鋁用炭素生產(chǎn)基礎(chǔ)知識(shí)VIP

1、鋁用炭陽(yáng)極生產(chǎn)鋁用炭陽(yáng)極生產(chǎn) 河南省有色行業(yè)職業(yè)技能鑒定站河南省有色行業(yè)職業(yè)技能鑒定站 冶金炭素職工技能鑒定培訓(xùn)講義冶金炭素職工技能鑒定培訓(xùn)講義 李慶宏李慶宏 關(guān)于鑒定考試關(guān)于鑒定考試 1、 理論理論、實(shí)操實(shí)操各100分。 實(shí)操實(shí)操：筆試、操作各50分； 每科各滿60分為合格。 2、筆試時(shí)間、筆試時(shí)間：初級(jí)工90min；中級(jí)工100+60min；高級(jí)工以上 120+60min 級(jí)別級(jí)別理論考題理論考題實(shí)操筆試實(shí)操筆試 填空選擇判斷簡(jiǎn)答計(jì)算論述合計(jì)選擇 分析 解答 合 計(jì) 初級(jí)10220210245100_0 中級(jí)522521321618100391150 高級(jí)52252151 101 15 2

2、5 25110100391150 技師522521012525110100351550 高技101.52511514-2517113100351550 一、對(duì)炭素工藝的基本認(rèn)識(shí)一、對(duì)炭素工藝的基本認(rèn)識(shí)： 總體工藝以物理過(guò)程為主；總體工藝以物理過(guò)程為主； 均均勻勻、密密實(shí)實(shí); 化學(xué)過(guò)程以加熱控溫為要化學(xué)過(guò)程以加熱控溫為要； 升溫升溫精精,火候火候準(zhǔn)準(zhǔn) 產(chǎn)品的基本認(rèn)知：產(chǎn)品的基本認(rèn)知： 成者容成者容易，易，優(yōu)則優(yōu)則難難。 二、鋁用炭素工種的分類：二、鋁用炭素工種的分類： 一般分為一般分為煅燒工、成型工、焙燒工煅燒工、成型工、焙燒工三個(gè)工種三個(gè)工種 12001300 11801250 2500280

3、0 目目 錄錄 第一章第一章 鋁與鋁與鋁用炭素鋁用炭素煅、煅、焙、焙、型型 第二章第二章 炭素材料概論炭素材料概論煅、煅、焙、焙、型型 第三章第三章 炭素原料及燃料燃燒炭素原料及燃料燃燒煅、煅、焙、焙、型型 第四章第四章 原料的煅燒原料的煅燒煅煅 第五章第五章 炭素原料的破碎與篩分炭素原料的破碎與篩分型型 第六章第六章 炭素制品配料方的編制與配料炭素制品配料方的編制與配料型型 第七章第七章 糊料的混捏糊料的混捏型型 第八章第八章 炭素制品成型工藝及設(shè)備炭素制品成型工藝及設(shè)備型型 第九章第九章 鋁用炭陽(yáng)極焙燒鋁用炭陽(yáng)極焙燒 焙焙 第十章第十章 陽(yáng)極炭塊生產(chǎn)質(zhì)量控制陽(yáng)極炭塊生產(chǎn)質(zhì)量控制煅、煅、型、

4、型、焙焙 第十一章第十一章 炭素窯爐的修筑炭素窯爐的修筑煅、煅、焙焙 第十二章第十二章 炭素材料檢驗(yàn)炭素材料檢驗(yàn) 煅、煅、焙、焙、型型 第一章第一章 鋁用炭素職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)和要求鋁用炭素職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)和要求 1 1、鋁用炭素工國(guó)家職業(yè)工種分類、鋁用炭素工國(guó)家職業(yè)工種分類 分為分為煅燒工、成型工、焙燒工煅燒工、成型工、焙燒工三個(gè)工種三個(gè)工種 1.1 1.1 職業(yè)等級(jí)職業(yè)等級(jí)* * * 本職業(yè)共設(shè)本職業(yè)共設(shè)五個(gè)等級(jí)五個(gè)等級(jí)，分別為：，分別為：初級(jí)初級(jí)（國(guó)家職業(yè)資格五級(jí)）、（國(guó)家職業(yè)資格五級(jí)）、 中級(jí)（中級(jí)（國(guó)家職業(yè)資格四級(jí)）、國(guó)家職業(yè)資格四級(jí)）、高級(jí)高級(jí)（國(guó)家職業(yè)資格三級(jí)）、（國(guó)家職業(yè)資格三級(jí)）、技師

5、技師 （國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）、（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）、高級(jí)技師高級(jí)技師（國(guó)家職業(yè)資格一級(jí)）。（國(guó)家職業(yè)資格一級(jí)）。 1.2 1.2 職業(yè)環(huán)境職業(yè)環(huán)境 職業(yè)環(huán)境為職業(yè)環(huán)境為: :室內(nèi)、外，有粉塵、煙氣、噪聲，有毒、有害的室內(nèi)、外，有粉塵、煙氣、噪聲，有毒、有害的 高溫環(huán)境。高溫環(huán)境。 1.31.3申報(bào)條件申報(bào)條件* * * 高級(jí)工高級(jí)工（具備以下條件之一者具備以下條件之一者） 取得本職業(yè)中級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作取得本職業(yè)中級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作3 3年以年以 上，經(jīng)本職業(yè)高級(jí)正規(guī)培訓(xùn)達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)數(shù)，并取得結(jié)業(yè)證書。上，經(jīng)本職業(yè)高級(jí)正規(guī)培訓(xùn)達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)數(shù)，并取得結(jié)業(yè)證書

6、。 取得本職業(yè)中級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作取得本職業(yè)中級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作4 4年以年以 上。上。 連續(xù)從事本職業(yè)工作連續(xù)從事本職業(yè)工作1010年以上。年以上。 取得高級(jí)技工學(xué)校或經(jīng)勞動(dòng)保障行政部門審核認(rèn)定的、以高級(jí)取得高級(jí)技工學(xué)?；蚪?jīng)勞動(dòng)保障行政部門審核認(rèn)定的、以高級(jí) 技能為培養(yǎng)目標(biāo)的高等職業(yè)學(xué)校本職業(yè)（專業(yè)）畢業(yè)證書。技能為培養(yǎng)目標(biāo)的高等職業(yè)學(xué)校本職業(yè)（專業(yè)）畢業(yè)證書。 取得本職業(yè)中級(jí)職業(yè)資格證書的大專以上本專業(yè)或相關(guān)專業(yè)取得本職業(yè)中級(jí)職業(yè)資格證書的大專以上本專業(yè)或相關(guān)專業(yè) 畢業(yè)生，連續(xù)從事本職業(yè)工作畢業(yè)生，連續(xù)從事本職業(yè)工作2 2年以上。年以上。 技師技師（具備

7、以下條件之一者）（具備以下條件之一者） 取得本職業(yè)高級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作取得本職業(yè)高級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作4 4年以年以 上，經(jīng)本職業(yè)技師正規(guī)培訓(xùn)達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)數(shù)，并取得結(jié)業(yè)證書。上，經(jīng)本職業(yè)技師正規(guī)培訓(xùn)達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)數(shù)，并取得結(jié)業(yè)證書。 取得本職業(yè)高級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作取得本職業(yè)高級(jí)職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作5 5年以年以 上。上。 取得本職業(yè)高級(jí)職業(yè)資格證書的高級(jí)技工學(xué)校本職業(yè)（專業(yè)）取得本職業(yè)高級(jí)職業(yè)資格證書的高級(jí)技工學(xué)校本職業(yè)（專業(yè)） 畢業(yè)生，連續(xù)從事本職業(yè)工作畢業(yè)生，連續(xù)從事本職業(yè)工作3 3年以上。年以上。 高級(jí)技師高級(jí)技師（具備

8、以下條件之一者）（具備以下條件之一者） 取得本職業(yè)技師職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作取得本職業(yè)技師職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作3 3年以年以 上，經(jīng)本職業(yè)高級(jí)技師正規(guī)培訓(xùn)達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)數(shù)，并以得結(jié)業(yè)上，經(jīng)本職業(yè)高級(jí)技師正規(guī)培訓(xùn)達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)數(shù)，并以得結(jié)業(yè) 證書。證書。 取得本職業(yè)技師職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作取得本職業(yè)技師職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作5 5年以年以 上。上。 1.41.4鑒定方式鑒定方式* * * 分為理論知識(shí)考試和技能操作考核。理論知識(shí)考試采用閉卷筆試，分為理論知識(shí)考試和技能操作考核。理論知識(shí)考試采用閉卷筆試， 技能操作考核采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際（或模擬）操作方

