鋁電解教案完整版本

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PAGE14第一篇鋁電解基本理論知識及所用物料、能源一、教學內容：鋁電解基本理論知識及所用物料、能源。二、教學目的及要求：通過學習本篇，使每一個學員掌握鋁電解基本理論知識、鋁電解工藝的生產(chǎn)過程，了解各種生產(chǎn)設備的規(guī)格及用途。三、教學重點、難點：重點：鋁電解工藝的生產(chǎn)過程。難點：鋁電解基本原理及鋁電解質的基本性質。四、教學過程：第一步：講授概述：使學員了解鋁的性質、鋁工業(yè)現(xiàn)狀，讓學員樹立從事鋁行業(yè)的光明前景。1、鋁在地殼中占7.35%，僅次于氧和硅。2、自然界中未發(fā)現(xiàn)單質的金屬鋁。3、鋁的礦石在我國分布很廣。4、鋁工業(yè)已成為僅次于鋼鐵工業(yè)的第二大金屬冶煉工業(yè)。5、鋁的用途：a.優(yōu)良的導電材料，可用于電氣和無線電工業(yè)。b.良好的導熱性、反光性，可用于制造飯鍋、熱交換器、反光板。c.極富延展性，可用于軋制、切削、拉絲。d.良好的防腐性能，可用于建筑業(yè)和裝飾業(yè)。e.無毒，無磁性，質輕等其它優(yōu)點，可用于食品包裝、精密儀器組件制造、航空用材料等。第二步：講述鋁電解基本理論知識，使學員掌握基本的電解理論知識，能夠深刻理解鋁電解陽極主反應、副反應及陽極效應發(fā)生機理。1、鋁電解基本原理固體氧化鋁溶解在熔融冰晶石熔體中，當通入直流電后，即在兩極上發(fā)生電化學反應，在陽極上得到氣態(tài)物質，陰極上得到液態(tài)鋁。在實際生產(chǎn)中，陽極氣體是CO2（約占70%）、CO（約占30%）。其中CO主要是由電解過程中的副反應所產(chǎn)生，稱為二次氣體。2、陰極副反應（1）鋁的溶解反應生成低價鋁離子、三價鋁離子和雙原子的鈉離子。（2）金屬鈉的析出隨著溫度升高，電解質分子比增大，氧化鋁濃度減小，以及陰極電流密度提高，鈉與鋁的析出電位差越來越小，有可能使鈉離子與鋁離子在陰極上一起放電，析出金屬鈉。（3）炭化鋁的生成在鋁電解過程中，電解液趨向于對陰極碳更好地濕潤，因而有一部分電解液滲透到鋁液的下層，此時形成一個小電解槽，其陽極是鋁液層，陰極則是陰極碳塊。此小電解槽與碳陽極——電解液——鋁液構成的大電解槽串聯(lián)，鋁液成為雙極性電極，此小電解槽的陽極反應是鋁和鈉的電化學氧化，生成鋁和鈉的離子，而陰極反應則生成碳化鋁。3、陽極副反應溶解于電解質中的種種形式的鋁，被帶到陽極區(qū)間與二氧化碳接觸而被氧化，生成一氧化碳和氧化鋁。此反應是電解過程中降低電流效率的主要方式，應減少碳渣的生成，減少鋁在電解質中的溶解損失。4、陽極效應發(fā)生的機理發(fā)生陽極效應一方面是由于電解質對陽極的濕潤性變化，另一方面又是由于氟離子放電而改變了陽極氣體組成，或者改變了碳陽極的表面性質，從而使電解質對陽極的濕潤性驟然惡化，于是發(fā)生了陽極效應?？傊?，發(fā)生陽極效應時，電解質中氧化鋁濃度降低。當在正常狀態(tài)下，并在適當?shù)偷臏囟认码娊鈺r，陽極效應趨向于較低的氧化鋁濃度（0.5～1.0%）發(fā)生；當電解質溫度過低時，效應可在2%左右濃度下發(fā)生，若電解質過熱時，不發(fā)生陽極效應。第三步：講述鋁電解質及其性質，使學員了解鋁的性質，掌握鋁電解質的幾個性質及幾種添加劑對電解質性質的影響。1、目前，鋁工業(yè)上均采用酸性電解質生產(chǎn)。2、鋁電解質的性質（1）初晶溫度初晶溫度是指液體開始形成固態(tài)晶體的溫度。純的正冰晶石熔液初晶溫度為1010℃。電解質的分子比降低，其初晶溫度也隨之降低，但氧化鋁的溶解量也會降低。工作溫度一般控制在初晶溫度以上10～20℃的范圍。