铝电解知识手册

2024年3月1日发(作者：军鸡迅雷下载)

铝电解知识手册 【工业技术】

第一章：铝电解生产概述

1、通常金属元素分为哪两大类，铝属于其中的哪一类?

答：通常金属元素分为黑色和有色两大类。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。

2、有色金属按其某些特性又可分为哪几类?

答：有色金属按其某些特性又可分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属、半金属等。铝是有色轻金属类的一种轻金属。

3、铝有哪些性质和用途?

答：性质：铝是一种轻金属，具有银白色的金属光泽，在工业上被称誉为万能金属。铝的比重为2.7／cm3，熔点为660℃。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。

用途：由于铝比重轻，铝及其合金强度高，因此铝可用做轻型结构材料和建筑工业材料，如飞机、轮船、型材等，还可制作电气材料，热器材料以及耐腐蚀材料，食品包装材料等。

4、炼铝的历史可划分为哪两个阶段?

答：化学法炼铝和电解法炼铝两个阶段。

5、什么是电解法炼铝?

答：电解法炼铝就是冰晶石一氧化铝融盐电解法，它是以冰晶石作为溶剂，氧化铝为熔质，强大的直流电通入电解槽内，在阴极和阳极上起电化学反应。电解产物，阴极上是铝液，阳极上是CO2和CO气体(炭素作阳极)，这种方法就是电解法炼铝。

6、铝电解用的原材料都是有哪些?

答：铝电解用的原材料大致分三类：原料——氧化铝；熔剂——氟化盐(包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂等)；阳极材料——预焙炭块(预焙槽)。

7、铝电解通入直流电的目的是什么?

答；向电解槽内通入直流电，一方面是利用它的热能将冰晶石熔化呈熔融状态，并保持一定的电解温度；另一方面主要的也是要在两极实现电化学反应，也

就是使电解质中的铝离子从阴极上得到电子而析出，从而得到铝，氧离子则在阳极上放电与炭生成CO2、CO的混合气体。

8、氧化铝原料中的杂质对生产有什么危害?

答：铝屯解生产对氧化铝的纯度要求比较高，一般工业氧化铝，纯度为98％以上，通常含有少量二氧化硅，三氧化二铁，氧化钠，氧化钙，和水分等。这些杂质对铝电解都有不利影响。那些电位正于铝的元素的氧化物杂质，如氧化硅，和氧化铁，二氧化钛，电解过程中都会被铝还原，还原出来的Si和Fe进入铝内，从而使铝的品位降低，而那些电位负于铝的元素的氧化物杂质，如Na20和CaO，会分解冰晶石，使电解质成分发生改变并增加氟盐消耗。水分会分解冰晶石，还会增加铝液中的氢含量。若水分过多，还会引起电解质爆炸，危害工人的安全生产．P205和SO2则会降低电流效率。所以铝工业对于氧化铝的纯度提出了严格的要求。

9、工业铝电解对A1203物理性能的要求是什么?

答：工业氧化铝的物理性能，对于保证电解过程正常进行和提高气体净化的效率，关系甚大。一般要求它具有较小的吸水性，能够较多较快地溶解在熔融冰晶石里，加工时飞扬损失少，并能较好地封闭炭阳极，防止它在空气中氧化，保温性能好，同时对于气体净化还要求它具有良好的活性和足够的比表面积，从而能够有效地吸收HF气体。这些物理性能取决于氧化铝晶体的晶型、粒度和形状。

10、根据Al2O3的物理性能可把氧化铝的形状分为哪三类?其中哪一类型对生产较好？

答：根据氧化铝的物理性能，可把氧化铝分为砂型、中间型和粉型三类。其中砂型氧化铝对生产较好。

11、冰晶石熔剂的作用是什么?

答：冰晶石作为电解铝的熔剂；它的作用是：第一能较好地溶解氧化铝，并且所构成的熔体可在纯冰晶石熔点以下进行电解，并且流动性较好；第二在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比铝液密度要小10％，故电解出来的铝液能沉积在电解液下面的阴极上，这样可减少铝的氧化损失，又大大简化了铝电解槽的结构；第三，冰晶石具有良好的导电性；第四，冰晶石中不含有电位顺序比铝更正电性的金属杂质，能保证产品铝的质量，目前，冰晶石还是铝电解生产中最理想的一种熔剂。

12、铝电解为什么采用炭阳极?

答；在铝电解过程中，高温且具有很大侵蚀性的冰晶石熔液直接同电极接触。作为导电的阴阳两极的各种材料中，既能良好导电，又能耐高温，抗腐蚀、同时价格又低廉的唯有炭素材料。因此铝工业生产都采用炭素材料作两极。

13、系列电流是怎样流经电解槽的?

答：系列中的电解槽均是串联形式，直流电从整流的正极经铝母线送到第一台电解槽的阳极，然后经过电解质和铝液层导致到阴极，而又通过大母线导入第二台电解槽的阳极，这样依次类推，从最后一台电解槽阴极出来的电流又经大母线回到整流器的负极，使整个系列成为一个封闭的串联线路。

电解工艺第二章：铝电解槽的结构与安装

14、目前，在铝工业生产上的电解槽按阳极结构型式可分为多少种?

答：电解槽按阳极结构型式可分为两大类四种型式。

1）自焙阳极电解槽 a、旁插棒式 b、上插棒式

2）预焙阳极电解槽a、连续式 b、不连续式

15、工业铝电解槽的构造有哪些?

答：工业铝电解槽的构造，主要包括阴极结构、上部结构、母线结构、电气绝缘。

16、预焙槽的阳极装置有哪些构成?