9、式，理論知識(shí)考試技能操作考核采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際（或模擬）操作方式，理論知識(shí)考試 和技能操作考核均實(shí)行百分制，成績(jī)皆達(dá)到和技能操作考核均實(shí)行百分制，成績(jī)皆達(dá)到6060分及以上者為合格。分及以上者為合格。 技師、高級(jí)技師鑒定還需進(jìn)行綜合評(píng)審。技師、高級(jí)技師鑒定還需進(jìn)行綜合評(píng)審。 1.5 1.5 鑒定比重表鑒定比重表 (1).理論知識(shí)理論知識(shí) 項(xiàng)項(xiàng) 目目 初級(jí)初級(jí) (%)(%) 中級(jí)中級(jí) (%)(%) 高級(jí)高級(jí) (%)(%) 技師技師 (%)(%) 高級(jí)技師高級(jí)技師 (%)(%) 基本基本 要求要求 職業(yè)道德職業(yè)道德5 55 55 55 55 5 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)30303030252520202020

10、相相 關(guān)關(guān) 知知 識(shí)識(shí) 開(kāi)爐準(zhǔn)備開(kāi)爐準(zhǔn)備101010105 5 作業(yè)過(guò)程作業(yè)過(guò)程25252525303030302525 質(zhì)量管理質(zhì)量管理5 51010101015151515 設(shè)備維護(hù)設(shè)備維護(hù)101010101010 安全與環(huán)保安全與環(huán)保101010101010 技術(shù)管理與創(chuàng)技術(shù)管理與創(chuàng) 新新 20202020 培訓(xùn)與指導(dǎo)培訓(xùn)與指導(dǎo)5 510101515 總總 計(jì)計(jì)100100100100100100100100100100 (2).技能操作技能操作 項(xiàng)項(xiàng) 目目 初級(jí)初級(jí) (%)(%) 中級(jí)中級(jí) (%)(%) 高級(jí)高級(jí) (%)(%) 技師技師 (%)(%) 高級(jí)技師高級(jí)技師 (%)(%) 相

11、相 關(guān)關(guān) 知知 識(shí)識(shí) 開(kāi)爐準(zhǔn)備開(kāi)爐準(zhǔn)備151510101010 作業(yè)過(guò)程作業(yè)過(guò)程40404545404035353030 安全與環(huán)保安全與環(huán)保151510101010 設(shè)備維護(hù)設(shè)備維護(hù)202020201515 質(zhì)量管理質(zhì)量管理10101515202025252525 技術(shù)管理與創(chuàng)技術(shù)管理與創(chuàng) 新新 30303535 培訓(xùn)與指導(dǎo)培訓(xùn)與指導(dǎo)5 510101010 總總 計(jì)計(jì)100100100100100100100100100100 2 2、炭素、炭素煅燒工煅燒工職業(yè)技能職業(yè)技能鑒定要求鑒定要求 2.1 2.1 知識(shí)要求：知識(shí)要求： 1 1炭的基本性質(zhì)。炭的基本性質(zhì)。 2 2生產(chǎn)陽(yáng)極糊和預(yù)焙陽(yáng)極塊

12、的原材料知識(shí)。生產(chǎn)陽(yáng)極糊和預(yù)焙陽(yáng)極塊的原材料知識(shí)。 3 3炭素生產(chǎn)工序的控制技術(shù)參數(shù)。炭素生產(chǎn)工序的控制技術(shù)參數(shù)。 4 4破碎原理。破碎原理。 5 5煅燒原理。煅燒原理。 6 6燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、氣體力學(xué)的基本知識(shí)。燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、氣體力學(xué)的基本知識(shí)。 7 7爐爐( (窯窯) )用耐火材料的基本知識(shí)。用耐火材料的基本知識(shí)。 8 8煅燒爐煅燒爐( (窯窯) )和瀝青熔化系統(tǒng)及其附屬設(shè)備砌筑、檢和瀝青熔化系統(tǒng)及其附屬設(shè)備砌筑、檢 修與試生產(chǎn)知識(shí)。修與試生產(chǎn)知識(shí)。 9 9煅燒爐煅燒爐( (窯窯) )的節(jié)能途徑。的節(jié)能途徑。 l0l0監(jiān)控系統(tǒng)和儀表的工作原理。監(jiān)控系統(tǒng)和儀表的工作原理。 1111安全及質(zhì)

13、量與管理知識(shí)。安全及質(zhì)量與管理知識(shí)。 2.2 2.2 技能要求：技能要求： * * * 1 1識(shí)別炭素原材料并鑒定質(zhì)量。識(shí)別炭素原材料并鑒定質(zhì)量。 2 2協(xié)調(diào)預(yù)碎與皮帶運(yùn)輸生產(chǎn)節(jié)奏。協(xié)調(diào)預(yù)碎與皮帶運(yùn)輸生產(chǎn)節(jié)奏。 3 3進(jìn)行連續(xù)均勻加料的調(diào)控。進(jìn)行連續(xù)均勻加料的調(diào)控。 4 4調(diào)整煅燒爐調(diào)整煅燒爐( (窯窯) )和瀝青熔化器溫度。和瀝青熔化器溫度。 5 5組織開(kāi)、停爐組織開(kāi)、停爐( (窯窯) )和瀝青熔化設(shè)備。和瀝青熔化設(shè)備。 6 6組織天然氣管道的檢查與清掃。組織天然氣管道的檢查與清掃。 7 7組織煅燒爐組織煅燒爐( (窯窯) )的烘爐的烘爐( (窯窯) )及降溫和瀝青融化器的及降溫和瀝青融化器

14、的 升降溫。升降溫。 8 8進(jìn)行排料調(diào)控操作。進(jìn)行排料調(diào)控操作。 9 9煅燒爐煅燒爐( (窯窯) )的使用和砌筑檢查及檢修。的使用和砌筑檢查及檢修。 1010瀝青熔化設(shè)備的使用和檢查及檢修。瀝青熔化設(shè)備的使用和檢查及檢修。 1111參與運(yùn)輸和加排料等設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試和維修。參與運(yùn)輸和加排料等設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試和維修。 1212使用維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)和儀表。使用維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)和儀表。 1313組織和協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理。組織和協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理。 2.3 2.3 工作實(shí)例：工作實(shí)例： 1 1組織協(xié)調(diào)預(yù)碎、煅燒崗位和瀝青熔化崗位操作，組織協(xié)調(diào)預(yù)碎、煅燒崗位和瀝青熔化崗位操作， 煅燒、瀝青熔

15、化質(zhì)量和爐煅燒、瀝青熔化質(zhì)量和爐( (窯窯) )及瀝青熔化產(chǎn)量達(dá)到要求。及瀝青熔化產(chǎn)量達(dá)到要求。 2 2調(diào)整爐窯各帶溫度梯度，實(shí)現(xiàn)均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)。調(diào)整爐窯各帶溫度梯度，實(shí)現(xiàn)均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)。 3 3調(diào)整瀝青熔化溫度，掌握瀝青管網(wǎng)工藝。調(diào)整瀝青熔化溫度，掌握瀝青管網(wǎng)工藝。 3 3、炭素、炭素焙燒工焙燒工職業(yè)技能鑒定職業(yè)技能鑒定 3.1 3.1 基本要求基本要求 3.1.1.職業(yè)道德職業(yè)道德 (1)(1)職業(yè)道德基本知識(shí)職業(yè)道德基本知識(shí) (2)(2)職業(yè)守則職業(yè)守則 愛(ài)崗敬業(yè)，具有高度的責(zé)任心。愛(ài)崗敬業(yè)，具有高度的責(zé)任心。 遵守法律法規(guī)和有關(guān)規(guī)定。遵守法律法規(guī)和有關(guān)規(guī)定。 嚴(yán)格執(zhí)行工作程序、工作規(guī)范