（2）密度密度是指單位體積的某物質的質量。鋁水的密度比電解質的密度大些，故沉于電解槽底部，它們之間的分離靠兩種液體的密度差來實現(xiàn)。純度較高的鋁水其密度一定，因此，只有減小電解質熔體的密度來增大密度差，從而使兩種液體良好分離。（3）導電度通常用比電阻的倒數(shù)來表示。電解質的比電阻小，其導電度大，電解質的導電性就好。生產(chǎn)中需要電解質具有大的導電度，以利于電解壓降降低。（4）粘度粘度是表示液體中質點之間相對運動的阻力，也稱內部摩擦力。一般隨溫度的升高而成線性減小。電解質粘度過大，會降低氧化鋁在其中的溶解速度，會阻礙電解質中的碳渣分離和陽極氣體的逸出；電解質粘度過小，會加快電解質的循環(huán)，加快鋁在電解質中的溶解損失，降低電流效率，而且加快氧化鋁在電解質中的沉降速度，造成槽底沉淀。（5）表面張力表面質點受到不對稱的作用力，其合力不為零。生產(chǎn)中要求電解質與陽極氣體之前有較大的表面張力，這樣有利于陽極氣體的逸出；要求電解質與鋁液之間應有較大的界面張力，這樣可以降低鋁在電解質中的溶解速度，增大鋁與電解質的分離速度。（6）濕潤性是表示液相對固相的濕潤能力。生產(chǎn)中要求電解質對陽極的濕潤性要適當好些，對陰極的濕潤性要差。電解質對陽極的濕潤性好，可以使陽極氣體迅速脫離陽極表面，減小氣膜電阻。但不宜太好，太好會造成電解質中的碳渣分離困難。電解質對陰極濕潤性差，可以有效地阻止電解質向陰極內襯中滲透，減輕爐底破損。（7）揮發(fā)性一般是指液體在低于沸點的狀態(tài)下，分子以氣體逸出的程度。生產(chǎn)中要求電解質的揮發(fā)性要小，一是可以減小冰晶石的揮發(fā)損失，二是可以減少有害物的排放。3、幾種添加劑對電解質性質的影響（1）能作為添加劑的條件為：a.在電解過程中不參與電化學反應，以免電解出其它元素而影響鋁的純度；b.能夠對電解質的性質有所改善；c.對氧化鋁的溶解度不至太大影響；d.吸水性和揮發(fā)性要??；e.價格要低廉等。（2）生產(chǎn)中將氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂等添加劑同時使用，總量控制在12%～14%之間，這樣可使電解質初晶溫度降低到930℃，電解生產(chǎn)工作溫度控制在940～950℃范圍內，其它物理性質也不會受到明顯的惡化。第四步：講授鋁電解生產(chǎn)流程、所用物料及能源，讓學員掌握整個電解過程，了解所用物料及能源，以便更好地掌握電解知識。1、鋁電解生產(chǎn)流程鋁電解陽極產(chǎn)物主要是二氧化碳和一氧化碳氣體，其中含有一定量的氟化氫等有害氣體和固體粉塵，須對陽極氣體進行凈化處理，吸附利用粉塵，除去有害氣體。鋁電解陰極產(chǎn)物是鋁液，鋁液通過真空抬包從槽內抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內經(jīng)凈化澄清之后，澆注成鋁錠，或直接加工成軋桿、合金棒等線坯、型材。2、所用物料及能源（1）氧化鋁白色粉狀物，易流動，不溶于水。鋁電解對于氧化鋁的要求，首先是它的化學純度，再就是其物理性能。（2）氟化鹽包括冰晶石、氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂、氟化鈉等。（3）陽極炭塊為了保證陽極塊上槽后，電解生產(chǎn)能夠順利進行，對預焙陽極塊必須有嚴格的質量要求：理化標準要求、外觀質量要求、化學成份要求等。（4）直流電能高壓交流電通過戶外開關引入降壓變壓器，將高壓電降至所需的低壓交流電。降壓后的低壓交流電便可進入整流器進行整流。通過整流后的直流電，可直接送入電解槽上用于鋁電解生產(chǎn)。