答：位于阴极槽体之上的阳极及附属部件结构均属阳极装置。预焙槽的阳极装置是由阳极炭块组和阳极提升机构组成。而阳极炭块组又由炭块、钢爪和铝导杆三部分构成．

17、预焙槽比自焙槽有哪些优点?

答；现在，世界上的预焙槽都向着大型化和现代化方向发

展，说明它具有明显的优越性：①预焙槽容量大，单槽产量增加，劳动生产率显著提高。②能源利用率有明显提高，阳极电压降低，电流效率高，吨铝电耗低。③生产中烟尘少，便于采用干法或湿法净化回收。④可实现高度的机械化和电子计算机的自动控制。

18、电解槽的槽型按阴极槽体结构可分为哪两种型式?

答：可分为有底槽和无底槽。

我们厂的电解槽的阴极槽体结构都属于有底槽。

19、什么叫电解糟的“伸腿”?

答：在电解槽内，电解质疑固在侧部形成的斜坡叫“伸腿”，此“伸腿”起到保温，防止侧部漏电和规整炉膛的作用。

20、大型预焙阳极电解槽按加料方法又可分为几种?

答；可分为边部打壳下料和中间下料预焙槽。我们厂是属于中间打壳下料预焙槽．

21、电解槽的母线配置一般有几种方式?

答，一般分为四种方式：纵向排列单端进电的母线装置；纵向排列双端进电的母线装置；横向排列双端进电的母线装置；横向排列四端进电的母线装置.

22、我们厂的电解槽构造怎样?

答：我们厂的电解槽构造属于预焙阳极不连续式电解槽，阴极槽底结构为有底槽，母线配置分别为： 160kA系列横向排列四端进电。

电解工艺第三章：铝电解生产的基本理论知识

23、当前电解铝采用冰晶石一氧化铝融盐法的优缺点是什么?

答，目前，世界上工业制取铝的唯一方法自然是冰晶石——氧化铝熔盐电解法。虽然各国都在研究新的制铝方法，但成效甚少。因此，冰晶石——氧化铝熔盐电解法仍有它的优越性。①工艺流程和生产设备比较简单，适于大规模工业性生产，并可直接得到高品位的纯铝。②冰晶石——氧化铝融盐电解法近些年有了很大发展，有了大型预焙阳极电解槽。③在环保上，采用了湿法和干法净化回收，烟尘危害得到了控制。④操作上，采用了微机控制生产过程，加料、出铝和其它各项操作实现了机械化和自动化，提高了电流效率，降低了能耗，能源利用率得到了提高。因此，冰晶石——氧化铝熔盐电解法仍有较强的生命力。当然，该法本身也有很大缺点：它的能量利用率是相当低的，只有50％以下，制备电解所需原材料的投资大，费用高。

24、电解质由哪些成分组成，其特性是什么?

答：在铝电解生产中，连接阳极和阴极之间不可缺少的熔 融盐叫电解质。它主要是以冰晶石和氧化铝组成。另外还有—些氟化镁、氟化钙、氟化锂、氯化钠等。其中冰晶石是作为熔剂，氧化铝作为熔质，氟化铝、氟化镁、氟化钙、氟

化锂、氯化钠等作为添加剂，以改善电解质的物理化学性质，有利于提高生产指标。

25、铝电解质的物理化学性质都包括哪些?

答；铝电解质的物理化学性质，包括熔度(熔点或初晶点)、密度、导电度，表面性质、粘度、蒸气压、氧化铝在电解质中的溶解度等。

26、什么是铝电解质的熔点(初晶温度)，电解温度一般要高于初晶点多少度?

答：在铝电解生产中所用的纯盐类都有固定的熔点，即熔融液体开始有固体析出的温度，也叫初晶温度。电解温度一般要高出初晶温度15—20℃，即电解温度= 初晶温度(熔点)+(15—-20)℃。

27、电解温度主要取决于什么?

答：在电解过程中，电解温度除与极距电压降大小有关外，主要取决于电解质的熔点。欲想保持低温电解生产，不设法降低电解质的熔点而单纯降低电解过程温度，必然会导致电解质过冷，引起病槽，影响生产。

28、什么是分子比?分子比对电解温度有何影响?

答；分子比是电解质中的氟化钠与氟化铝的分子数量的 比值．现在电解生产大多数都采用分子比2.2—2.4，电解质呈酸性。分子比低有利于降低电解温度,提高电流效率，但分子比愈低，氧化 铝溶解度愈降低，槽内易产生大量沉淀。所以分子比不易过低。

29、如何用数字确定电解质的酸碱性?

答：电解质分子比等于3时，电解质呈中性。若分子比大于3，电解质呈碱性。若分子比小于3，电解质呈酸性。

30、什么叫电解质的粘度?保持适宜粘度的标准是什么?

答：所谓粘度是液体中的质点之间相对运动的阻力，也称内部摩擦， 在生产中的电解质应保持适宜的粘度，其标准：电解质的流动性好，温度均匀，炭渣分离清楚，电解质干净，沸腾力强。

31，什么是电解质的挥发性?其中挥发性最大的物质是什么?

答：在电解温度状态下，电解质的分子(气体)逸出的现象叫电解质的挥发性。在电解质成份中挥发性最大的物质是氟化铝。

32、在电解过程中，电解质是怎样损失的?

答；电解质的损失除了挥发外，还有氧化、水解损失和机械夹杂损失。

33、铝电解质中的添加剂常用的有几种?它们的优缺点是什么?

答：常用的添加剂有氟化钙、氟化镁、氟化锂等。它们都具有降低电解质初晶温度的优点，LiF还能提高电解质的导电率，但是大多数具有减小A12O3溶解度的缺点。

34、电解质中的添加剂应满足什么条件?

