19、风机的主要故障及原因169
20、罗茨风机用途及原理170
21、气力提升机的工作原理及参数171
22、气力提升机的使用注意事项172
23、气力提升机的故障检修172
24、冲板流量计的原理172
第十四章氧化铝焙烧173
一、名词解释173
1、流态化技术173
2、容积密度173
3、粒度173
4、比表面积173
5、磨损系数173
6、耐火材料173
7、燃料174
8、燃料的发热量174
9、着火温度174
10、有焰燃烧174
11、电动机空载功率174
12、空气过剩系数174
13、灼减174
二、主要设备174
1、胶带输送机174
2、卸料车的工作方式及构成175
3、焙烧炉P01锥部的锁气翻板阀的作用及其作用原理175
4、文丘里干燥器的作用原理175
5、电收尘的收尘工作原理176
6、罗茨风机的工作原理及构造176
7、什么是电子皮带秤176
三、知识问答177
1、气态悬浮焙烧炉的优点是什么？
177
2、氢氧化铝焙烧的原理是什么？
177
3、焙烧炉系统分为那几部分？
177
4、烘炉时，严格遵循升温曲线的重要性。
178
5、如何控制焙烧过程中粒度的破损。
178
6、来自A02带有氢氧化铝的系统烟气，进入到分离旋风筒PO1中后，在PO1中是如何进行气固的分离的？
178
7、表征氧化铝物理性质的指标有哪些？
178
8、氧化铝中含有哪些杂质，其危害是什么？
179
9、影响氧化铝粒度的因素有哪些？
179
10、A02在开停车时温度会升高的原因。
179
11、什么是灼减？
179
12、灼减的来源有哪些？
179
13、为什么说灼减是衡量氧化铝质量的一个非常重要的指标？
179
14、氧化铝是供电解炼铝用，那么电解炼铝对Al2O3灼减有什么要求呢？
180
15、不同类型氧化铝物理性质180
16、简述煤气的燃烧的三个阶段。
181
17、简述气体悬浮焙烧炉的紧急停车步骤。
181
18、简述焙烧炉旋风筒锥部堵塞的现象及其应对措施。
181
19、焙烧炉发生旋风筒锥部堵塞的现象及应对措施。
182
20、焙烧炉发生流化床冷却水供给故障的现象及应对措施。
182
21.联锁系统作用及内容。
182
22.联锁系统实质上是一种自动操纵系统，联锁内容一般可分为四个方面：
182
23.焙烧氧化铝灼减异常的原因及处理方法？
183
24.AH焙烧过程中，有利于获得砂状氧化铝的因素有几点？
183
25.影响焙烧炉热耗的原因有哪些？
183
26.焙烧过程中，降低破损率的措施有哪些？
184
27.氧化铝输送故障的现象和措施？
184
28.流化床K01堵塞或部分堵塞的现象和措施？
184
29.V19供气故障的现象和措施？
185
30.燃料燃烧不好的现象和处理方法？
185
31.K01供水不足或断水的现象和处理方法？
186
32.流化风供给故障的现象和处理方法？
186
33.燃气或压缩空气供给故障的现象和处理方法？
186
34.干燥器故障的现象和处理方法？
187
35.焙烧炉内衬脱落原因及预防？
187
36.点火不成功的原因可能有哪些？
187
37.影响焙烧炉产能的原因及对策？
188
38.抓斗天车钢丝绳的报废标准是什么？
188
39.煤气的安全范围189
40.煤气种类与毒性大小的关系。
189
41.各类煤气的爆炸浓度极限。
189
42.如何抢救煤气中毒人员？
189
43.煤气爆炸的形成条件？
190
44.煤气爆炸事故的因素有哪些？
190
45.发现火灾事故怎么处理？
190
46.岗位发生设备、人身事故时怎么处理？
190
47.岗位灭火器怎么使用？
190
48.如何预防煤气爆炸事故？
190
49.煤气爆炸事故的处理191
第一章概述
1、通常金属元素分为哪两大类？
铝属于其中的哪一类？
通常金属元素分为黑色和有两大类。
除了铁、锰、铬属黑色金属外，其余均为有色金属，铝属于有色金属之类。
铝在地壳中的含量相当高，在7%以上，仅次于氧和硅，居第三位。
铝的产量和用量仅次二钢铁，居第二位。
从1956年开始，世界铝产量超过铜而跃居有色金属的首位。
2、有色金属按其特性又可分为哪几类？
有色金属按其特性又可分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属、半金属等。
铝是有色轻金属的一种金属。
铝是以化合状态（由两种或两种以上元素的原子组成）的形式存在于各种岩石或矿石里，如长石、云母、高岭土、铝土矿、明矾石等。
铝的化学性质十分活泼，所以在大自然界中极少发现元素状态的铝。
含铝的矿物总计有250多种，其中主要的是铝土矿、高岭土、明矾石。
最常见的是铝硅酸盐及其风化产物—黏土（主要含铝矿物及其化学组成）。
铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成分的矿石，历来是主要的炼铝原料。
3、铝有哪些性质和用途？
铝的密度为2.7g/cm3,熔点为660℃.铝具有银白色的金属光泽，在工业上被称誉为万能金属。
铝具有良好的导电性、导热性和防腐蚀性，同时还具有良好的延展性、可塑性，而铝合金又具有很高的机械强度。
铝是轻金属，性质非常活泼，熔点低，所以在干燥空气中铝的表面立即形成厚度约50mmr致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并且能耐水，但铝的粉沫与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应，高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，既易溶于强碱，也能溶于强酸。
纯铝很软，强度不大，有着良好的延展性，可拉成细丝和轧成箔片，大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。
由于铝密度小，铝及其合金强度高，因此可用做轻型结构材料，如飞机。
轮船、型材等，还可以制作电气材料、热器材料以及耐腐蚀材料、食品包装材料等。
铝的一些基本特性如下。
1铝的热导率很高，导热能力虽然比铜要小，但却比铁大三倍。
铜的导热性虽然最佳，但用作导热材料其价格也比铝贵很多。
因此铝是制造散热器、热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具的首选材料。
2铝的电导率在金属中仅次于银和铜。
电导率约为铜的2/3，但由于其密度仅为铜的1/3，因此用于导电材料时，铝的性价比优于铜，所以被电力工业和电子工业当作首选材料。
目前具有高电阻率的一些特定铝合金也已经研制成功，这些合金可用于高转矩的电动机中。
3纯铝很软，其良好的延展性仅次于金和银，在100～150℃时可制成薄于0.01mm的薄片，可拉成细丝和扎成箔片，具有良好的可机加工性，大量用于制造机器设备、冲压各种零件、生产电线电缆以及电子业和包装业。
4由于铝的材质轻，因此常用于制造飞机、火箭、飞船、汽车、火车、地铁、船舶等陆海空交通工具，以减轻自重、增加装载量。
例如，一架超音速飞机约70%的配件由铝及合金制造，每枚导弹的用铝量约
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