第五步：講授鋁電解槽的結構，讓學員了解整個槽子結構，以便于更好掌握電解槽各部件的作用，不致因盲目而出現(xiàn)安全事故。工業(yè)電解槽通常分為四個部分：陽極結構、陰極結構、母線結構、電氣絕緣。（1）陽極結構a.陽極炭塊組由陽極炭塊、鋼爪、鋁導桿組成。b.打殼下料裝置，包括打殼和下料，打殼由打殼氣缸和打擊頭組成，下料系統(tǒng)由槽上料箱、下料器組成。c.陽極提升機構，由螺旋起重機、減速機、傳動機構和馬達組成，起升降陽極作用。d.承重桁架，起著支承上部結構的重要作用。（2）陰極結構通常采用長方形鋼體槽殼，外壁和槽底用型鋼加固，陰極炭塊組是由陰極炭塊和在碳塊內的鋼質導電棒構成。（3）母線結構整流后的直流電通過鋁母線引入電解槽上，槽與槽之間通過鋁母線串聯(lián)而成，所以，電解槽有陽極母線、陰極母線、立柱母線和軟帶母線；槽與槽之間、廠房與廠房之間還有聯(lián)絡母線。（4）電氣絕緣電解用直流電，槽上電氣設備用交流電，若直流竄入交流系統(tǒng)，會引起設備事故，因此，需進行交直流隔離，電解槽許多部位須要進行絕緣。第二篇鋁電解槽的主要操作及正常管理一、教學內容：鋁電解槽的主要操作及管理。二、教學目的及要求：通過學習本篇，使每一個學員進一步掌握鋁電解正常生產(chǎn)管理，從思想上意識到保持技術條件的重要性。三、教學重點、難點：重點：鋁電解槽的主要操作、鋁電解工藝的正常管理。難點：鋁電解工藝的正常管理。四、教學過程：第一步：講述電解槽人工或輔助進行的操作，讓學員進一步學習電解槽的常規(guī)操作。我廠電解廠房中的電解槽是190KA中間下料式預焙槽，其排列方式是橫向排列。其加料、槽電壓調整由多功能槽控機完成；效應熄滅需人工監(jiān)視和輔助；換極、出鋁、抬母線、鋁水/電解質測量則完全依賴人工配合多功能天車來完成。1、陽極更換（1）陽極更換順序的確定原則：

a.相鄰陽極組要錯開更換；b.電解槽兩面碳塊組應均勻分布，使陽極導電均勻，兩條大母線承擔的陽極重量均勻；c.若按電解槽縱向劃成幾個相等的小區(qū)，每個小區(qū)承擔的電流和陽極重量也應大致相等。（2）陽極更換周期陽極更換周期是由陽極高度與陽極消耗速度所決定。陽極消耗速度與陽極電流密度、電流效率與陽極假密度有關，可由下述經(jīng)驗公式計算：Hc=eq\f(8.054d陽rWc,dc)×10-3式中：Hc——陽極消耗速度（cm/d）;d陽——陽極電流密度（A/cm2）;r——電流效率（%）；Wc——陽極消耗量（kg/t—AL）;dc——陽極假密度（g/cm3）。(3)具體操作見《作業(yè)規(guī)程》。2、出鋁出鋁工作質量控制點是吸出精度和上電解質量。（1）吸出精度質量控制保證精度的措施首先為天車電子秤必須準確指示，要求經(jīng)常檢查校對；其次是吸出工準確把握電子稱的指示。但有時出鋁工在出頭幾臺時漫不經(jīng)心，在最后一臺找平總量，這會給技術條件管理帶來混亂。解決辦法：一是對工人加強工作質量意識教育，提高責任心和職業(yè)道德，當出現(xiàn)某槽誤差較大時，應自覺進行補救。二是靠嚴格監(jiān)督和檢查。（2）上電解質量控制當包管未下到鋁水層內，便開風吸出，會多吸出電解質，嚴重破壞槽子技術條件，急速增加抬包重量，還會造成堵塞包管，甚至堵塞鑄造保溫爐前爐，保溫爐內渣量增多。應做到管口必須下到鋁水層內，且距爐底保持一定距離，以防爐底沉淀堵吸包管。包嘴插入鋁水前，打出鋁控，通知微機站；且指定專人盯控電壓，超出槽控機控制范圍，人工降電壓到指定目標，以防槽控機滯后控制。出鋁后應趁熱粗清抬包，因為電解質熱態(tài)下易于清出；如人員不足，可進行小清包作業(yè)；待包內渣積到一定程度，影響正常出鋁時，可用風鎬進行大清。具體見《作業(yè)規(guī)程》。3、熄滅陽極效應大型中間下料式預焙槽人工熄滅效應采用插入木棒的方法。