16、、工藝文件和安全操作規(guī)程。嚴(yán)格執(zhí)行工作程序、工作規(guī)范、工藝文件和安全操作規(guī)程。 團(tuán)結(jié)協(xié)作。團(tuán)結(jié)協(xié)作。 3.1.2.基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí) (1)(1)焙燒基礎(chǔ)知識(shí)焙燒基礎(chǔ)知識(shí) 金屬及其主要化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)。金屬及其主要化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)。 焙燒基礎(chǔ)知識(shí)。焙燒基礎(chǔ)知識(shí)。 焙燒工藝流程簡(jiǎn)介。焙燒工藝流程簡(jiǎn)介。 (2)(2)焙燒爐基礎(chǔ)知識(shí)焙燒爐基礎(chǔ)知識(shí) 焙燒爐簡(jiǎn)介。焙燒爐簡(jiǎn)介。 常用耐火材料知識(shí)。常用耐火材料知識(shí)。 (3)(3)機(jī)電設(shè)備常識(shí)機(jī)電設(shè)備常識(shí) 識(shí)圖知識(shí)。識(shí)圖知識(shí)。 機(jī)械常識(shí)。機(jī)械常識(shí)。 用電常識(shí)。用電常識(shí)。 設(shè)備維護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)。設(shè)備維護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)。 ( (4) )熱工儀表使用基礎(chǔ)知識(shí)熱工儀

17、表使用基礎(chǔ)知識(shí) 常用測(cè)溫儀表與工具使用基礎(chǔ)知識(shí)。常用測(cè)溫儀表與工具使用基礎(chǔ)知識(shí)。 常用測(cè)壓儀表與工具使用基礎(chǔ)知識(shí)。常用測(cè)壓儀表與工具使用基礎(chǔ)知識(shí)。 (5)(5)安全與衛(wèi)生知識(shí)安全與衛(wèi)生知識(shí) 安全生產(chǎn)管理。安全生產(chǎn)管理。 職業(yè)病的預(yù)防。職業(yè)病的預(yù)防。 消防器材的使用。消防器材的使用。 (6)(6)全面質(zhì)量管理基礎(chǔ)知識(shí)全面質(zhì)量管理基礎(chǔ)知識(shí) 質(zhì)量管理基本概念。質(zhì)量管理基本概念。 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理?，F(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理。 質(zhì)量管理認(rèn)證體系。質(zhì)量管理認(rèn)證體系。 (7)(7)相關(guān)法律法規(guī)知識(shí)相關(guān)法律法規(guī)知識(shí) 勞動(dòng)法的相關(guān)知識(shí)。勞動(dòng)法的相關(guān)知識(shí)。 安全生產(chǎn)法的相關(guān)知識(shí)。安全生產(chǎn)法的相關(guān)知識(shí)。 環(huán)境保護(hù)法的相關(guān)知識(shí)。環(huán)境

18、保護(hù)法的相關(guān)知識(shí)。 3.2 炭素焙燒工職業(yè)技能鑒定補(bǔ)充要求炭素焙燒工職業(yè)技能鑒定補(bǔ)充要求 3.2.1 知識(shí)要求：知識(shí)要求： (1)(1)炭素制品所用原料的選用原則和鑒別方法。炭素制品所用原料的選用原則和鑒別方法。 (2)(2)焙燒爐采用的現(xiàn)行焙燒曲線。焙燒爐采用的現(xiàn)行焙燒曲線。 (3)(3)炭素制品生產(chǎn)各工序主要工藝控制參數(shù)。炭素制品生產(chǎn)各工序主要工藝控制參數(shù)。 (4)(4)產(chǎn)品的理化指標(biāo)要求。產(chǎn)品的理化指標(biāo)要求。 (5)(5)影響炭素制品理化指標(biāo)的因素。影響炭素制品理化指標(biāo)的因素。 (6)(6)焙燒的工藝方法和控制參數(shù)。焙燒的工藝方法和控制參數(shù)。 (7)(7)焙燒工序各生產(chǎn)指標(biāo)的計(jì)算方法。焙

19、燒工序各生產(chǎn)指標(biāo)的計(jì)算方法。 (8)(8)焙燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。焙燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 (9)(9)熱工、耐火材料及企業(yè)管理知識(shí)。熱工、耐火材料及企業(yè)管理知識(shí)。 3.2.2 技能要求：技能要求： * * * (1)(1)制定并實(shí)施新產(chǎn)品工藝方案。制定并實(shí)施新產(chǎn)品工藝方案。 (2)(2)組織焙燒爐及天然氣管道的清掃工作。組織焙燒爐及天然氣管道的清掃工作。 (3)(3)分析廢品和事故原因，并提出改進(jìn)措施。分析廢品和事故原因，并提出改進(jìn)措施。 (4)(4)使用和維護(hù)焙燒爐及其它相關(guān)設(shè)備。使用和維護(hù)焙燒爐及其它相關(guān)設(shè)備。 (5)(5)制訂安全措施，進(jìn)行安全管理。制訂安全措施，進(jìn)行安全管理。 3.2.3

20、工作實(shí)例：工作實(shí)例： (1)(1)組織和協(xié)調(diào)各崗位操作。組織和協(xié)調(diào)各崗位操作。 (2)(2)處理各種質(zhì)量事故。處理各種質(zhì)量事故。 (3)(3)制訂新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝方案組織實(shí)施。制訂新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝方案組織實(shí)施。 (4)(4)參與本工種設(shè)備安裝試車工作。參與本工種設(shè)備安裝試車工作。 (5)(5)參與修訂技術(shù)規(guī)程和各項(xiàng)制度。參與修訂技術(shù)規(guī)程和各項(xiàng)制度。 本補(bǔ)充要求對(duì)初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)、技師、高級(jí)技師的技能要求依本補(bǔ)充要求對(duì)初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)、技師、高級(jí)技師的技能要求依 次遞進(jìn)，高級(jí)別涵蓋低級(jí)別的要求。次遞進(jìn)，高級(jí)別涵蓋低級(jí)別的要求。 4 4、炭素、炭素成型工成型工職業(yè)技能鑒定要求職業(yè)技能鑒定要求 炭素成型

21、工這一職業(yè)涵蓋了碳素炭素成型工這一職業(yè)涵蓋了碳素備料工、炭素配料工、炭備料工、炭素配料工、炭 素混捏工、炭素成型素混捏工、炭素成型工等工種。對(duì)初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)、技師和工等工種。對(duì)初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)、技師和 高級(jí)技師的技能要求依次遞進(jìn)，高級(jí)別涵蓋低級(jí)別要求。高級(jí)技師的技能要求依次遞進(jìn)，高級(jí)別涵蓋低級(jí)別要求。 4.1 炭素成型工職業(yè)技能鑒定要求 4.1.1知識(shí)要求知識(shí)要求* * * 1 1配料常用原料的技術(shù)指標(biāo)及測(cè)定知識(shí)。配料常用原料的技術(shù)指標(biāo)及測(cè)定知識(shí)。 2 2電解鋁用炭素制品生產(chǎn)的主要工序。電解鋁用炭素制品生產(chǎn)的主要工序。 3. 3. 電解鋁用炭素制品生產(chǎn)主要工序的工藝控制參數(shù)。電解鋁用炭素制品

22、生產(chǎn)主要工序的工藝控制參數(shù)。 4 4產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。 5 5粘結(jié)劑的組分構(gòu)成。粘結(jié)劑的組分構(gòu)成。 6 6破碎篩分原理。破碎篩分原理。 7 7料倉(cāng)理論及糊料和顆粒離析知識(shí)。料倉(cāng)理論及糊料和顆粒離析知識(shí)。 8 8電解鋁用炭素制品的生產(chǎn)技術(shù)條件和使用條件，原料電解鋁用炭素制品的生產(chǎn)技術(shù)條件和使用條件，原料 的來(lái)源和性質(zhì)。的來(lái)源和性質(zhì)。 9 9配方的解析計(jì)算規(guī)則。配方的解析計(jì)算規(guī)則。 1010混捏原理及混捏生產(chǎn)基本知識(shí)。混捏原理及混捏生產(chǎn)基本知識(shí)。 1l1l返回料處理、中碎篩分、磨粉、配料、混捏系統(tǒng)新設(shè)返回料處理、中碎篩分、磨粉、配料、混捏系統(tǒng)新設(shè) 備的安裝、試車投產(chǎn)及操作方法。備