答；添加剂基本上应满足下列各种要求，首先是在电解过程中不被电解成它的组成元素，而影响铝的质量。添加剂应能对电解质的性质有所改善，例如降低电解质的初晶点，或者提高电解质的导电率，减少铝的溶解度，减少电解质的密度等，提高电解铝的经济技术指标。此外，它的吸水性和挥发性应该小些，而对氧化铝的溶解度不致有较大的影响，来源广泛而且价格低廉。

35、添加MgF2的作用是什么?

答：①MgF2能降低电解质的熔点。

②氟化镁能增加电解质的表面张力，这对减少铝的再溶 解损失，促进电解

质中的碳渣分离起到有益的作用；所以MgF2间接地起了提高电解质导电性的作用，MgF2在这方面的作用比氟化钙更大些。

③氟化镁是一种矿化剂，能加速a—Al2O3的矿比作用，这对于在电解槽侧壁上形成稳定的结壳起到有益的作用。④此外，添加MgF2的电解质结壳酥松好打。但是，缺点是MgF2。会在一定程度上减小氧化铝的溶解度和溶解速度，增大电解质密度，稍稍降低导电率等，所以MgF2只在沿炉帮附近处添加，而不添加在里边，以免在阳极底下产生多量沉淀。我国铝厂推行“勤加工，少下料”作业法，可以弥补因添加MgF2而带来的缺点。因此，氟化镁是一种有益的添加剂。一般添加为4—6％，添加氟化钙的作用基本上与MgF2一致。

36、氟化锂添加剂的作用是什么?

答；锂盐作为铝电解质的组成分所起的作用主要是降低 电解质的初晶点，提高其导电率，此外还减小其密度，改善电解质的表面张力，从而达到提高电流效率，降低吨铝电耗的目的。其缺点是降低A12O3在溶液中的溶解度。由于锂盐价格昂贵的关系，直到最近，锂盐才广泛地在铝工业上进行试验和应用，有的使用炭酸锂，因为炭酸锂在高温下分解成Li2O，而氧化锂又与冰晶石发生反应合成为氟化锂，同样也可起到添加氟化锂的作用。

37、在工业电解生产中，电解质的导电率与哪些因素有 关?

答，在电解生产中，电解质的导电率受到多方面的影响。

①与电解温度有关。温度越高，离子运动越快，导电率增加。但是电解温度高，会造成电流效率降低，能耗和原材料增加，因而提高导电率的效益补偿不了降低电流效率和其它的损失。

②与电解质分子比有关。导电率随分子比的增加而增加。

③与Al2O3浓度有关。电解质的导电率随Al2O3浓度的增加而降低。

④与电解质中的炭粒有关。当电解温度高时，会使电解质中炭粒含量增多，炭含量增多时不仅使电解质的导电率降低，还能减少电解质对Al2O3晶体的湿润性，从而也会造成氧化铝沉淀。

⑤与电解质中的添加剂有关。添加剂对于冰晶石导电率的影响，可分为两类；向电解质中添加氟化锂和氯化钠能改善电解质的导电性，特别是氟化锂效果显著。向电解质中添加氟化钙和氟化镁能降低电解质的导电度，但它们能使炭渣好分离，减少电解质中的炭粒含量，可使电解质的导电性较好，间接地增加导电率。

38、氧化铝在电解质中的溶解度与哪些因素有关?

答：氧化铝在电解质中的溶解度对生产具有很大影响。

氧化铝在电解质中的溶解度与电解温度和电解质成分有关。一般说来，氧化铝在冰晶石中的溶解度随温度升高而增加。而在实际工业电解质中氧化铝溶解度因其受复杂的成分和工作条件的影响，一般保持在2—8％之间。电解质中的添加剂都会不同程度的降低氧化铝的溶解度。高分子比电解质中溶解氧化铝的能力大，随氟化铝含量的增加而氧化铝的溶解度降低。尤其分子比过低，电解质过酸时氧化铝的溶解度会更小，以致造成电解槽四周塌壳，沉淀过多，影响正常槽子加工。

39、铝电解质中含有哪些离子存在?

答：在冰晶石一氧化铝熔体中主要是Na+离子，铝氧氟络离子( AlOF22-)和含氟铝离子( AlF63-，AIF4- )。其次有少部分简单离子（Al3+、F-及O2-）等。所以熔液中Na+离子主要是单体离子，A13+主要都结合在络合离子里。这些离子在直流电场的作用下，所有的阳离子均向阴极运动，所有的阴离子均向阳极

运动。离子的这种定向的运动过程就是传导电流的过程。熔体中各种离子所传导的电流是不相同的，有多有少，据试验室研究：冰晶石--氧化铝熔体电解时，电流几乎全是Na+离子传导的。

40、铝电解的基本反应式是什么?

答，概括地说如下：

在阳极上3O2-(络合的) + 1.5C-6e =1. 5 C02

在阴极上A13+ (络合的) +6e= 2Al

两项合并得总反应式为:Al2O3+1.5C=2Al + 1.5CO2

41、铝电解过程中两极副反应都是什么?

答：在冰晶石一氧化铝熔盐铝电解过程中，在电解析出铝

的同时，在两极上还伴随发生一些重要的过程和现象，因这些过程和现象对生产有害无益，所以称为两极副反应，，在阴极副反应中有金属钠的析出，阴极铝的再溶损失，炭化铝的生成；在阳极副反应中有阳极效应、阳极气体成分的变化。

42、电解槽中金属钠的析出有什么危害?