其實質是木棒插入高溫電解質中產(chǎn)生氣泡，趕走陽極底面上的滯氣層，使陽極重新凈化恢復正常工作，前提是電解質中氧化鋁濃度應先提高到正常范圍內。效應后必須進行撈碳渣作業(yè)，以防碳渣的存在加強鋁的副反應進行，同時增大電解質壓降，影響陽極工作。具體操作見《作業(yè)規(guī)程》。4、抬母線作業(yè)抬母線作業(yè)的質量控制點是抬完母線后旋緊陽極卡具。故要經(jīng)常檢測風動扳手的扭緊力，為了能及時檢查出陽極下滑，抬前必須在陽極導桿與陽極大母線接觸面下沿用有色粉筆劃線，抬后擦去先劃的線而重新在卡具下側劃線，抬中或抬后出現(xiàn)下滑，可按此線調整陽極。由于爐膛大小不一，尤其在爐膛處于時熔時凝狀態(tài)時，陽極母線下降速度會出現(xiàn)不同的差異，故抬母線不應死板地按照理論測算的周期進行。具體操作見《作業(yè)規(guī)程》。第二步：簡單講述鋁電解槽正常生產(chǎn)管理，使學員重視電解生產(chǎn)管理的主體，做到科學地調節(jié)技術條件。新槽啟動后，經(jīng)過三個月的調整，逐漸形成規(guī)整的爐膛，各項技術條件進入穩(wěn)定時期，即正常生產(chǎn)階段。我們電解生產(chǎn)管理的主體是：在保證電解槽操作質量的前提下，管理保持好槽子技術條件，使電解槽在長期的穩(wěn)定狀態(tài)下工作，以獲得高電流效率和低能量消耗。這些技術條件是指：槽電壓、加料量、鋁液/電解質液高度、陽極效應系數(shù)和電解質成份等。1、槽電壓管理在電流恒定的情況下，電壓是調節(jié)電解槽能量平衡最重要、最易實現(xiàn)的因素之一，為使電壓能真正與極距呈現(xiàn)確定的線性對應關系，應盡量保證陽極、陰極壓降和電解質電阻接近設計值。設定電壓在以下情況時需要上升：1）槽子熱量不足，效應多發(fā)或早發(fā)；2）電解質水平連續(xù)下降，需投入大量氟化鹽，提高電解質高度而補充熱量時；3）槽幫變厚、爐底再現(xiàn)沉淀時；4）出現(xiàn)針振，造成異常電壓次數(shù)多時；5）鋁水高度超標時；6）8小時連換兩塊極時；7）長時間系列停電時；8）出現(xiàn)病槽時。設定電壓在以下情況時需要下調：1）槽子熱量過剩，效應遲發(fā)時；2）電解質水平過高時；3）投入的物料已溶化，無須再補充熱量時；4）電壓擺消失時；5）過多爐底沉淀消除后；6）病槽好轉時。2、加料間隔調整在實際生產(chǎn)中，電流強度、各槽電流效率、AL2O3容重會發(fā)生變化；為減輕工人勞動強度，部分氟化鹽補充量和冰晶石等混入AL2O3加入電解槽內。這些都會引起AL2O3混合物的加入量與實際投入量產(chǎn)生偏差，因此須人為變更加料間隔。1）由于缺料頻繁來效應時，需縮短加料間隔，由于物料過剩不發(fā)生或推遲發(fā)生效應時，需要延長加料間隔。2）AL2O3容重減小時，需縮短加料間隔；增加時，需延長加料間隔。3）槽子有病電流效率降低時，需延長加料間隔；反之，需縮短加料間隔。4）因某種原因已向槽子投料，需延長加料間隔；一旦投入的料已消耗完，須恢復到原設定值。3、電解質成份管理電解質成份表現(xiàn)在分子比的升高或降低。主要講一下分子比升高這種情況。升高原因一是原料中雜質的影響，二是電解質揮發(fā)。生產(chǎn)中所用的AL2O3、氟化鹽和陽極中含有一定量的雜質，這些雜質將會分解電解質中的氟化鋁和冰晶石，生成AL2O3和其它氟化物。反應的結果或是直接分解氟化鋁，引起分子比升高，或是分解冰晶石而形成NaF，使分子比升高。另外，在酸性電解質中，添加氟化鎂，也會引起分子比升高。生產(chǎn)中為了確保電解質成份穩(wěn)定，必須定期（一般3～5天）對成份進行分析，按分析結果及時補充氟化鹽。4、鋁水高度的管理其重點是保持確定的鋁水高度，防止偏高偏低。