23、的安裝、試車投產(chǎn)及操作方法。 1212糊料分析方法。糊料分析方法。 1313對(duì)廢品質(zhì)量分析知識(shí)和防止廢品發(fā)生的措施。對(duì)廢品質(zhì)量分析知識(shí)和防止廢品發(fā)生的措施。 1414設(shè)備的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)。設(shè)備的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)。 1515計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本知識(shí)、識(shí)圖的基本知識(shí)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本知識(shí)、識(shí)圖的基本知識(shí)。 1616生陽(yáng)極生產(chǎn)主要工序的工藝技術(shù)參數(shù)。生陽(yáng)極生產(chǎn)主要工序的工藝技術(shù)參數(shù)。 1717生陽(yáng)極炭塊的理化指標(biāo)。生陽(yáng)極炭塊的理化指標(biāo)。 1818糊料振動(dòng)成型過(guò)程中的物理特性。糊料振動(dòng)成型過(guò)程中的物理特性。 1919糊料在振動(dòng)成型過(guò)程中發(fā)生的物理變化。糊料在振動(dòng)成型過(guò)程中發(fā)生的物理變化。 2020影響振

24、動(dòng)成型過(guò)程的因素。影響振動(dòng)成型過(guò)程的因素。 2121炭素成型設(shè)備的構(gòu)造、原理。炭素成型設(shè)備的構(gòu)造、原理。 2222生產(chǎn)能力的計(jì)算方法。生產(chǎn)能力的計(jì)算方法。 2323計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本知識(shí)、識(shí)圖基本知識(shí)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本知識(shí)、識(shí)圖基本知識(shí)。 2424機(jī)械潤(rùn)滑、液壓和安全文明生產(chǎn)知識(shí)。機(jī)械潤(rùn)滑、液壓和安全文明生產(chǎn)知識(shí)。 4.1.2 4.1.2 技能要求：技能要求： * * * 1 1調(diào)整工藝條件及工作配方。調(diào)整工藝條件及工作配方。 2 2正確選擇工作配方。正確選擇工作配方。 3 3妥善處理生產(chǎn)設(shè)備故障。妥善處理生產(chǎn)設(shè)備故障。 4 4指導(dǎo)返回料處理、中碎篩分、磨粉、配料和混捏生產(chǎn)。指導(dǎo)返回料處理、

25、中碎篩分、磨粉、配料和混捏生產(chǎn)。 5 5參與新系統(tǒng)的調(diào)試和安裝。參與新系統(tǒng)的調(diào)試和安裝。 6 6組織生產(chǎn)及制定規(guī)程。組織生產(chǎn)及制定規(guī)程。 7 7處理生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。處理生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。 8 8給初、中級(jí)工講授技術(shù)理論與實(shí)踐課。給初、中級(jí)工講授技術(shù)理論與實(shí)踐課。 9 9使用、維護(hù)設(shè)備和檢查驗(yàn)收設(shè)備。使用、維護(hù)設(shè)備和檢查驗(yàn)收設(shè)備。 1010控制振動(dòng)成型機(jī)的各項(xiàng)動(dòng)作。控制振動(dòng)成型機(jī)的各項(xiàng)動(dòng)作。 1111操作振動(dòng)成型機(jī)和炭塊冷卻輸送系統(tǒng)設(shè)備。操作振動(dòng)成型機(jī)和炭塊冷卻輸送系統(tǒng)設(shè)備。 1212排除事故隱患，指導(dǎo)初、中級(jí)工安全生產(chǎn)作業(yè)。排除事故隱患，指導(dǎo)初、中級(jí)工安全生產(chǎn)作業(yè)。 4.1.3工作實(shí)例：工作實(shí)例：

26、1 1組織、協(xié)調(diào)返回料處理、中碎篩分、磨粉崗位生產(chǎn)，使組織、協(xié)調(diào)返回料處理、中碎篩分、磨粉崗位生產(chǎn)，使 配料、混捏合格率達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。配料、混捏合格率達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。 2 2在上位機(jī)上操作配料混捏系統(tǒng)，混捏無(wú)廢糊。在上位機(jī)上操作配料混捏系統(tǒng)，混捏無(wú)廢糊。 3 3成型各崗位規(guī)范操作，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。成型各崗位規(guī)范操作，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。 4 4全面掌握成型生產(chǎn)，組織處理發(fā)生各類事故，分析事故全面掌握成型生產(chǎn)，組織處理發(fā)生各類事故，分析事故 發(fā)生的原因，并提出預(yù)防措施。發(fā)生的原因，并提出預(yù)防措施。 5 5判斷糊溫與瀝青量，控制振動(dòng)速度、時(shí)間等。判斷糊溫與瀝青量，控制振動(dòng)速度、時(shí)間等。 6 6掌

27、握生陽(yáng)極塊廢品檢查標(biāo)準(zhǔn)。掌握生陽(yáng)極塊廢品檢查標(biāo)準(zhǔn)。 7 7組織調(diào)試新設(shè)備并提出調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。組織調(diào)試新設(shè)備并提出調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。 副副一章一章 鋁用炭素與鋁電解工藝鋁用炭素與鋁電解工藝 1.1 1.1 我國(guó)大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)的基本現(xiàn)狀我國(guó)大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)的基本現(xiàn)狀 1.1.11.1.1電解槽大型化是我國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展的基本特點(diǎn)電解槽大型化是我國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展的基本特點(diǎn) 20052005年年全國(guó)生產(chǎn)鋁廠全國(guó)生產(chǎn)鋁廠147147家家 產(chǎn)量產(chǎn)量780. 780. 萬(wàn)噸。萬(wàn)噸。其中：其中： 160 ka160 ka槽約槽約24002400臺(tái)臺(tái) 產(chǎn)能約產(chǎn)能約110110萬(wàn)噸萬(wàn)噸 4545 2

28、00ka200ka級(jí)級(jí)（186186240ka240ka）槽）槽67006700臺(tái)（在建臺(tái)（在建17001700） 5252家，產(chǎn)能家，產(chǎn)能 420420萬(wàn)噸，產(chǎn)量萬(wàn)噸，產(chǎn)量350350萬(wàn)噸萬(wàn)噸 14.8%14.8% 300 ka300 ka級(jí)級(jí)（280280350ka350ka）30003000臺(tái)（在建臺(tái)（在建800800） 1616家，產(chǎn)能家，產(chǎn)能 320320萬(wàn)噸，產(chǎn)量約萬(wàn)噸，產(chǎn)量約300300萬(wàn)噸萬(wàn)噸 11.311.3 2008：1318萬(wàn)噸；萬(wàn)噸； 2009：1285. 萬(wàn)噸。萬(wàn)噸。 其中其中：300ka 549萬(wàn)噸萬(wàn)噸 42.7%; 我國(guó)在產(chǎn)最大槽電流為我國(guó)在產(chǎn)最大槽電流為400k

29、a400ka（熱、磁）（熱、磁）09-11509-115萬(wàn)噸萬(wàn)噸 w=k.i2rt 均勻、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定均勻、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定 1.1.2 1.1.2 鋁電解過(guò)程的兩極反應(yīng)鋁電解過(guò)程的兩極反應(yīng) 陽(yáng)極主反應(yīng)陽(yáng)極主反應(yīng) 陽(yáng)極陽(yáng)極 副反應(yīng)副反應(yīng) o2-2e= o c + 2o=co2 co2+c=2co 陰極主反應(yīng)陰極主反應(yīng) 陰極陰極副反應(yīng)副反應(yīng) al3+3e=al na+e=na 4al（溶）（溶）+3c=al4c3 電解電解總反應(yīng)總反應(yīng)al2o3+1.5c=2al+1.5co2 陽(yáng)極氣體陽(yáng)極氣體co2、co 含量比一般為含量比一般為80：20 直流電：直流電：1300014000kwh/t.al ； 炭陽(yáng)