答；金属钠的析出的危害主要有：

1） 降低电流效率，增加氟化盐的消耗；

2） 被阴极炭素吸收而破坏了槽内衬，从而缩短槽的寿 命。 因此，降低钠的析出强度是有利的。这就要求严格控制技术条件，电解质的分子比和阴极电流密度不宜过高，避免热槽等都是行之有效的方法。

43、什么叫铝的溶解和损失(或二次反应)?

答；铝的溶解和损失是指已电解出来的铝再反向溶解于电解质中，而后为阳极气体中的CO2所氧化造成损失，反应式为：

2Al(溶解的)+3CO2(气)=A12O3(溶解的)+3CO(气体)，

这是造成电解槽上电流效率降低的主要原因。

44、什么是阳极效应?

答：阳极效应是溶盐电解所固有的一种特征现象。当其发生时，在阳极与电解质接触的周边上，出现许多细小的电弧，发出轻微的噼啪声，电解质沸腾停止，此时槽电压巳从正常值(例如4.2伏)升高到数十伏，并联在电压表上的指示信号灯也亮了起来。这就是工厂里所说的阳极效应，阳极效应可以看做是一种“阻塞效应”。它在很大程度上阻碍阳极与熔体之间的电流传递，实践证明，产生这种现象的主要原因是电解质中缺乏氧化铝。在其它条件不变时，电解质中氧化铝降低到一定程度，就发生阳极效应。

45、阳极气体的成分和变化如何?

答；工业电解槽在正常生产过程中阳极气体成分含有CO2和CO，通常CO2气体含量约占70％，CO约占30％，但是当槽子快发生阳极效应时，阳极气体成分含量发生逆转，CO2含量还逐渐减少，CO含量增加。还有少量的CF4气体。

46、什么是极化电压?

答：电解质中氧化铝的分解电压是施加于电解两极上的最小外部电动势，由于铝电解是采用炭素阳极，电解过程中电极上会产生过电压，因而实测到的分解电压数值要比理论值高出0．4～0．6伏。所以铝电解过程中把实测到的“分解电压”的数值被称为极化电压。

极化电压的组成可由下式表示：E极化=E分解+E过

式中：E分解——氧化铝分解电压(炭阳极)。

E过——阳极与阴极上产生的过电压。

电解工艺第四章：铝电解槽的正常生产

47、电解槽的正常生产特征有哪些?

答：正常生产阶段的电解槽是在规定的电流制度下进行生产，其特征；(1)电解槽的各项技术参数已达到了规定范围，建立了较稳定的热平衡制度。(2)阳极周围侧壁上已牢固地形成电解质——氧化铝结壳(俗称伸腿)，使槽膛有稳定的内形。(3)阳极不氧化，不发红，不长包。(4)阳极周边的电解质均匀沸腾，电解质干净，与炭渣分离清楚，从火眼喷出的炭渣和火苗颜色清晰有力。(5)阳极底下没有大量沉淀，炉面氧化铝结壳完整，并覆盖一定数量的氧化铝保温。

48、电解槽生产的技术参数包括哪些?

答：电解槽生产的技术参数包括工作电压、极距、电解温度、电解质成分、电解质和铝液的水平、阴极电压降和阳极效应系数。

51、槽工作电压由哪些部分组成?

答：电解槽工作电压由阳极压降、电解质压降、阴极压降、极化电压和母线压降组成。

52、槽工作电压为什么不能保持过高也不能保持过低?

答：工作电压对电解温度有明显的影响，过高或过低的保持电压都会给电解槽带来不利的影响。

槽电压过高不但浪费电能，而且电解质热量收入增多，会使电解走向热行程，炉膛被熔化，铝质量受影响，并影响电流效率。槽电压过低也不行，虽然最初热收入减少可能出现低温时的好处，但由于电解质冷缩，产生大量的沉淀，会很快使炉底电阻增加而发热，二次反应增加速由冷行程转为热行程，其结果的损失可能比高电压时要大得多。槽电压过低还可能造成压槽，阳极周边长包，滚铝和不灭效应等技术事故，因而在生产中一定要按技术参数要求保持。

53、什么是极距?有什么作用?

答：通常所说的极距系指阳极底掌到阴极铝液面之间的距离。它既是电解过程中的电化学反应区域，又是维持电解温度的热源中心，对电流效率和电解温度有着直接影响。增加极距，能减少铝的损失，会使电流效率提高。缩短极距可降低槽电压，节省电能，但是过低的缩短极距会使铝的损失增加，降低电流效率。

54、电解质由哪些成分组成?

答：电解质主要是由熔融的冰晶石和溶解在其中的氧化铝组成，另外还有少量的氟化钙和氟化镁等添加物。

55、低分子比生产有什么好处(酸性电解质有什么优点)?

答：低分子比生产有如下好处；

(1)电解质的初晶温度低，可降低电解温度。

(2)钠离子(Na+)在阴极上放电的可能性小。

(3)电解质的密度粘度和有所降低，使电解质的流动性较好，并有利于金属铝从电解质中析出。

(4)电解质同炭素和铝液界面上的表面张力增大，有助于炭粒从电解质中分离和减少铝在电解质中的溶解度。

(5)炉面上的电解质结壳松软，便于加工操作。

56、电解质水平高低对电解生产过程有什么影响?

答：电解质水平高，数量多，可以使电解槽具有较大的热稳定性，电解温度

波动小，并有利于加工时氧化铝充分溶解，不易产生沉淀。同时，阳极同电解质接触面积增大，使槽电压减小。但是，电解质水平过高，会使阳极埋入电解质中太深，阳极气体不易排出，导致电流效率降低，并易出现阳极底掌消耗不均或长包现象。当侧部通过电流过多时，上口炉帮易化难于维持，严重时还会出现侧部漏电或侧部漏炉现象，特别是电解质水平过高而铝水平过低时，该现象更加明显，电解质水平低，数量少，电解质热稳定性差，对热量变化特别敏感，氧化铝的溶解量降低，易产生大量沉淀，阳极效应增加，尤其过低时，易出现电解质表面过热或病槽，增加原材料消耗，降低电流效率。

57、铝液水平过高或过低对电解过程有什么影响?