實踐表明，偏高比偏低危害性更大。若長期鋁水較高，出現(xiàn)爐底沉淀或結殼，處理起來十分困難，療程很長；同時，由于爐底導電不均勻，會產(chǎn)生較大水平電流而導致滾鋁，形成病槽。5、出鋁量管理應遵循下列原則：1）接近實際電流效率，盡量做到產(chǎn)出多少取走多少；2）保持指示量平穩(wěn)；3）對失調的槽起到調整作用。6、極上保溫料、效應管理正常槽極上保溫料加得不足，自然會導致槽子走向冷態(tài)，生產(chǎn)管理中必須按熱設計所確定的標準來添加。當出現(xiàn)輸入熱量不平衡時，可適當增減厚度，作為調節(jié)的手段之一。但不能只考慮這一種手段，必須與槽電壓、鋁水高度調整配合實施。陽極效應對電解生產(chǎn)有利有弊。第一，可調整槽子的熱平衡；第二，可作為AL2O3投入量的校正依據(jù)；第三，可潔凈電解質，清理陽極底掌，規(guī)整爐膛。應注意：切不可采用效應來維持熱平衡。效應只能對熱平衡起臨時調節(jié)作用，熱平衡的管理必須從槽電壓、鋁水高度和極上保溫料等方面入手。7、原鋁質量管理原鋁中雜質來源有多種途徑，一是從原料如AL2O3、碳陽極、氟化鹽中帶入；二是操作用鐵制工具在高溫下熔化而進入鋁液中；三是操作管理不當，引起陽極鋼爪或導電鋼棒熔化而使鐵進入鋁中；四是爐底破損，陰極導電鋼棒熔化和筑爐材料中的鐵、硅氧化物被鋁還原而使雜質進入鋁液中。此外，廠房內衛(wèi)生不好，廠房關閉不嚴，風砂、塵土進入槽內，也影響原鋁質量。針對以上情況，開展針對性工作。綜上所述，管理的宗旨是以電解槽建立起穩(wěn)定的熱平衡和AL2O3加料平衡，以電解槽長期穩(wěn)定運行為目的。在實際管理中,我們要綜合考慮各項技術參數(shù)的選擇和調整,站在科學的角度上,權衡利弊,決不能片面追求。第三篇鋁電解煙氣凈化及原料輸送一、教學內容：鋁電解煙氣凈化及原料輸送。二、教學目的及要求：通過學習本篇，使每一個學員簡單掌握鋁電解煙氣凈化及原料輸送方面的基本知識。三、教學重點、難點：重點：鋁電解煙氣凈化、原料輸送難點：鋁電解煙氣凈化四、教學過程：1、煙氣有害物質的主要來源：1）熔融電解質的蒸發(fā)；2）隨陽極氣體帶出的電解質液滴，經(jīng)冷凝后變成固體塵埃，進入煙氣中；3）當陽極氣體通過覆蓋陽極的氧化鋁結殼向外排出時，便帶著細粒氧化鋁進入煙氣中，氧化鋁表面吸附有大量氣態(tài)氧化物；4）陽極上掉下的細粒碳粉，也隨陽極氣進入煙氣中；5）氟化氫氣體的產(chǎn)生；6）四氟化碳主要是在陽極效應過程中產(chǎn)生的。7）四氟化硅是由于原料中雜質二氧化硅與冰晶石反應生成的。2、干法凈化的優(yōu)點、基本原理干法煙氣凈化具有以下顯著優(yōu)點：1)流程簡單，運行可靠，設備少，凈化效率高；2）干法凈化不需要各種洗液及其他原料，所用吸附劑為鋁電解料——氧化鋁，吸附后的氧化鋁直接用于電解生產(chǎn)，不需要再處理；3）干法凈化可用于各種氣候條件下；4）基建和運行費用低，較為經(jīng)濟。干法凈化的基本原理是利用氧化鋁對氣態(tài)氟化氫具有較強的吸附能力這一特性，讓電解煙氣與氧化鋁充分接觸，將煙氣中的氟化氫氣體吸附在氧化鋁表面，然后進行氣——固分離，使氟化氫得以凈化。吸附反應如下：6HF+AL2O3=2ALF3+3H2O此反應是氟化鋁高溫水解的逆過程，在溫度較低時，反應便朝著生成氟化鋁的方向進行。要提高吸附效率，應具備以下幾點：1）氧化鋁具有較強的吸附力；2）氧化鋁與煙氣必須充分接觸；3）煙氣中氟化氫濃度愈高，愈有利于吸附過程。3、工藝設備配置整個流程可分為煙氣捕集、凈化分離、新鮮氧化鋁供給、載氟氧化鋁回收四個部分。4、電解槽供配料以前采用稀相氣力輸送。稀相氣力輸送是通過壓縮空氣直接作用于原料單一顆粒上的動壓力驅動物料，物料在高壓氣流中呈沸騰狀態(tài)。