30、極：炭陽(yáng)極：500550 kg/t. al ； 1.2 1.2 陽(yáng)極工藝與電解過(guò)程中的陽(yáng)極消耗陽(yáng)極工藝與電解過(guò)程中的陽(yáng)極消耗 1.2.11.2.1陽(yáng)極的消耗陽(yáng)極的消耗 在鋁電解生產(chǎn)中，陽(yáng)極炭塊不僅承擔(dān)著導(dǎo)電作用，而且還參在鋁電解生產(chǎn)中，陽(yáng)極炭塊不僅承擔(dān)著導(dǎo)電作用，而且還參 與電化學(xué)反應(yīng)。陽(yáng)極炭塊質(zhì)量的好壞，直接影響到鋁電解的正常與電化學(xué)反應(yīng)。陽(yáng)極炭塊質(zhì)量的好壞，直接影響到鋁電解的正常 生產(chǎn)操作生產(chǎn)操作、陽(yáng)極的、陽(yáng)極的消耗消耗、原鋁的質(zhì)量原鋁的質(zhì)量和和電流效率電流效率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 陽(yáng)極的消耗可以表述為以下四種形式：陽(yáng)極的消耗可以表述為以下四種形式： 理理 論論 消消 耗：耗：

31、 al2o3+ 1.5c=2al+1.5co2 (334) al2o3+3c=2al+3co (667) 合并式：合并式： al2o3+ c=2al + co2 + co 式中：式中： n為陽(yáng)極氣體中為陽(yáng)極氣體中co2的體積百分比的體積百分比 當(dāng)氣體比當(dāng)氣體比 = 70:30 、 75:25、 80:20（94效率效率）時(shí)）時(shí) 陽(yáng)極理論消耗分別為陽(yáng)極理論消耗分別為: 393 、 381、 370 kg/t.al 從某種意義上講從某種意義上講陽(yáng)極消耗量是炭陽(yáng)極質(zhì)量最基陽(yáng)極消耗量是炭陽(yáng)極質(zhì)量最基 本的標(biāo)志之一。本的標(biāo)志之一。 n1 3 n n 1 3 n n 1 )1(3 凈凈 耗耗：（：（含空氣

32、、二氧化碳氧化及掉渣，不含殘極含空氣、二氧化碳氧化及掉渣，不含殘極-過(guò)耗過(guò)耗） 過(guò)耗過(guò)耗氧化掉渣率。氧化掉渣率。35% （2040kg/tal) 凈耗凈耗理理+過(guò)耗過(guò)耗 400430 kg/t.al 總（毛）耗總（毛）耗：（包含殘極在內(nèi)）（包含殘極在內(nèi)） 殘極率（殘極率（150160mm）2020 25% 500550 kg/t.al 消消 耗耗 速速 度：度：（陽(yáng)極每天消耗的高度陽(yáng)極每天消耗的高度） hc = = 1.401.50(cm/d) 3 10 054. 8 k c d wi 陽(yáng) dk wc 2 al2o3 + 3c = 4 al + 3 co2 gross consumption

33、net consumptionanode butts excess consumption electrolytical consumption 334 / ce theoretical consumption 334 kgc/tal 陽(yáng)極消耗組成示意圖陽(yáng)極消耗組成示意圖 1.2.2 1.2.2 影響陽(yáng)極消耗的主要因素影響陽(yáng)極消耗的主要因素 nc=c+334/nc=c+334/cece+1.2(bt-960)-+1.2(bt-960)- 1.7 1.7crrcrr+9.3+9.3apap+8+8tctc-1.5-1.5arrarr 其中：其中： nc: nc: 陽(yáng)極凈耗，陽(yáng)極凈耗，kg/t.a

34、lkg/t.al c : c : 電解槽性能參數(shù)，電解槽性能參數(shù)，270270310310 cece: : 電流效率電流效率， 88889595 （關(guān)系參數(shù)關(guān)系參數(shù)） bt: bt: 槽溫，槽溫， 930930960 960 crr:crr:二氧化碳反應(yīng)剩余率（）二氧化碳反應(yīng)剩余率（）757592 92 ap: ap: 炭陽(yáng)極空氣滲透率，炭陽(yáng)極空氣滲透率，0.50.55.0npm 5.0npm tc: tc: 陽(yáng)極導(dǎo)熱系數(shù)，陽(yáng)極導(dǎo)熱系數(shù)，3.03.06.0w/m.k 6.0w/m.k arr: arr: 空氣反應(yīng)剩余率（）空氣反應(yīng)剩余率（） ，60609393 均為陽(yáng)極質(zhì)量的參數(shù)均為陽(yáng)極質(zhì)量的

35、參數(shù) 334/ce334/ce：電化學(xué)消耗：電化學(xué)消耗 1.2.3 大型鋁電解槽對(duì)炭陽(yáng)極的基本要求大型鋁電解槽對(duì)炭陽(yáng)極的基本要求 自焙槽自焙槽 陽(yáng)極糊；陽(yáng)極糊； 預(yù)焙槽預(yù)焙槽 預(yù)焙陽(yáng)極炭塊預(yù)焙陽(yáng)極炭塊 陽(yáng)極陽(yáng)極 鋁電解槽的心臟鋁電解槽的心臟 耐高溫，膨脹率小，抗熱震性好；耐高溫，膨脹率小，抗熱震性好； 強(qiáng)度強(qiáng)度較高較高，具有較好的耐沖刷性；，具有較好的耐沖刷性； 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化和抗氟化物侵蝕性好；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化和抗氟化物侵蝕性好； 導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性良好。導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性良好。 劣質(zhì)陽(yáng)極劣質(zhì)陽(yáng)極 炭渣炭渣過(guò)過(guò)多、槽溫多、槽溫過(guò)過(guò)高、效率高、效率過(guò)過(guò)低、物料低、物料過(guò)過(guò)耗、耗、 爐幫爐幫過(guò)

36、過(guò)空、發(fā)病空、發(fā)病過(guò)過(guò)頻頻 鋁電解中的陽(yáng)極鋁電解中的陽(yáng)極反應(yīng)物、導(dǎo)電體，反應(yīng)物、導(dǎo)電體， 關(guān)系電解指標(biāo)與槽況。關(guān)系電解指標(biāo)與槽況。 1.3 1.3 陰極炭塊陰極炭塊延長(zhǎng)槽壽命的關(guān)鍵材料延長(zhǎng)槽壽命的關(guān)鍵材料 1.3.1 鋁電解槽陰極的作用與分類鋁電解槽陰極的作用與分類 鋁電解槽的鋁電解槽的軀體軀體、高溫直接、高溫直接承載體承載體、鋁電解過(guò)程的、鋁電解過(guò)程的反應(yīng)器反應(yīng)器。 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、工藝過(guò)程條件、槽子的壽命。經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、工藝過(guò)程條件、槽子的壽命。 耐高溫、抗腐蝕、導(dǎo)熱性好、導(dǎo)電性（底）好、耐電解質(zhì)（鈉）耐高溫、抗腐蝕、導(dǎo)熱性好、導(dǎo)電性（底）好、耐電解質(zhì)（鈉） 滲透性、耐沖刷等。滲透性、耐沖刷

37、等。 陰極的基本分類：陰極的基本分類： 1.普通陰極炭塊普通陰極炭塊以普煅無(wú)煙煤、冶金焦、煤瀝青為原料；以普煅無(wú)煙煤、冶金焦、煤瀝青為原料； 2.半石墨化（質(zhì)）陰極炭塊半石墨化（質(zhì)）陰極炭塊以高溫電煅無(wú)煙煤、冶金焦、以高溫電煅無(wú)煙煤、冶金焦、 石墨碎、煤瀝青為原料或普通炭塊經(jīng)半石墨化處理生產(chǎn)的陰極塊；石墨碎、煤瀝青為原料或普通炭塊經(jīng)半石墨化處理生產(chǎn)的陰極塊； 3.高石墨質(zhì)陰極炭塊高石墨質(zhì)陰極炭塊含石墨質(zhì)材料含石墨質(zhì)材料3085的陰極炭塊的陰極炭塊; 4.石墨化陰極炭塊石墨化陰極炭塊以石油焦為骨料的炭塊，再進(jìn)行石墨化以石油焦為骨料的炭塊，再進(jìn)行石墨化 處理生產(chǎn)的陰極炭塊。處理生產(chǎn)的陰極炭塊。 形