答：铝液水平过高，散热量大，会使槽底发冷，电解质水平不易控制，易产生大量沉淀和炉底结壳，伸腿过高过宽给正常生产带来许多困难，更不便于机械化和自动化操作。铝水平过低，阳极浸入电解质中过深，使阳极底下和周边温差加大，加剧电解质循环，增加铝的损失。其次易造成伸腿熔化，槽底过热，电解温度升高，出现热槽。另外，阴极铝液稳定性差，最易出现槽电压摆动现象，这些均降低电流效率。

58、什么是阴极电压降?影响阴极电压降有哪些因素?

答：阴极(炉底)电压降是槽电压组成的一部分，它属于无功电压损失。阴极电压降是由铝液水平压降，铝液与炭块组间压降，炭块压降，炭块与阴极钢棒间压降，钢棒压降等五部分组成。

阴极电压降大小与阴极炭块、铝液层—炭块间、炭块—钢棒间的接触压降大小有关。另外，与槽底表面炭化铝数量、氧化铝沉淀多少及形成结壳大小和厚薄等也有关。

59、什么是效应系数?效应有哪些好处和坏处?

答，阳极效应系数是每日分摊到每台槽子上的阳极效应次数。即每槽每日发生的效应次数。

阳极效应在铝电解生产中有一定好处：

(1)效应发生时，电解质对炭粒湿润不良，可使炭渣从电解质中分离出来，使电解质的比电阻下降，从而可降低槽电压。

(2)阳极效应所产生的热量有60％可用于溶解氧化铝有助于控制槽内沉淀数量。

(3)补充电解槽热量的不足。

阳极效应过多对铝电解生产不利方面：

(1)浪费大量电能。

(2)增加氟化盐的挥发损失。

(3)效应频繁会影响系列电流的波动下降，从而影响系列中其它槽的产量和使温度下降。

60、不正常的阳极效应主要有哪几种?如何处理?

答：(1)暗淡效应：电压过低，指示灯微红，有时还闪烁。这种槽子电解质温度高而不干净，极距过低。处理这种效应不要急于熄灭，可适当抬高阳极，加一些冰晶石或电解质块．将温度降下去，待炭渣分离出来后捞出炭渣再熄灭。

(2)闪烁效应：这种效应电压很高而摆动，指示灯明亮而闪烁，其原因是槽内铝液在磁场变化的影响下，发生波动并与阳极底掌发生瞬间短路而造成的。电解槽具有下列情况之一时最易发生闪烁效应，炉膛内形不规整，阳极底掌有突起部分或炭块，电解质温度过低，电解质量极少，极距也低，处理这种效应，应查

明原因，对症下药，如极距和温度过低，将阳极抬起，加些冰晶石，铝水平过高时可抽出一部分，待温度上来后即可熄灭。如是炉膛不规整或阳极长包的原因，也要将阳极抬起。局部过空的地方用电解质块砸好，或往槽内灌液体铝消除槽底铝液波动，或处理阳极长包处，等电压稳定，温度合适之后再熄灭。

(3)瞬时效应；电解槽发生的效应一来即自动回去，有时还会反复出现几次，称瞬时效应。这种效应多发生在电解质水平和温度低、沉淀多的电解槽上，有时在系列降电流或停电后恢复供电的情况下也容易出现。其主要原因是发生效应时由于瞬时加热以及铝液的波动搅起部分沉淀溶于电解质中，同时又因铝溶波动与阳极底掌瞬时短路，使效应自动熄灭。如反复出现几次，应抬高阳极，使电压稳定，待温度适当时即可熄回。

(4)提前或滞后效应：提前效应一般发生在冷槽，主要因电解质温度低，溶解氧化铝能力减小，但由于溶解不了而形成沉淀，故提前来效应。滞后效应多发生在热槽上，因温度高，二次反应增加，而且容易化炉帮和沉淀，相对增加了电解质中的氧化铝含量，因而效应推迟。处理方法：一种是提高电解质温度和水平，改善操作方法，防止效应．另一种是找出温度高的原因，及时调整处理，使温度转入正常。

6l，无效应加工有几种方法?试详述之，正常情况下采用哪一种加工方法?

答：目前铝厂普遍采用的无效应加工有以下四种加工方法：

(1)大加工；就是把确定好的加工面壳全部打开，打到边和角，把面壳块扒到炉帮上口靠住。这种加工方法下料多，散热量大，要求操作迅速，多适应于炉膛未建立或上口过空的电解槽上。在电解质水平和温度偏高而炉膛规整的电解槽上也可采用。

(2)边部加工；边部加工是普遍采用的一种正常加工方

法。该法实质上是不打掉和阳极连接的面壳，只打靠近槽沿板边部的面壳，其宽度15～20cm，然后加料，重新结成新壳，该方法特点是；工作量小，下料量少，散热量小，槽温比较稳定，能促进炉底沉淀的熔化和上口炉帮的维护，对勤加工少下料的操作制度非常适用。

(3)压壳加工；与边部加工类似。打壳宽度更窄些，然后将靠阳极的面壳压塌，使大块面壳倾斜或浮在电解质表面上，然后添加氧化铝复盖，重新结壳。适于炉膛规整，槽温较低或炉膛见长，沉淀多电解质水平低的电解槽上。这种方法是使电解质涮面壳，减少温度波动和减少沉淀的形成。

(4)局部和分段加工；也称调槽，电解槽局部炉帮熔化厉害，上口过空或某处沉淀较多或某处电解质沸腾很差，或阳极某处氧化严重，或防止效应的提前发生等，都是采用这种方法来临时调整或处理，正常情况下采用边部加工方法。

62、出铝时有哪些主要注意事项?