隨著鋁電解技術的發(fā)展，電解工藝對氧化鋁的質量在粒度、比表面積等方面提出了新的要求。以顆粒較粗，比表面積較大的砂狀氧化鋁為最佳原料，若再采用稀相氣力輸送，會使原料的優(yōu)越特性遭到破壞，故采用新發(fā)展的超濃相氣力輸送。超濃相輸送由特殊結構的裝置產(chǎn)生的靜壓力移動物料輸送，結果固氣比很高，物料流速低，空氣耗量省，管道磨損小，物料破碎率低，是目前電解槽理想的供配料方式。第四篇鋁電解異常狀態(tài)下的處理及預防一、教學內容：結合生產(chǎn)中的經(jīng)驗，介紹常見的病槽形成原因和預防處理方法。二、教學目的及要求：通過學習本篇，使每一個學員簡單掌握常見的病槽形成原因和預防處理方法。三、教學重點、難點：重點：病槽預防及處理方法。難點：病槽形成原因。四、教學過程：第一步：講述病槽的形成、處理和典型病例及事故，使學員從理論上加深對病槽防治的認識，能夠以物料和熱為線索，來分析病槽的形成過程及處理方法。1、病槽的形成和處理1）冷行程冷行程初期表現(xiàn)為電解質水平下降，電解質溫度低，顏色發(fā)紅，粘度大，流動性差，陽極氣體排出受阻，電解質沸騰困難；打開殼面，液體電解質表面浮不出碳渣，在表面結成黑色半凝固層；結殼厚而硬，中間下料口有時打不開殼；爐底沉淀多，鋁水平上漲，換極時撈塊困難，液體電解質表面出現(xiàn)快速凝固現(xiàn)象。此時，可適當加強陽極保溫，減少電解槽的熱支出。冷行程中期表現(xiàn)為電解槽爐膛不規(guī)整，局部肥大，部分地方伸腿伸向爐底；液體電解質分子比降低，電解質水平較低，鋁水平持續(xù)上漲，效應頻發(fā)，“閃爍”或熄滅過程中熄滅不良；異常電壓增多，電壓擺，可出現(xiàn)陽極由于電流分布不均脫落現(xiàn)象。可適當延長加料間隔和提高效應系數(shù)；適當多出100～200kg/日鋁水（保持三天）；適當提高槽工作電壓。冷行程后期表現(xiàn)為爐底有厚厚的沉淀或堅硬的結殼，部分地方伸腿與爐底結殼結成一體，有時出現(xiàn)滾鋁；電解質水平很低，效應電壓很高，并伴有滾鋁現(xiàn)象；最為嚴重，鋁水飄浮在表面，電解質全部凝固沉于爐底；有時槽電壓下降到3伏左右。此時，不可急躁，要有思想準備，處理時間可進行幾個換極周期，抓好各項技術條件，撤鋁水速度必須掌握適度，細心準確。2）熱行程熱行程的初期表現(xiàn)為電解質溫度升高，電解質水平上漲，電解質顏色發(fā)亮，流動性極好，陽極周圍出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象；碳渣與電解質分離不好；多處穿孔冒火，且火苗黃而無力，鋁水平呈下降趨勢，爐底溫度高，效應滯后?？蛇m當少出鋁，提高鋁水平，適當降低槽電壓。熱行程中期表現(xiàn)為爐膛遭到破壞，部分被熔化；碳渣與電解質分離不清；爐底產(chǎn)生氧化鋁沉淀；陽極長包?？上日页鲇袩o病變的陽極，調整好陽極設置，使之導電均勻；緊接著降槽溫，采取清亮電解質，加入適當比例的冰晶石與氟化鋁，同時又降低了分子比；減少出鋁量或灌入鋁水，加大爐底散熱等方法。如處理及時，一天可將槽溫降下來。電解槽好轉的標志是陽極工作有力，電解質沸騰均勻，表面結殼完整，碳渣分離良好，之后再漸降低槽工作電壓，并配合添加極上保溫料，以防轉化成冷行程；根據(jù)具體情況，緩緩撤鋁水。熱行程后期表現(xiàn)為電解質溫度很高，整個槽無槽幫和表面結殼，白煙升騰；電解質粘度很大，流動性極差；陽極基本處于停止工作狀態(tài)，電解質不沸騰，微微蠕動，含碳嚴重，從槽內取出電解質冷卻后砸碎，斷面可見被電解質包裹的碳粒；鋁水與電解質混為一潭，用鐵釬插入后取出，根本分不出鋁水與電解質界線；槽電壓自動上升，到6～10V，出現(xiàn)效應。