38、式與種類形式與種類底底（部）（部）塊塊、側(cè)（部）塊側(cè)（部）塊、炭炭（底、陰極）（底、陰極）糊糊。 硼化鈦涂層（復(fù)合）底塊；可濕潤(rùn)陰極塊硼化鈦涂層（復(fù)合）底塊；可濕潤(rùn)陰極塊;異型陰極炭塊。異型陰極炭塊。 氮化硅氮化硅 結(jié)合炭化硅側(cè)塊結(jié)合炭化硅側(cè)塊(sic-si3n4) 陰極材料的分類陰極材料的分類 周邊糊周邊糊 炭間糊炭間糊 鋼棒糊鋼棒糊 炭膠泥炭膠泥 鋁鋁 用用 陰陰 極極 材材 料料 陰極炭塊陰極炭塊 陰極糊陰極糊 底部炭塊底部炭塊 側(cè)部炭塊側(cè)部炭塊 半石墨炭塊半石墨炭塊 普通炭塊普通炭塊 高石墨質(zhì)炭塊高石墨質(zhì)炭塊 可濕潤(rùn)陰極炭塊可濕潤(rùn)陰極炭塊 石墨化炭塊石墨化炭塊 半石墨側(cè)部塊半石墨側(cè)部塊

39、 普通側(cè)部炭塊普通側(cè)部炭塊 sic-si3n4側(cè)塊側(cè)塊 半石墨陰極糊半石墨陰極糊 普通陰極糊普通陰極糊 高石墨質(zhì)陰極糊高石墨質(zhì)陰極糊 冷搗糊冷搗糊 熱搗糊熱搗糊 我國(guó)陰極糊的分類及牌號(hào)我國(guó)陰極糊的分類及牌號(hào)(ys/t 65-2007) 分類分類牌號(hào)牌號(hào)名稱名稱適用部位適用部位施工溫度，施工溫度， 第第 一一 類類 bszh半石墨周圍糊半石墨周圍糊填充底部炭塊與側(cè)部炭塊接縫及耐火磚等之間填充底部炭塊與側(cè)部炭塊接縫及耐火磚等之間 較寬縫隙較寬縫隙 11010 bsth半石墨炭間糊半石墨炭間糊填充炭塊與炭塊之間縫隙填充炭塊與炭塊之間縫隙11010 bsgh半石墨鋼棒糊半石墨鋼棒糊填充陰極鋼棒與炭塊之

40、間縫隙填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙11010 bstn半石墨炭膠泥半石墨炭膠泥填充側(cè)部炭塊之間較小縫隙填充側(cè)部炭塊之間較小縫隙6010 第第 二二 類類 gszh高石墨周圍糊高石墨周圍糊填充高石墨質(zhì)底部炭塊與側(cè)部炭塊接縫及耐火填充高石墨質(zhì)底部炭塊與側(cè)部炭塊接縫及耐火 磚等之間較寬縫隙磚等之間較寬縫隙 11010 gsth高石墨炭間糊高石墨炭間糊填充炭塊與炭塊之間縫隙填充炭塊與炭塊之間縫隙11010 gsgh高石墨鋼棒糊高石墨鋼棒糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙11010 第第 三三 類類 bsld-1半石墨冷搗糊半石墨冷搗糊填充炭塊與炭塊，底部炭塊與側(cè)部炭塊及耐火填充炭塊與

41、炭塊，底部炭塊與側(cè)部炭塊及耐火 磚之間的縫隙磚之間的縫隙 25-55 bsld-2半石墨冷搗糊半石墨冷搗糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙 25-55 gsld-1高石墨冷搗糊高石墨冷搗糊填充炭塊與炭塊，底部炭塊與側(cè)部炭塊及耐火填充炭塊與炭塊，底部炭塊與側(cè)部炭塊及耐火 磚之間的縫隙磚之間的縫隙 25-55 gsld-2高石墨冷搗糊高石墨冷搗糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙 25-55 1.4 鋁電解槽結(jié)構(gòu)示意圖鋁電解槽結(jié)構(gòu)示意圖炭素在電解槽上的應(yīng)用炭素在電解槽上的應(yīng)用 上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu) 陽(yáng)極炭塊陽(yáng)極炭塊 陰極炭塊陰極炭塊 高溫電解質(zhì)高溫電解質(zhì) 側(cè)部炭塊

42、側(cè)部炭塊 陽(yáng)極組陽(yáng)極組 殼面及覆蓋料殼面及覆蓋料 陰極炭糊陰極炭糊 1.3.2 陰極的破損陰極的破損 由于電解質(zhì)熔體中有各種雜質(zhì)元素，在鋁電解過(guò)程中，電由于電解質(zhì)熔體中有各種雜質(zhì)元素，在鋁電解過(guò)程中，電 解質(zhì)中的解質(zhì)中的鈉離子鈉離子在電場(chǎng)的作用下在電場(chǎng)的作用下被炭陰極選擇性吸附被炭陰極選擇性吸附，鋁與碳，鋁與碳 發(fā)生副反應(yīng)生成發(fā)生副反應(yīng)生成碳化鋁碳化鋁(al4c3)等產(chǎn)物等產(chǎn)物，而且，而且熔鹽對(duì)陰極炭塊發(fā)熔鹽對(duì)陰極炭塊發(fā) 生侵蝕和沖刷等生侵蝕和沖刷等作用，加上作用，加上熱應(yīng)力的作用熱應(yīng)力的作用，使，使陰極材料發(fā)生破陰極材料發(fā)生破 損，從而使鋁電解槽壽命到期而大修損，從而使鋁電解槽壽命到期而大修

43、。 陰極破損形式：陰極破損形式： 1、爐底隆起、爐底隆起 (1年年2cm; 3年年10-15cm；后基本穩(wěn)定）；后基本穩(wěn)定） 2、陰極炭塊斷裂、陰極炭塊斷裂 （為中部大，邊縫小形式）為中部大，邊縫小形式） 3、陰極炭塊形成沖蝕坑、陰極炭塊形成沖蝕坑 （多在縫處）（多在縫處） 4、陰極炭塊層狀剝離、陰極炭塊層狀剝離 5、扎縫糊起層、洞穿、縱向裂開(kāi)、扎縫糊起層、洞穿、縱向裂開(kāi) 6、側(cè)部炭塊破損、側(cè)部炭塊破損 （形式：邊塊斷裂；電化學(xué)侵蝕；邊剝形式：邊塊斷裂；電化學(xué)侵蝕；邊剝 落；遭氧化）落；遭氧化） 陰極：鋁濕潤(rùn)性、散熱性、抗鈉侵蝕性、耐陰極：鋁濕潤(rùn)性、散熱性、抗鈉侵蝕性、耐 磨性、高導(dǎo)電性。磨性

44、、高導(dǎo)電性。 第一章思考題第一章思考題 1、鋁用炭素材料一般包括哪幾類？其作用各是什么？主要原料、鋁用炭素材料一般包括哪幾類？其作用各是什么？主要原料 有什么不同？有什么不同？ 2、從使用角度講，鋁電解炭陽(yáng)極應(yīng)具備哪些特性？、從使用角度講，鋁電解炭陽(yáng)極應(yīng)具備哪些特性？ 3、為什么說(shuō)陽(yáng)極是鋁電解槽的心臟？、為什么說(shuō)陽(yáng)極是鋁電解槽的心臟？ 4、陽(yáng)極消耗都與炭塊的哪些性能指標(biāo)有關(guān)？、陽(yáng)極消耗都與炭塊的哪些性能指標(biāo)有關(guān)？ 5、在鋁電解過(guò)程中陽(yáng)極是如何參加反應(yīng)的？寫出電化學(xué)反應(yīng)方、在鋁電解過(guò)程中陽(yáng)極是如何參加反應(yīng)的？寫出電化學(xué)反應(yīng)方 程式。程式。 6、電解槽的壽命與炭素材料有什么關(guān)系？、電解槽的壽命與炭

45、素材料有什么關(guān)系？ 第二章第二章 炭素材料概述炭素材料概述 2 2. .1 1 炭的存在形式炭的存在形式 2.1.1 自然界中的碳自然界中的碳 碳的元素符號(hào)為碳的元素符號(hào)為c，相對(duì)原子量為，相對(duì)原子量為12.0112.01，原子序數(shù)，原子序數(shù) 為為6 6，電子分布狀態(tài)為，電子分布狀態(tài)為1s2 2s2 2p2。碳在自然界分布很廣，。碳在自然界分布很廣， 雖然碳在地殼元素總量中僅占雖然碳在地殼元素總量中僅占0.14（0.08），為各元素），為各元素 含量的第含量的第13位，但它卻位，但它卻是地球上形成是地球上形成化合物最多化合物最多的元素，的元素， 在在水和大氣中水和大氣中主要以主要以co2、碳酸