答；(1)出铝前应与微机联系，

（2）出铝速度要与降阳极的速度密切配合好，防止出铝过快，而使阳极与电解质脱离，造成断路事故，以确保安全正常生产。

(3)出铝前必须仔细检查槽子的结壳、伸腿与沉淀，防止压槽。

(4)按任务数出铝，要求出铝准确。

(5)打好出铝口，避免上电解质，防止沉淀堵管和化出铝管。

（6）出铝后要通知微机，以便按要求控制电压。

63、如何更换阳极，操作上应遵循哪些基本原则及注意事项(或操作程序)?

答：(1)阳极更换操作应遵循以下原则及注意事项(或主要操作程序)。

①找出该换极的槽号与极号，要求换下的阳极不能露“大饼”，不涮爪头。

②为确保各阳极组能均匀的分担电流，使电流均匀分布，要采用交叉法更换阳极。

a、相邻的阳极要错开更换时间，并要把时间隔得长些。

b、要使两边阳极横母线分担的电流接近相等，承担重量大致均衡。

③所换新阳极的阳极底掌比旧极的要高出1.5----2cm，底掌不得倾斜。

④擦拭大母线及阳极导杆相接触表面的油渍和积灰,保证二者接触良好并打紧卡具。

⑤将落入槽内的面壳块，氧化铝沉淀捞净，并检查邻极工作状况。

⑥换上的新极应及时盖保温料。

64、铝电解正常生产时期，为什么分子比会升高?

答：引起分子比升高的原因有三：

(1)原料中杂质对电解质成分的影响：在电解生产中所用的氧化铝、氟化盐和阳极中都含有一定数量的杂质成分，如H2O、Na2O、SiO2、CaO、MgO、SO2等，这些杂质均分解氟化铝或冰晶石，使电解质中氧化铝和氟化钠增加，分子比增高。其中Na2O、H2O 、SiO2影响最大。 (2)电解质的挥发损失影响；在正常生产中，从电解质表面挥发的蒸气中绝大部分是氟化铝，温度越高损失越大，从而 电解质中氟化钠相对增加则分子比升高。

(3)添加剂对分子比的影响；在电解质分子比小于3的情况下，添加MgF2时MgF2与Na3AlF6反应生成NaMgAlF6和NaF，使分子比升高。

65、如何调整分子比?试述正确添加A1F3的方法，应注意什么?

答；分子比高时，添加氟化铝加以调整。分子比低时，添加氟化钠或纯碱加以调整。氟化铝添加方法：氟化铝应添加在氧化铝面壳层的中间部位，即在加工后先加一层氧化铝后，将氟化铝均匀地撒在薄壳上，然后再加保温料。下次加工时，可以不扒料，氟化铝随面壳一起打入槽内。添加氟化铝注意事项：

(1)氟化铝不能加在电解质液面上，也不要加在火眼和阳极附近。

(2)出铝前加工不宜加氟化铝。

(3)为了减少氟化铝损失，可将氟化铝与冰晶石混合使用，氟化铝在电解槽出铝后的首次加工时添加最好，平时可在电解槽小头加工时添加。

电解工艺第五章：病槽和事故的处理

66、什么是病槽?常见的病槽和事故有哪几种?

答：在系列生产中，除新启动槽外，凡是不具备正常生产槽技术条件和外观特征的电解槽，统屑于病槽。在实际生产中，最常见的病槽主要有，冷槽、热槽，压槽，铝滚、电解质含炭、漏炉等。

67、什么叫冷槽?外观特征及危害是什么?产生的原因及处理方法?

答：在正常生产中，电解温度明显低于正常温度的电解槽，叫冷槽。冷槽的外观特征主要有：①火苗软弱无力，颜色发暗，有时甚至在火眼里喷不出火苗，在火眼四周只有呈粉状的细小炭渣，②电解质水平明显下缩，但粘度很大，分子比低，阳极四周电解质沸腾微弱，③上部电解质结壳厚，加工时结壳不易压开；④炉帮厚、伸腿长，且光滑、坚硬，炉膛明显收缩，炉面明显升高，炉底也变滑变硬：⑤阳极效应系数明显升高，且有闪烁效应发生等。

冷槽的危害主要有：①炉面变厚变硬，给操作、维护带来困难；②阳极效应过多，浪费人、财、物力：⑧由于炉膛收缩，出铝后容易出现压槽、电压摆现象，如发现处理不及时，还容易导致局部含炭，滚铝、难灭效应等严重病槽。

冷槽产生的原因：概括说，是由于电解槽收入的热量少于支出的热功量。具体有如下方面：①系列供电不足，电流明显降低，②槽电压保持过低 (即极距过低)；③加入添加剂过多；④铝水平过高，散热过多等。

冷槽的处理方法：

根据冷槽产生的原因，其处理方法要有所区别，一般情况下可采取以下几个方面进行综合处理。

①加强保温。在壳面上多加氧化铝保温料，减少热量散发损失。

②适当降低铝液水平，减少传导散热损失，但要防止由于铝水平而发生压槽。

③适当提高槽电压，增加槽内热量收入。也可以适当灌入温度较高的液体电解质，提高槽温和热稳定性。

④调整加工方法和延长加工间隔时间，尽量减少槽内热量损失，以利槽内的沉淀和结壳的熔化。

⑤对电解温度过低的电解槽，在供电制度允许情况下，可利用效应来增加槽内的热量收入。但炉膛不规整，沉淀过多的电解槽最好不用此法，即使出现效应，也要谨慎处理，以免出现滚铝事故。

⑥调整供电制度，保持电流平稳，或调整与电流制度不相适应的技术参数。

68、什么叫热槽?外观特征及危害是什么?产生的原因及处理方法?