對于嚴重熱槽，其特點是電解質嚴重含碳，陽極不工作，處理時首先應使碳渣與電解質分離，改善電解質性質，讓陽極工作起來。處理方法與中期熱槽基本相同。控制好出鋁量，適當提高效應系數(shù)，控制好電壓下降程度，一般一周內可恢復正常。2、典型病例1）陽極長包陽極長包即為陽極底掌消耗不良，以包狀突出的現(xiàn)象。不論是冷行程，還是熱行程，只要物料平衡遭到破壞，都會引起陽極長包，只是行程不同，陽極長包的部位有所不同，長包后電解槽的狀況有所差異。陽極長包的共同點是電解槽不來效應，即使來也是效應電壓很低，而且電壓不穩(wěn)定。處理陽極長包，以打包為主。處理過程中，應盡量將槽內浮游碳渣撈出，用厚殘極更換；測定陽極電流分布，設置好陽極高度，并用冰晶石——氟化鋁混合料覆蓋陽極周圍。2）陽極多組脫落引起陽極多組脫落的原因，主要是陽極電流分布不均，嚴重偏流。強大的電流集中在某一部分陽極上，短時間內使碳塊與鋼爪連接處澆注的磷生鐵或鋁——鋼爆炸焊熔化，陽極與鋼爪或鋁導桿分開，掉入槽內，之后電流又涌向別的陽極，惡性傳遞。主要原因有：一是液體電解質太低；二是爐底沉淀太多。處理時首先測陽極電流分布，調整未脫落陽極，使之導電盡量均勻；組織人員盡快拿出脫落塊，從鄰槽拔來紅熱殘極。若出現(xiàn)電解質沉于爐底情況時，電壓自動下降，不可硬抬電壓；處理完脫落塊后，從其它槽內取出電解質加入或加入電解質塊，再抬電壓；測量電流分布，監(jiān)測陽極工作狀態(tài)，正常后切斷正常加料；待槽溫上升后，方可延長加料間隔投入氧化鋁，并適當出鋁，使爐底沉入的電解質熔化，逐漸恢復正常。3）滾鋁由于電解槽理想電流分布狀態(tài)遭到破壞，形成不平衡的磁場，產(chǎn)生不平衡的磁場力作用于導電鋁液上，這些不平衡的磁場力推動鋁液旋轉、翻滾，從而出現(xiàn)滾鋁。發(fā)生滾鋁的電解槽有三個特點：爐膛畸形，爐底沉淀多而分布不均勻，使鋁水運動局部受阻，形成強烈偏流；槽內鋁液淺，鋁液中水平電流密度大；陽極、陰極電流分布不均勻，尤其是陽極電流分布變化無常，陽極停止工作。處理滾鋁槽，常采用壓邊部、灌注鋁液、調整陽極電流分布等方法。但在實際中，還有不少行之有效的方法，須在實踐中不斷摸索。3、事故及處理1）底部漏爐陰極鋼棒熔化，從陰極鋼棒窗口漏鋁水和電解質，稱為底部漏爐。底部漏爐一般是無法補救的，必須緊急停槽。2）側部漏爐因管理不善，槽溫高，或效應持續(xù)時間過長，熔化邊部電解質槽幫，燒穿側部槽殼而漏鋁水或電解質，稱為側部漏爐。側部漏爐時，應立即堵洞，用天車扎漏洞上方大面，并組織人力邊扎邊投入高分子比電解質塊、袋裝氟化鈣或氟化鎂等原料，利用固體物料強行筑起邊部槽幫，堵住漏洞。3）難滅效應當在電解槽的某一部位進行效應熄滅無效時，變成了難滅效應。應重新選擇突破口，新的位置一般選在兩大面低陽極處。對于嚴重者可多選一處，同時進行熄滅操作；且注意將木棒緊貼陽極底掌插入，以免攪起沉淀。出現(xiàn)異常電壓時，應讓電壓自動下降，不可降低陽極，以免造成壓槽。4）操作嚴重過失主要有兩種，一種是出鋁過失，一種是抬電壓過失。出現(xiàn)出鋁過失時，當出現(xiàn)吸出的是電解質而不是鋁水時，應立即倒回槽去，同時適當提高槽工作電壓；出鋁時實出量超過指示量200kg時，應將多出的倒回原槽；若出現(xiàn)重復吸出，必須從其他槽抽取相當?shù)牧抗嗳?。在新槽啟動時，進行人工效應，如果出現(xiàn)抬電壓過失，電壓超過40V，應立即降低電壓，熄滅效應，如短路口打弧光，至出現(xiàn)起火，應用冰晶石粉撲滅。5）設備引發(fā)事故當發(fā)現(xiàn)陽極自動無限量上升和下降時，應立即斷開槽控箱的動力總電源，切斷控制，通知微機站檢修。第二步：講述病槽的簡單預防知識，使學員從理論上加深對病槽預防的認識，能夠以物料和熱為線索，進行病槽的預防。