46、和碳酸鹽的形式存在；、碳酸和碳酸鹽的形式存在； 礦物界礦物界有各種有各種碳酸鹽、煤、天然石墨和金剛石等，還有碳酸鹽、煤、天然石墨和金剛石等，還有 石油和天然氣等碳?xì)浠衔?；石油和天然氣等碳?xì)浠衔铮粍?dòng)植物體中的動(dòng)植物體中的脂肪、蛋白脂肪、蛋白 質(zhì)、淀粉和纖維素也都是碳水化合物質(zhì)、淀粉和纖維素也都是碳水化合物。碳被視為組成一碳被視為組成一 切動(dòng)植物體的基本元素切動(dòng)植物體的基本元素。 碳的資源以兩種類型存在，一種是碳的資源以兩種類型存在，一種是循環(huán)性資源循環(huán)性資源，即，即 由植物和動(dòng)物所代表的生物和由植物和動(dòng)物所代表的生物和co2進(jìn)行遷移循環(huán)；另一進(jìn)行遷移循環(huán)；另一 種是循環(huán)速度很慢，但數(shù)量極大的

47、種是循環(huán)速度很慢，但數(shù)量極大的堆積物堆積物，均為化合物，均為化合物， 如碳酸鹽礦物和有機(jī)質(zhì)堆積物。天然純碳非常少。如碳酸鹽礦物和有機(jī)質(zhì)堆積物。天然純碳非常少。 “炭素炭素”即元素碳。元素碳是法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫（即元素碳。元素碳是法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫（ a . l . lavoisier ）于）于 1776 年發(fā)現(xiàn)并列人元素周期表中，年發(fā)現(xiàn)并列人元素周期表中， 1797 年法國(guó)年法國(guó) 科學(xué)家特納爾（科學(xué)家特納爾（ l . j . thenard）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了金剛石金剛石和和石石 墨墨都是碳元素的同素異形體。都是碳元素的同素異形體?！疤刻俊迸c與“碳碳”二字有聯(lián)系又有區(qū)二字有聯(lián)系又有

48、區(qū) 別，材料學(xué)者將含有碳元素的化合物及其眾多的衍生物，如碳水別，材料學(xué)者將含有碳元素的化合物及其眾多的衍生物，如碳水 化合物、碳酸鹽、碳?xì)浠衔镏械脑靥加没衔?、碳酸鹽、碳?xì)浠衔镏械脑靥加谩疤继肌弊直硎?，而將字表示，而?c /h比在比在 10 以上，主要由碳元素組成的、多數(shù)為固體材料（如以上，主要由碳元素組成的、多數(shù)為固體材料（如 煤炭、焦炭、炭電極、炭塊、炭纖維等）中的煤炭、焦炭、炭電極、炭塊、炭纖維等）中的“碳碳” 用用“炭炭” 字表示，并統(tǒng)稱為字表示，并統(tǒng)稱為炭素材料炭素材料。而。而 “炭素廠炭素廠”實(shí)際上是生產(chǎn)炭素實(shí)際上是生產(chǎn)炭素 材料的工廠材料的工廠 炭素材料工業(yè)將使用的石油

49、焦、無(wú)煙煤、天然石墨等稱為炭素材料工業(yè)將使用的石油焦、無(wú)煙煤、天然石墨等稱為炭素原炭素原 料料；將使用炭素原料，經(jīng)過(guò)一系列加工得到的具有使用性，并具；將使用炭素原料，經(jīng)過(guò)一系列加工得到的具有使用性，并具 有一定物理化學(xué)性質(zhì)的產(chǎn)品稱為有一定物理化學(xué)性質(zhì)的產(chǎn)品稱為炭素制品炭素制品（如陽(yáng)極炭塊、陰極炭（如陽(yáng)極炭塊、陰極炭 塊、陽(yáng)極糊、陰極糊、石墨電極）。塊、陽(yáng)極糊、陰極糊、石墨電極）。炭素制品按理化性質(zhì)的不同，炭素制品按理化性質(zhì)的不同， 一般區(qū)分為炭質(zhì)、石墨質(zhì)和半石墨質(zhì)一般區(qū)分為炭質(zhì)、石墨質(zhì)和半石墨質(zhì) 3 大類。大類。 炭素材料是一種炭素材料是一種古老古老的材料，古人類就已經(jīng)將煤炭、木炭、的材料，古

50、人類就已經(jīng)將煤炭、木炭、 天然石墨用于取暖、煮食等，但作為高質(zhì)量的工業(yè)材料使用僅有天然石墨用于取暖、煮食等，但作為高質(zhì)量的工業(yè)材料使用僅有 100多年的歷史。用各種煤炭為原料加工成導(dǎo)電材料是在電的發(fā)多年的歷史。用各種煤炭為原料加工成導(dǎo)電材料是在電的發(fā) 現(xiàn)和應(yīng)用以后，故炭素工業(yè)又是一種現(xiàn)和應(yīng)用以后，故炭素工業(yè)又是一種新型材料工業(yè)新型材料工業(yè)。 碳材料特性碳材料特性（無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料）：）： 耐高溫、熱穩(wěn)定性好耐高溫、熱穩(wěn)定性好用于結(jié)構(gòu)材料；用于結(jié)構(gòu)材料； 耐腐蝕耐腐蝕（浸漬，不透性）化學(xué)工業(yè)；（浸漬，不透性）化學(xué)工業(yè)； 導(dǎo)電性導(dǎo)電性電極材料；電極材料； 自潤(rùn)滑性自潤(rùn)滑性密封、潤(rùn)滑材料

51、。密封、潤(rùn)滑材料。 金屬金屬 炭素材料炭素材料 陶瓷陶瓷 有機(jī)高分子有機(jī)高分子 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性 導(dǎo)電性導(dǎo)電性 耐熱性耐熱性 耐腐蝕耐腐蝕 輕質(zhì)量輕質(zhì)量 結(jié)構(gòu)多樣結(jié)構(gòu)多樣 比強(qiáng)度高、比強(qiáng)度高、 減震率大、減震率大、 生物相容好、生物相容好、 中子減速性、中子減速性、 結(jié)構(gòu)多樣性。結(jié)構(gòu)多樣性。 2.1.2 炭的生成炭的生成多由多由c c、h h、o o、n n、s s混合組成，漫長(zhǎng)轉(zhuǎn)化?；旌辖M成，漫長(zhǎng)轉(zhuǎn)化。 煤含碳為煤含碳為60609090，木材含碳約，木材含碳約5050，石油含碳為，石油含碳為80809090， 天然石墨含碳近天然石墨含碳近100100。 碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化炭的過(guò)程稱為碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化炭

52、的過(guò)程稱為炭化炭化，它的反應(yīng)機(jī)理為，它的反應(yīng)機(jī)理為熱解熱解。 熱解的概念泛指有機(jī)化合物在受熱時(shí)所發(fā)生的分解或裂解而生成熱解的概念泛指有機(jī)化合物在受熱時(shí)所發(fā)生的分解或裂解而生成 最終產(chǎn)物的過(guò)程。石油、煤一般認(rèn)為是在億萬(wàn)年以前被埋入地層最終產(chǎn)物的過(guò)程。石油、煤一般認(rèn)為是在億萬(wàn)年以前被埋入地層 下的動(dòng)物和植物，在隔絕空氣、受地?zé)岷偷貙痈邏旱葪l件下轉(zhuǎn)化下的動(dòng)物和植物，在隔絕空氣、受地?zé)岷偷貙痈邏旱葪l件下轉(zhuǎn)化 的結(jié)果。無(wú)煙煤是近乎炭化后期的產(chǎn)物，天然石墨可認(rèn)為已完全的結(jié)果。無(wú)煙煤是近乎炭化后期的產(chǎn)物，天然石墨可認(rèn)為已完全 炭化，并且已經(jīng)達(dá)到了石墨的程度。但是，由于各種狀態(tài)的差異，炭化，并且已經(jīng)達(dá)到了石墨

