[冶金矿山地质]青海省第四职工技能大赛铝电解工复习大纲[1].doc

青海省第四届职工技术比武首次电解铝行业职工技能大赛电解工技术文件2008年9月10日目 录一、 复习大纲二、 铝电解工理论知识复习资料三、 铝电解工实际操作复习资料四、 铝电解工实际操作评分标准五、 铝电解工实际操作工具清单一、复习大纲第一部分：铝电解基础理论知识1、铝的性质及用途2、铝电解基本原理3、铝电解质基础体系和添加剂4、铝电解质的物理化学性质5、铝电解槽的基本结构6、铝电解生产工艺技术参数的控制7、铝电解槽的预热焙烧与启动8、铝电解槽生产的计算机控制9、铝电解物料输送及烟气净化知识10、炭素材料对电解生产影响的相关知识11、铝电解生产的相关计算12、铝电解异常槽的处理与维护13、铝电解生产管理第二部分：电解槽生产情况分析与判断1、根据检测数据分析判断槽运行趋势及处理方法2、根据计算机报表及历史曲线分析调整技术参数3、电解槽炉膛规整分析与判断4、电解质成分的分析与调整5、技术条件及技术参数的调整6、电解槽应急情况分析、判断7、异常槽的分析、判断第三部分：铝电解操作1、铝电解的主要操作2、铝电解的常规测量3、通电焙烧、启动及后期管理4、效应及异常效应处理5、病槽处理6、异常情况处理（停限电、停风、停料、槽控机失电）7、漏炉及停槽处理8、操控机操作9、原铝质量控制10、延长槽寿命的途径第四部分：电解槽节能降耗1、工艺、设备及材料新技术2、降低槽电压的途径3、提高技术经济指标的途径4、改善电解质成分的途径5、铝电解槽的控制系统6、铝电解槽的烟气治理第五部分：其他本比赛依据国家职业资格培训教程铝电解工、大型预焙槽炼铝生产工艺与操作实践、预焙槽炼铝规定的相关理论知识技能要求，并结合企业生产实际情况做为比赛理论命题依据。1、试题类型：填空题、选择题、判断题、名词解释、简答题、计算题和论述题。2、复习参考资料：（1）国家职业资格培训教程铝电解工（上下册）中国有色金属工业协会、中国铝业公司、有色金属行业职业技能鉴定指导中心等单位组织编写（2006.12）,书号：ISBN7806625259/TF·001(2)有色金属系列职工培训教材大新预焙槽炼铝生产工艺与操作实践中南大学出版社（2006.12），书号：ISBN7811051257/TF·007(3)预焙槽炼铝冶金工业出版社(2005.1),书号: ISBN7502435581（4）青海省第四届职工技能大赛铝电解工技术文件二、铝电解工理论知识复习资料（一）基础知识1. 铝电解槽按阳极结构可分为预焙槽和自焙槽。2. 铝的熔点是660。铝在常温下密度为2.7g/cm3 ，在电解温度下密度为2.3g/cm3 ，在电解温度下电解质密度为2.1g/cm3 。3. 主要的含铝的矿物有 高岭土、铝土矿、明矾石 。4. 同样大小槽壳的预焙槽与自焙槽相比可提高铝产量30%40%，这一方面由于提高了电流效率 ；另一方面由于提高了槽膛内阳极的填充率。5. 工业铝电解槽通常由阴极结构，上部结构，母线结构，电气绝缘四大部分组成。其中上部结构包括承重椼架，阳极提升装置，打壳下料装置，阳极母线，集气排烟装置。6. 铝电解通常所说的三场指磁场，温度场，气体流动场。7. 理论上用1安培电流，电解1小时可在阴极上析出0.3356克铝。8. 氧化铝冰晶石熔体电解时，99%的电流是由Na+传导的。9. 阳极效应发生的根本原因是氧化铝浓度降低。10. 理论上生产一吨铝所需的电耗6320kWh。11. 常见的病槽有冷槽、热槽、电解质含碳和碳化铝的生成、阳极长包、难灭效应、滚铝、阳极断裂。12. 电流强度是决定槽型和生产能力大小的主要因素。13. 氧化铝是铝电解所用的原料，又是烟气净化的吸附剂。14. 熔融电解质开始有固体析出时的温度，叫初晶温度。15. 电解质的分子比是指氟化钠与氟化铝的摩尔分子数量的比值。16. 电解槽的极距是指阳极底掌到铝液镜面之间的垂直距离。17. 生产中，电解质的损失除了挥发外，还有氧化和水解损失。18. 外取电解质或铝液时，工具先要充分预热，防止爆炸。19. 发生漏炉时除集中力量抢修外，还必须有专人看管槽电压，防止断路事故发生。20. 铝电解槽烟气净化分干法净化和湿法净化两种方法。21. 铝电解阴极副反应主要有钠的析出、铝的溶解损失和碳化铝的生成。22. 决定直流电耗的两个因素是电流效率和平均电压。23. 铝电解生产过程中阳极气体主要成分为CO2和CO的混合物。24. 测量电解温度的方法主要有热电偶测温法和光学高温计测温法。