應從以下幾點進行：1、提高管理人員素質，加強正常生產(chǎn)管理。2、提高操作水平，把好工作質量關高質量的操作，是實現(xiàn)良好管理的基礎。首先加強操作工人技術教育和技能培訓；其次樹立操作工人的管理意識，讓工人明白管理方案，將操作與管理有機融合，確保管理方案得以充分實施。3、加強早期診斷傳統(tǒng)電解槽采取“看、聽、摸、測”四步診法，現(xiàn)在采用計算機控制管理的先進方法；介紹一下四步診法。看。主要看電解槽的火苗、電解質顏色和沸騰等情況。聽。即是聽電解質沸騰聲響。摸。即用用大鉤大耙觸摸爐膛和爐底?，F(xiàn)在無特殊情況，一般不進行此項試探。測。常規(guī)測量：陽極電流分布測量、鋁水/電解質高度測量、陰極電流分布測量、陰極鋼棒溫度測量、爐底鋼板溫度測量、極上保溫料厚度測量、散熱孔溫度測量、爐底壓降測量、殘極形狀測量、爐底隆起測量、爐幫形狀測量等。4、確保原材料質量，消除干擾因素。鋁電解生產(chǎn)重要技術經(jīng)濟指標一、教學內容：介紹電流效率的計算方法和提高電流效率的途徑及節(jié)能降耗方面的簡單知識。二、教學目的及要求：通過學習本篇，使每一個學員簡單掌握電流效率的計算方法和提高電流效率的途徑及節(jié)能降耗的一般做法。三、教學重點、難點：重點：提高電流效率的途徑、節(jié)能降耗。難點：電流效率的計算方法。四、教學過程：第一步：簡單介紹電流效率的計算方法和提高電流效率的途徑，使學員在具體工作中做到有的放矢。1、電流效率的定義從定義上講，電流效率是指有效析出物質的電流與供給的總電流之比；在實際應用中，定義為輸入一定的電量后，實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量之比；一般所說的電流效率，是指陰極析出物質的電流效率。2、出鋁電流效率實際產(chǎn)鋁量與理論產(chǎn)鋁量之間的比值，稱為出鋁電流效率。出鋁電流效率與實際電流效率誤差較大。要達到與實際電流效率誤差在上下%1的精確度，須半年以上，到一年的時間。3、氧化鋁消耗電流效率指通過電解槽消耗氧化鋁的多少，來估計電解槽的電流效率。只能用于電解槽物料平衡管理。4、提高電流效率的途徑a.根據(jù)槽型，選擇良好的技術參數(shù)1）電解質成分利用計算機控制，配以干法凈化的新技術，電解質分子比可保持在2.1～2.3。采用低分子比和含有氟化鈣、氟化鎂等添加劑的的電解質，可以降低初晶溫度，減小鋁在電解質液體中的溶解度和溶解速度，降低鋁的溶解損失，進而提高電流效率。電流效率可提高到92～93%。2）電解質溫度實踐證明，溫度每下降10℃，電流效率可提高1～2%。電解質溫度的降低，必須與電解質的初晶溫度相適應，一般高出初晶溫度10～15℃。3）鋁水平和電解質水平找到最佳鋁水平高度。保持好電解質的潔凈及高度。b.加強管理，保持穩(wěn)定的技術條件c.精心操作，提高各項作業(yè)質量d.建立和保持理想的槽膛內型e.保持鋁液平靜，減少鋁的二次氧化損失f.加強試驗，引進新技術第二步：簡單介紹電能消耗方面的主攻方向：節(jié)支降耗，使學員加強節(jié)支降耗的意識。在操作上應抓好下列作業(yè)質量：1）保證換極質量，陽極設置精度要高，陽極下不壓塊，工作電壓無因針振而提高槽電壓現(xiàn)象；2）加足極上保溫料，減少上表面散熱；3）效應熄滅時，不出現(xiàn)過長時間效應和異常電壓；4）出鋁精度高，不出現(xiàn)波及槽子熱平衡的干擾因素，若出現(xiàn)計算機失控，應及時手動將電壓調到設定值；5）加強槽電壓巡視，及時調整超出計算機控制范圍的異常電6）堅持換陽極和效應熄滅后撈碳渣作業(yè)，降低電解質壓降。在技術管理上必須注意以下問題：1）盡量多開槽，減少公用母線和停槽母線電壓降的分攤