答：在正常生产中，电解温度明显高于正常温度的电解槽，叫热槽。热槽的外观特征主要有；①火苗黄而无力；②电解质与铝液分离不清；③电解质发亮，挥发厉害，电解质与炭渣分不清；④量水平的铁钎子拔出后，电解质结壳很薄，极易脱落，钎子下部发白、发亮；⑤阳极氧化严重；⑥炉帮、炉腿变软，底沉淀也变软、变稀；⑦阳极效应极难发生等。

热槽的危害：①铝的溶解和氧化损失增多，二次反应加 剧，电流效应大大降低；②电解质挥发严重，增加物料单耗；⑧ 易导致含炭和不灭效应，④使炉底产生热应力，易导致炉底破损；⑤恶化劳动条件，造成人力浪费等。

热槽产生的原因；常见的有：①冷槽转化的热槽；②铝水平过低，炉底返热导致热槽；③炉底沉淀过多导致热槽；④极距过高、过低导致热槽；⑤电流分布不均导致热槽；⑥阳极长包或断层导致热槽；⑦阳极效应时间长导致热槽；⑧电解质脏导致热槽；⑨系列电流强度过高与槽结构和技术参数不相适应。

热槽一般处理方法如下；

①热槽有冷槽转化而来，此时不宜降低极距，相反地还应提高极距，以减弱二次反应。提高极距的办法最好是分次取出铝液而不是提高阳极，因为此时槽中铝液较多。电解质不足，可加入液体电解质，经一定时间后电解槽自会恢复正常。此种热槽实质上是似热而冷。

②当槽内铝液数量过少，水平过低时，一般槽底也较热，可向槽内加入一些固体铝。在加铝之前要扒净加铝部位的沉淀，并检查一下电解质液水平是否够高，加铝时尽量推到阳极下面中间去。如果因槽底沉淀多结壳大，促成导电不均和加速铝的二次反应引起的热槽，则不要加固体铝，可灌入铝液。③由于极距变化而产生的热槽，要把极距降到或提至正常极距高度，并采取相适应降温措施，降下电解温度。

④阳极长包或断层造成的热槽一般情况下尽量调换正常的热块阳极，然后根据情况再进一步处理热槽。

⑤电解质过热时，可向槽内添加冰晶石(掺一些氟化铝更好)或电解质块，因冰晶石、电解质块熔化而吸收热量，能使槽温降低，若电解质仍然过热，其水平

过高，可采取倒换电解质的办法降低槽温。

69、什么叫压槽?外观特征及危害是什么?产生的原因及处理方法?

答：压槽的概念：因极距保持过低，导致电解质不沸腾，或者因炉膛不规整而导致阳极接触炉底沉淀或侧部炉帮的现象，称为压槽。

压槽的外观特征主要有：①火苗黄、软弱无力；②电压波动，有向下摆的现象，③阳极四周电解质沸腾微弱或不沸腾；④压槽处温度高，炭渣分离不出来，电解质粘等。

压槽的危害主要有：①容易造成阳极长包，②容易造成电解质含炭；⑧容易造成滚铝和不灭效应；④增加人力消耗等。

压槽产生的原因主要有；①极距过低，②槽子沉淀过多或炉底结壳局部凸出过高；③炉膛不规整，角部过大或炉帮过厚等。

压槽的处理方法；①如果是圾距过低造成，只须把极距抬到正常或比正常稍微偏高即可；②若不是因极距过低引起的压槽，应首先把阳极抬高，离开沉淀结壳或炉帮；③为使槽子尽快转入正常，可适当提高铝水平和电解质水平；④为防止出现压槽，可在出铝前扒沉淀，用钎子捅结壳等。压槽一般都出现在出铝后或出铝时，此时要特别注意。

70、什么叫滚铝?外观特征及危害是什么?产生的原因及处理方法?

答：滚铝的概念：因炉膛不规整而导致电流分布不均匀，使铝液受电磁力影响在槽内发生剧烈滚动的现象，称为滚铝。滚铝的外观特征主要有：①槽电压剧烈摆动，上、下起伏较大；②铝液和电解质剧烈旋转，有时铝液翻腾到电解质上边；③随着铝液的旋转和翻腾，出现软弱无力的黄火苗；④电解质和铝液分离不清，用铁钎子量水平时，分界线不明显等。

滚铝的危害主要有；①严重降低电流效率，②由于铝液旋转,使沉淀被搅到槽子角部，炉底局部出现深坑，炉膛内型变坏，给以后的操作维护带来困难，⑧加速炉底破损；④增加人力、物力消耗等。

滚铝产生的原因主要有：①槽子炉膛内型不规整，使阳极电流分布偏差过大，②槽内铝量过小，⑧压槽处理不及时转化为滚铝等。

滚铝槽的处理方法主要有：①首先抬高极距，向槽内灌入适量的液体铝和电解质即可，②抬高极距，向槽内沉淀少或炉底有坑的地方加入固体铝，并把边部炉帮过空的地方砸住即可。如果阳极电流分布偏差过大，可在灌铝或加铝之后，把极距找平，

71、什么叫难灭效应?产生的原因及处理方法?

