铝电解交流座谈会要点2008年5月27日1、铝电解的基础原理和工艺在阳极上：（络合的）+1.5C-6e（络合的）+6e目前一般的电解铝厂都是采用密闭集气干法净化中间点式下料智能控制预焙阳极铝电解槽进行生产，生产方法是当前世界上普遍采用的冰晶石—氧化铝熔盐电解法。电解生产的主要原材料是：氧化铝、冰晶石、氟化铝以及预焙阳极等。1、铝电解的基础原理和工艺氧化铝由氧化铝厂生产，用浓相、超浓相输送、铁路罐车、汽车等运入，送入贮槽，然后定量均匀地加入烟气净化系统中反应段，吸附烟气中的氟化氢等形成载氟氧化铝，再通过氧化铝超浓相输送系统等方式装入电解槽上料箱中，由计算机智能控制通过定容下料器把氧化铝加入电解质中，少部分氧化铝加在壳面和阳极上作保温用。1、铝电解的基础原理和工艺冰晶石、氟化铝等从氟化盐厂购入，大多数都用在补充电解质中氟化盐的损耗，并调整电解质的成分。1、铝电解的基础原理和工艺进厂预焙阳极经检验合格后，在阳极车间进行组装，把带铝导杆的钢爪插入预焙阳极的炭碗内，浇入熔融的磷生铁，使预焙阳极与钢爪连成一起，组装成炭阳极组，供电解车间使用。炭阳极在电解过程中不断消耗需定期更换。1、铝电解的基础原理和工艺更换下来的阳极在清洗整理干净上面的氧化铝和氟化盐后打掉残留的炭阳极，送残极堆场待返回炭素系统加以利用。然后脱落钢爪上的磷生铁环，经校直导杆、修补爪头后，重新使用。1、铝电解的基础原理和工艺电解用直流电由外供高压电经直降整流后输入电解车间。铝电解的基本过程是：直流电自阳极导入，通过熔融电解质及铝液层从阴极导出。在直流电的作用下，溶解于电解质中的氧化铝进行离解，在阳极和阴极上发生电化学反应。1、铝电解的基础原理和工艺阳极产物是阳极气体，主要是二氧化碳和一氧化碳，并含有少量氟化氢。阴极产物是液体铝，定期用真空抬包从槽内吸出，运至铸造车间，经扒渣、计量后倒入混合炉内进行配料、净化，用连续铸造机或半连续铸造机铸成各种铝锭或铝合金锭，经分析检验合格后入库。2、电解系统的组成除了电解车间（包含烟气净化系统）以外，还有铸造车间、阳极车间、检修车间、运输车间，有的电解铝厂还包括供电车间。2、电解系统的组成供电车间将交流电整流为直流电以后供给电解车间，在电解车间的电解槽上生产出原铝液以后运到铸造车间，在铸造车间将铝液浇铸成铝锭或铝合金锭，在阳极车间组装阳极炭块组供电解槽定期更换使用（一般将残极炭块再返回炭阳极生产系统）。2、电解系统的组成检修车间完成电解槽大修和其他检修工作（有的电解铝厂中不包括炉修作业），运输车间负责运送铝液、铝锭和阳极炭块组等（在我厂还负责多功能阳极更换车的操作）。3、主要技术指标铝电解的主要技术经济指标包括消耗指标的原铝直流电耗、原铝交流电耗、铝锭综合交流电耗以及铝液（原铝）和电解铝（铝锭）的阳极炭块毛耗、阳极炭块净耗、氟化盐（氟化铝、冰晶石等）单耗、氧化铝单耗，电流强度、电流效率、生产槽日、原铝产量、槽日产量、平均电压、工作电压、效应系数、整流效率、大修槽平均寿命、品级率、电解工人实物劳动生电解车间：电解槽、天车、净化风机、除尘仓、破碎机；阳极车间：中频炉、天车、导杆及钢爪矫直机、电焊机；以及变配电系统。5、影响电流效率的重要的因素1）电解槽设计：优化设计而改善电磁场等物理场。2）稳定运行：保持稳定较低的分子比以保持稳定较低的初晶温度；保持低窄范围的氧化铝浓度；保持较低范围的过热度而形成规整炉膛内形；保持稳定而较低的电解温度；稳定槽电压；5、影响电流效率的重要的因素清洁电解质以保持平整而足够的极距；结合槽况保持适当高的铝液水平和稳定的电解质水平；保持适当低的阳极电流密度和适当高的阴极电流密度；降低阳极效应系数和维持的时间；精心操作管理，稳定槽况。6、影响电解槽寿命的重要的因素7）保证稳定的电力供应。7、延长电解槽寿命的先进的技术4）惰性阴极（硼化钛-炭复合层表面）及导流槽；6）人造伸腿高于铝液表面以保护氮化硅结合碳化硅侧块；7、延长电解槽寿命的先进的技术9）梯度阴极炭块（无烟煤、石墨化、半石墨化、半石墨质、中间有过度层）；10）降低糊的收缩性（降低细粉量、提高大于2mm粗料对0.2-2mm中间料比例、提高大颗粒尺寸、适当加入煅后石油焦）。11）高密度耐火砖。8、不易攻克的难关2）800-900低温电解。9、电解设备在制造和安装过程中采用的质量技术标准1）铝镁设计研究院编制的《电解槽槽壳及金属构制作技术条件》及《安装验收技术条件》；2）《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-87）3）《钢结构工程项目施工质量验收规范》（GB50205-95）9、电解设备在制造和安装过程中采用的质量技术标准4）《现场设备、工业管道焊接工程施工及检验收取规范》（GB50236-98）5）《公差及配合未注尺寸的极限偏差》（GB1804-88）6）《设备安装工程项目施工及验收通用规则》（GB50231-98）以及严格执行《焊接作业指导书》等等。