53、的程度。但是，由于各種狀態(tài)的差異， 也就很難認(rèn)為所有的天然石墨具有同一形式。也就很難認(rèn)為所有的天然石墨具有同一形式。 自然界中的碳，不管是哪種形式，均可理解為是有機(jī)物經(jīng)自然界中的碳，不管是哪種形式，均可理解為是有機(jī)物經(jīng)熱熱 裂解反應(yīng)裂解反應(yīng)的生成物。的生成物。自然界的有機(jī)物，合成樹(shù)脂等人造有機(jī)物，自然界的有機(jī)物，合成樹(shù)脂等人造有機(jī)物， 不管是氣體、液體還是固體，只要在隔絕氧的條件下，在有熱的不管是氣體、液體還是固體，只要在隔絕氧的條件下，在有熱的 作用下，就可以從作用下，就可以從烴類化合物烴類化合物中生成炭。中生成炭。 炭化炭化是將碳?xì)浠衔镏械奶急Ａ粝聛?lái)，而氫和其它元素通過(guò)是將碳?xì)浠衔镏械?/p>

54、碳保留下來(lái)，而氫和其它元素通過(guò) 受熱分解被排除逸出。受熱分解被排除逸出。 一般而言，稱一般而言，稱液相炭化液相炭化生成物為生成物為焦，固相炭化焦，固相炭化生成物為生成物為炭。炭。 前者是前者是軟質(zhì)炭，軟質(zhì)炭，后者是后者是硬炭硬炭，但有時(shí)也有例外（冶金焦）。，但有時(shí)也有例外（冶金焦）。 初始原料初始原料中間原料中間原料炭化時(shí)形態(tài)炭化時(shí)形態(tài)生成的炭素材料生成的炭素材料 石油石油重油重油液相液相石油焦石油焦 煤煤 固相固相冶金焦冶金焦 煤煤煤焦油、瀝青煤焦油、瀝青液相液相煤焦油、煤焦油、瀝青焦瀝青焦 植物植物 固相固相木炭、活性炭木炭、活性炭 木材木材 氣相氣相纖維狀炭纖維狀炭 天然氣天然氣 氣相氣

55、相炭黑、熱解炭、石墨炭黑、熱解炭、石墨 合成高分子物合成高分子物 固相固相硬質(zhì)炭、纖維狀炭硬質(zhì)炭、纖維狀炭 表表2-1 2-1 炭素材料的生成炭素材料的生成 烴烴僅由僅由 碳碳 和和 氫氫 兩種兩種 元素元素 組成有機(jī)化合物組成有機(jī)化合物 稱為稱為 碳?xì)浠咸細(xì)浠?物物 ，又叫，又叫 烴烴(ting) 。 烴是烴是 中國(guó)化學(xué)家中國(guó)化學(xué)家 發(fā)明的字，是用發(fā)明的字，是用“ 碳碳 ”的的 聲母聲母 加上加上“ 氫氫 ”的的 韻母韻母 合成一個(gè)合成一個(gè)字音字音；用；用“碳碳”和和“氫氫”兩個(gè)字兩個(gè)字 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成字型字型。所以說(shuō)，。所以說(shuō)，“烴烴”是是“碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔铩钡暮?jiǎn)稱的

56、簡(jiǎn)稱， 直鏈；環(huán)鏈直鏈；環(huán)鏈。 2.1.3 炭的存在形式與分子結(jié)構(gòu)炭的存在形式與分子結(jié)構(gòu) 物質(zhì)世界是由一百多種（物質(zhì)世界是由一百多種（1189127）元素以不同的形態(tài)和不）元素以不同的形態(tài)和不 同的同的化合物、混合物化合物、混合物或或單質(zhì)單質(zhì)組成的組成的。 在自然界里，含炭化合物在自然界里，含炭化合物100多萬(wàn)種，而單質(zhì)炭有三種變體（同多萬(wàn)種，而單質(zhì)炭有三種變體（同 素異構(gòu)體、同分異構(gòu)體）：素異構(gòu)體、同分異構(gòu)體）：金剛石金剛石、石墨石墨及及無(wú)定形炭無(wú)定形炭。金剛石和石。金剛石和石 墨是結(jié)晶形體，無(wú)定形炭是非結(jié)晶形體，它們都是炭的墨是結(jié)晶形體，無(wú)定形炭是非結(jié)晶形體，它們都是炭的同素異構(gòu)體同素異構(gòu)

57、體。 （另有人造（另有人造富勒烯富勒烯巴基球：呈封閉球狀如巴基球：呈封閉球狀如c60、 、 c70 ） ） 天然炭的三種不同形態(tài)的原子結(jié)構(gòu)和它們形成時(shí)所經(jīng)受的天然炭的三種不同形態(tài)的原子結(jié)構(gòu)和它們形成時(shí)所經(jīng)受的壓力壓力 與溫度與溫度有密切關(guān)系，由于形成的壓力與溫度不同，同樣的炭元素，有密切關(guān)系，由于形成的壓力與溫度不同，同樣的炭元素， 可以生成不同形態(tài)和不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，而且在一定條件下又可以可以生成不同形態(tài)和不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，而且在一定條件下又可以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 化化。例如：一些無(wú)定形炭在加熱到。例如：一些無(wú)定形炭在加熱到2300以上的高溫，就可以轉(zhuǎn)化以上的高溫，就可以轉(zhuǎn)化 為石墨，而石墨在極高的壓力（為石

58、墨，而石墨在極高的壓力（510萬(wàn)萬(wàn)amp)和高溫和高溫(10002000） 下或通過(guò)金屬觸媒（催化劑），又可以生成金剛石。下或通過(guò)金屬觸媒（催化劑），又可以生成金剛石。 石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的條件見(jiàn)（石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的條件見(jiàn)（p22p22）表）表2-22-2。 碳結(jié)構(gòu)的多種性碳結(jié)構(gòu)的多種性？ 電子分布特點(diǎn)與雜化電子分布特點(diǎn)與雜化 一、原子核外電子的分布特點(diǎn)：一、原子核外電子的分布特點(diǎn)： 原子核的電子分層分布，層數(shù)等于其所在周期表的周期數(shù)原子核的電子分層分布，層數(shù)等于其所在周期表的周期數(shù) 每個(gè)電子層又分為多個(gè)亞層（）每個(gè)電子層又分為多個(gè)亞層（） 最低能級(jí)原理首先搶占最低能級(jí)；最低能級(jí)原理首先搶占最低

59、能級(jí)； 泡利不相容原理泡利不相容原理-每個(gè)軌道只能容納每個(gè)軌道只能容納2 2個(gè)自旋方向相反電子個(gè)自旋方向相反電子; ; 洪特規(guī)則洪特規(guī)則-在同屬亞層的軌道上在同屬亞層的軌道上, ,各電子最先搶占不同軌道各電子最先搶占不同軌道; ; 全充滿全充滿, ,半充滿原則半充滿原則-電子盡量達(dá)到層間全充滿或電子盡量達(dá)到層間全充滿或s s以外的以外的 半充滿穩(wěn)定狀態(tài)半充滿穩(wěn)定狀態(tài). . 碳原子：碳原子： -第第2 2周期周期, ,第第4 4主族主族, ,序數(shù)為序數(shù)為6 6； 基本結(jié)構(gòu)有基本結(jié)構(gòu)有2 2種；種； 外層電子在結(jié)合時(shí)會(huì)進(jìn)行雜化。外層電子在結(jié)合時(shí)會(huì)進(jìn)行雜化。 (見(jiàn)雜化理論見(jiàn)雜化理論） 1s2 2s2

60、p 洪特規(guī)則結(jié)構(gòu)洪特規(guī)則結(jié)構(gòu)雜化組合雜化組合低能級(jí)結(jié)構(gòu)低能級(jí)結(jié)構(gòu) 二、關(guān)于二、關(guān)于sp雜化理論雜化理論 1.分子在成鍵過(guò)程中，由于原子間的相互影響，同一分子在成鍵過(guò)程中，由于原子間的相互影響，同一 原子中，幾個(gè)能量相近的不同類型的原子軌道（即波函原子中，幾個(gè)能量相近的不同類型的原子軌道（即波函 數(shù)），可以數(shù)），可以重新進(jìn)行線性組合，重新分配能量和確定空重新進(jìn)行線性組合，重新分配能量和確定空 間方向，組成數(shù)目相等的新的原子軌道，間方向，組成數(shù)目相等的新的原子軌道，這種軌道這種軌道重新重新 組合的過(guò)程稱為雜化組合的過(guò)程稱為雜化（hybridization），雜化后形成的），雜化后形成的 新軌道稱為