25. 原铝中杂质主要有两类，一类属于金属杂质，另一类属于非金属杂质。26. 电解槽生产初期，焙烧和启动质量好坏是引起阴极内衬早期破损的关键环节。27. 过程控制的目的就是把电解槽控制在最佳的运行状态。28. 计算机控制电解槽的原理，实际上是控制槽电阻。29. 铝工业上的阴极包括底部炭块，边部炭块，炭素内衬，阴极导电棒。30. 冰晶石-氧化铝熔液电解的总反应式2Al2O3+3C 4Al+3CO2 ,阳极反应式为3O2-(络合的)1.5C- 6e 1.5CO2 ,阴极反应式为 2Al3+(络合的)6e2Al。31. 炭阳极在电解过程中参与电化学反应而连续消耗，炭阴极原则上只破损而不消耗。32. 电解生产工艺技术参数主要有系列电流强度、槽电压、电解温度、分子比、两水平、阳极效应系数等。33. 我国铝行业现阶段电解槽的焙烧启动方法有铝液焙烧、焦粒焙烧、燃气焙烧三种。34. 阳极设置过高或过低则会造成阳极导电不良，致使阳极偏流发红，导致电压摆。35. 提出残极后，应检查槽内炭渣情况、邻极情况、炉底情况以及两水平等项目。36. 加极上氧化铝的目的是保温、防止阳极氧化和降低铁炭压降。37. 料箱有料，电解槽下料点不下料的原因有下料阀关闭、电磁阀坏和风动溜槽堵塞。 38. 熄灭AE前应检查效应电压，槽控箱是否处于自动，下料气阀是否打开等情况。 39. 槽控箱具有AE处理 、正常加工、调整电压等控制功能。40. 电解槽炉帮较空时，一般出现壳面裂纹下陷、火眼多、电解质水平高、槽温高、电压摆等现象。41. 当对地电压异常、降电压、出铝、抬母线和发生AE时，应终止测定阳极电流分布作业。42. 工业铝电解质的粘度增大，氧化铝在其中的溶解速度会减小；粘度过小，氧化铝的沉降速度会加快 ，炉底沉淀会增多 。43. 在下达单槽出铝指示量时应遵循的原则：产多少出多少；保持指示量平稳； 调整技术条件。44. 电流强度和槽电压影响电解槽热量收入的大小，铝液水平和阳极保温料影响电解槽热量支出的大小。45. 电解槽赖以正常运行的两大条件是物料平衡和能量平衡，如果这两大平衡遭到破坏，便会出现病槽。46. 导电度也称为比电导或导电率，在电解质熔体中，随着氧化铝浓度的增加，电解质的导电度减小 。47. 铝电解槽焦粒焙烧法的优点有：逐渐升温，减少了对阴极的热冲击，阴极表面免受氧化，可以控制预热速度，可以从内部烘干阴极，启动时可用液体电解质填充阴极表面裂纹。48. 电解槽各部位之间必须有可靠的电气绝缘装置，作为电解槽绝缘材料的主要有绝缘砖、云母套管、胶木绝缘、石棉板、石棉水泥板等等。49. 氧化铝的晶形、形状和粒度决定氧化铝的物理性质。按照氧化铝的物理性质，可以把氧化铝分成砂状、中间状、粉状。50. 中华人民共和国国家标准重熔用铝锭GB/T1196-2002规定了重熔用铝锭的化学成分，其中Al99.70要求Si不大于 0.12；Al99.70A要求Fe不大于0.20 ，Si不大于0.10 ，杂质总和不大于0.30 ；该标准还规定了除Fe、Si外的主要杂质Cu、Ga、Mg、Zn的含量。51. 槽内铝液波动与阳极气体逸出状态和铝液中电磁作用力大小有关。52. 阳极效应发生时，炭阳极上氟离子放电，生成碳氟化合物CF4 和 C2F6 ，炭阳极上覆盖着一层不湿润的气体膜。53. 氧化铝浓度为25的Na3AlF6-Al2O3的熔体主要由Na+、AlF63-、AlF4-、AlF52-、F、Al2OF62-、Al2OF84-等离子构成。54. 提高原铝产量的途径有：增加电解槽的稳定性，提高电流效率，增加生产槽昼夜，强化电流。55. 常见的三种炉膛内形：冷槽槽膛，热槽槽膛，正常槽槽膛。56. 电解槽启动初期管理的关键是控制好分子比、槽电压和槽温，一方面能保持新开槽有足够的液体电解质量，另一方面又能使边部扎糊良好焦化，延长电解槽寿命。57. 启动后期管理的目的及特征。目的：通过技术条件的调整，使槽子逐步建立能量平衡和物料平衡，各项技术条件逐步达到正常生产的要求，形成坚固、规整的炉膛内形。特征：槽底仍处于冷态，需要更多的热量输入：槽电压、槽温、分子比、效应系数从较高值逐步降低到正常范围；电解质随炉帮的形成而逐步降低到正常范围，铝水平则上升到正常范围；原铝质量不断提高；能量平衡及物料平衡逐步建立，并逐步形成规整坚固的炉膛内形。58. 影响电流效率的主要因素：电解质温度，氧化铝浓度，添加剂，分子比，极距，阴极电流密度，槽寿命，阳极效应系数，电解质内杂质含量，两水平。59. 