10、电解槽的容量计算电解槽的容量是指电解系列的电流强度（kA）。年产量是通过一年内计算范围内的槽容量和槽台数计算得到的。年产量=0.3355电流强度kA电流效率%槽台数2436510-310-4（万吨）10、电解槽的容量计算比如年产量500万吨，由400kA、电流效率94%电解槽生产，需要500（0.3355400kA94%243651010-4）=4525台槽。11、电解工作的工作环境和温度及各区域温度以135kA预焙槽数据作参考12、上部结构和电解槽在制作安装工程中必须要格外注意事项及原因目前，国内预焙阳极铝电解槽阳极升降装置有两种，其一是螺旋起重器升降机构，电动机减速机位于阳极的端部；其二是滚珠丝杠三角板的阳极升降结构。以300kA槽子为例，选用8个螺旋起重器（相当8个涡轮减速机），2个传动轴，即在一根轴上安装4个螺旋起重器，很难做到4点在一条直线上，不能很好地实现齿轮咬合。12、上部结构以及电解槽在制作安装工程中需要需要注意的几点及原因广西分公司320kA槽子为适应上部结构支撑大梁过长（承载约72t负荷，易造成大梁挠度增大），采用分体式阳极提升机构，采用两段大母线个螺旋起重器均匀负荷的分体式结构形式。A、B两段大母线梁运行误差调控由计算机自动跟踪完成，但由于二段的负荷不一样，很难实现AB两段阳极底掌在一个水平面上（两个极距下工作），需人工经常调整。12、上部结构和电解槽在制作安装工程中必须要格外注意事项及原因为适应分体式阳极提升机构特点，配套体积小重量轻的分体式阳极提升装置。为达到特大型槽子8个螺旋起重器同步升降，可将变速机构置于槽子中部通过4个水平轴与螺旋起重器相联。12、上部结构以及电解槽在制作安装工程中需要需要注意的几点及原因采用滚珠丝杠三角板的阳极升降结构，仅用2个蜗轮蜗杆减速器，2个标准滚珠丝杠与8个三角板，相比来说简单、加工减少、易于加工制造，传动效率高一倍，造价低而耐用，易检修维护，简化上部 金属结构，对扩大料箱容量和便于阳极 操作有益。 12、上部结构和电解槽在制作 安装工程中必须要格外注意事项及原因 法国彼斯涅公司135-320kA槽子均采用该结构。其工作原理是滚珠杠向前推则阳 极下降，滚珠杠向后拉则阳极上升（由 电动机反正转控制）。 12、上部结构以及电解槽在制作 安装工程中需要需要注意的几点及原因 2）打壳下料控制系统主要是向打壳气缸和定容下料器气缸提供压缩空气，对其 进行各种动作顺序控制，是气缸与计算 机联络纽带，打壳下料动作可由计算机 通过电磁阀控制（也可手动控制）。主 要有电磁阀集控箱、气源三联件球阀等 组成。 12、上部结构和电解槽在制作 安装工程中必须要格外注意事项及原因 预焙槽由门形支柱支撑上部承重的大梁，可用框架结构，也可采用板梁结构。除 了考虑阳极总重量外，还要考虑电解质 粘结力及动载荷。安装氧化铝槽上料箱 可根据打壳下料点数量选定。在水平集 气罩于槽壳间安放坡形铝合金集气罩。 12、上部结构以及电解槽在制作 安装工程中需要需要注意的几点及原因 目前采用的是摇篮式结构，简单易施工，变形小，刚性强，易检修，受力合理。 1）荷重：槽壳（含托架）自重、内衬重、槽内铝液和电解质重、阳极及上部金属 结构重。 12、上部结构和电解槽在制作 安装工程中必须要格外注意事项及原因 2）内衬的膨胀力：槽温变化、电解质渗透（膨胀率：贵州分公司BSL-1阴极炭块1-1.2%、 国外半石墨质或半石墨质化0.4%、石墨化 0.25%）。 槽壳变形大小主要取决于槽壳结构强度。设计选用长边承受水平力为50t/m（0.5MPa）、短 边100t/m（1MPa），力的作用点在阴极炭块高 度中部，相当于启动后6个月承受的压力。 因此，合理的设计和严格的制作至关重要。12、上部结构以及电解槽在制作 安装工程中需要需要注意的几点及原因 1）采用船形槽壳结构，两块斜侧壁板，施工难度大，制作过程中易产生难于矫正的变形。 要采用相应的施工工艺和技术措施。 2）焊接量大和焊接变形大，尤其是槽壳壁板结构因加固围板不对称设计易使端板焊后内口 尺寸超差或产生不规则变形、长侧板结构焊后 产生纵向收缩。控制变形技术是关键。 12、上部结构和电解槽在制作 安装工程中必须要格外注意事项及原因 3）母线制作的机械加工精度和接头焊接质量、压接面的配合精度是关键。 4）内衬的扎糊工艺、手工操作、温度控制、扎糊密实程度、操作者经验和质量 管理是关键。