答：(1)难灭效应(也称不灭效应，它与正常效应不同，由于槽内某些原因或处理方法不当，效应延续数十分钟甚至数小时熄不回去，称为难灭效应。

(2)难灭效应产生的主要原因：

一种是电解质含炭，另一种是电解中含有悬浮氧化铝，无论哪种原因实质上是电解质不清洁，温度高，使电解质性质发生变化，对阳极的湿润性严重恶化所致．生产实践表明，电解质含炭所引起的难，灭效应多在开动初期发生，而在正常生产情况下发生的难灭效应绝大部分是因为电解质中氧化铝过饱和，并含有悬浮氧化铝所造成。

电解质中含悬浮氧化铝的原因有：

①出铝过多使槽内结壳沉淀露出铝面，由于铝液的波动而使沉淀进入电解质中造成氧化铝过饱和。

②由于压槽出现电流分布不均而引起滚铝时，将槽内沉淀被铝液滚动带入电

解质中而形成氧化铝含量过饱和。

③由于炉膛极不规整，当发生效应时引起磁场变化，使铝液滚动将沉淀卷起而带；入电解质中，形成氧化铝悬浮状态。

④在电解槽发生效应时，由于电解质温度低，熄灭效应方法不当而频繁人为造成下冷料过多，使其中一部分氧化铝悬浮于电解质中。

电解质含炭发生效应时，因为含炭槽是过热的，电解质发粘，湿润性恶化，如果效应处理不当(不适当地添加氧化铝等)，炭渣仍然分离不好，会使电解质对阳极湿润进一步恶化，效应就更加难以熄灭。

(3)处理方法：

①因电解质含炭而发生难灭效应时，要向槽内添加大量铝锭和冰晶石来冷却电解质，当炭渣分离出来后，立即熄灭效应。

②出铝后发生的难灭效应，必须抬起阳极，向槽内灌入液体铝或往沉淀少的地方加铝锭，将炉底沉淀和结壳盖住，然后加入电解质或冰晶石，以便熔解电解质中的过饱和氧化铝和降低温度，待电压稳定、温度适当即可熄灭。

③因压槽滚铝发生的难灭效应，必须将阳极抬高离开沉淀为止，当电压稳定后，可熔化一些冰晶石降低电解质温度和提高电解质水平。使电解质中悬浮氧化铝被溶解，待温度上来后再熄灭。注意不要使电解质烧过热，使滚铝时已经含炭的电解质进一步加重。

④因炉膛不规整而滚铝引起的难灭效应，首先要抬起阳极，然后调整好炉膛，当电压稳定后再熄效应。

⑤槽内沉淀多电解质水平低，人为造成的难灭效应则必须提高电解质水平，多加热一会，然后再熄。

⑥以上方法均不见效时，可利用降电流和停电方法迫使效应回去。炉膛较规整的槽也可用两极短路方法，但不能使阳极压在结壳或沉淀上，引起更坏的后果。

72、电解质含炭的外观特征及产生的原因和处理方法?

答；含炭槽的外观特征主要有：①火苗黄而无力，②电压自动升高；③含炭处电解质不沸腾，发粘，呈粥状等。

含炭槽的产生原因主要有：①极距低，②槽温高；③电解质脏等。

含炭槽的处理方法；①抬高电压，让含炭处电解质沸腾， ②如果是局部少面积含炭，可轻轻地将含炭的电解质取出，再添加适量的冰晶石掺氟化铝降温，清洁电解质，③如果大面积含炭时，可一方面向铝液中加固体铝降温，一方面向电解质表面加冰晶石掺氟化铝清洁电解质；④如果含炭严重，可将电解质抽出，再灌新鲜电解质。

电解质生成炭化铝的情况极为少见，不再叙述。

73、漏炉事故如何处理?

答：发生漏炉时，应立即打开漏炉侧地沟盖板查明漏炉部位。

(1)如果是炉底漏炉，应立即：

①吊开漏炉处地沟盖板，保护大母线，利用3～5毫米厚的长方型铁板等物挡住阴极大母线，防止把地沟母线冲断。

②把阳极坐到炉底上，防止断路。

③组织人力尽力抢救，如确实严重可紧急停槽。

(2)如果是侧部漏炉，应立即：

①降阳极，专人看管电压，不能超过5v。

②要迅速打下漏出侧面壳及用电解质块、氧化铝等物料沿槽周边捣固扎

实，直至不漏为止。

⑧万不得已的情况下，方可停槽处理漏炉部位，然后尽快恢复生产。

(3)在抢救漏炉过程中应注意的问题：

①在下降阳极时以座到槽底或结壳上为限，不要强行下降，以免将槽上部结构顶坏。

②加强统一指挥，注意安全，防止发生人身事故。

③同时要做好单槽断电的准备。事故抢救完毕，应立即确定是否停槽大修，如果槽龄已久，破损严重，则应立即进行单槽断电。如果槽龄短，破损面积小，经填补有恢复生产的可能，可用镁砂、氟化钙、沉淀等物填补好破损处，再恢复生产。

电解工艺第六章：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＝200000 A,

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%×10-3M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) =4.222 V

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＝4．185V, 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

102 54

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 + 1.5 CO2

18 54

P 1000

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; Al99.80134 吨 Al99.70 378吨

Al99.6034 吨; Al99.5013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=9900 cm2

每台电解槽上有阳极24组，截面积总计为：

9900×24=237600 cm2

通过电解槽的平均电流强度为160KA，

则阳极电流密度为：160000A/237600 cm2=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。

115、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

36 54

X1 1000

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 +1.5 CO2

18 54

X1 1000

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。

123、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。

124、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？

125、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。

128、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。

129、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。

130、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

131、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。

132、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”。

142、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。

143、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。

144、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。

145、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。

146、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。’

149、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。

150、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。

151、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。

152、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．

153、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。

154、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。

155、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。

157、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．

167、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。

168、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。