电解槽焙烧的目的：使阴极底部炭块和侧部炭块烧成一个整体、排除内衬中含有的水分、均匀升高内衬温度，使物料基本熔化，基本达到正常生产时的温度。60. 低分子比生产的好处：（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）电解质的密度和粘度有所降低，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。61. 减少炭阳极消耗的途径：（1）提高电流效率；（2）提高炭素材料机械强度及抗氧化性能，减少氧化及掉块；（3）保持阳极工作正常，防止阳极过热，加好阳极保温料，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、不露大饼的条件下尽量延长阳极使用周期。62. 压槽是由于极距保持过低，导致电解质不沸腾，或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。压槽的处理方法：（1）如果是极距过低造成，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。63. 砂状Al2O3的优点：具有良好的流动性、溶解性、飞扬与尘散损失小和吸附氟化氢性，这对铝电解生产极为有利。64. 铝电解的生产原理：是采用氧化铝冰晶石融盐电解法，它是以冰晶石作为熔剂，氧化铝为熔质，强大的直流电通入电解槽内，在阴阳极上发生电化学反应。电解产物，阴极上是铝液，阳极上是气体。这种方法就是电解法炼铝。(1) 化学反应方程式： Al2O31.5 C2 Al1.5 CO2（2）工艺流程简图：65. 电流效率降低的原因：引起电流效率降低的因素很多，归纳起来，不外乎下列四种：66. 铝的溶解和再氧化损失；（2）其它离子放电，主要是指钠的析出；（3）电流空耗，包括高价铝离子与低价铝离子的循环转换、阴阳极短路和漏电、电子导电等；（4）其它损失，包括槽内生成Al4C3、熔盐中水分和杂质的电解、出铝和铸造过程中的铝损失等。在这些因素中，最主要的是铝的溶解与损失。67. “铝的二次反应”是指槽内阴极上已经析出的铝水，一部分又溶解到电解质中，经扩散和转移到阳极附近，被阳极气体氧化所造成的铝损失，称为铝的溶解与损失，即“铝的二次反应”，这是电流效率降低的本质与主要原因。其反应式为：2Al（溶解的）3CO2（气）Al2 O3（溶解的）3 CO（气）68. 目前世界铝电解槽的发展方向，是向着大型化、高效化、节能化、环保化、自动化的现代化预焙槽方向发展。69. 电解质的“过热度”是指电解质的实际温度减去初晶温度的差值，即：过热度电解质温度初晶温度。70. 极距是指阳极底掌到铝液镜面之间的垂直距离，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直接影响，增大极距能减少铝损失，提高电流效率；缩短极距可降低电压，节省电能，但过低极距会造成铝的损失增加，降低电流效率。71. 工业氧化铝中杂质主要是SiO2、Fe2O3、CaO和H2O，对电解均有不利影响。电位正于铝元素的氧化物杂质，如SiO2、Fe2O3在氟化盐中溶解时，其Si、Fe离子先入铝离子在阴极上放电析出，影响铝的质量，Na2O 和CaO与H2O与氟化盐反应，分解了价高的氟化盐。使氟化盐消耗增大，另外，CaO会造成电解质中CaF2富集偏高，H2O会造成铝中氢含量升高。72. 铝电解通入直流电，一方面是利用它的热能将冰晶石熔化或熔融状态，并保持一定的电解质温度；另一方面主要的也是在两极实现电化学反应，也就是电解质中铝离子从阴极得到电子而析出，从而得到铝，阳离子则在阳极上放电，与碳生成CO、CO2的混合气体。73. 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。74. 铝电解中，铝液中的水平电流是引起槽电压波动的主要因素。75. 电解质压降同极距、电流密度、电解质电阻率和阳极浸入电解质中深度有关。76. 铝电解槽散发出来的污染物有气态和固态物质。77. 槽电压主要由阳极压降、阴极压降、槽周母线压降、分解与极化压降、电解质压降以及效应分摊电压组成。78. 铝电解的原料为氧化铝，铝电解的熔剂为冰晶石。79. 常用的添加剂有氟化铝、氟化镁、氟化钙。80. 生产炭素阳极的原料主体部分骨料是石油焦和冶金焦。81. 磁场对铝电解生产的主要影响有：铝液表面的倾斜和隆起，滚铝，铝液的回流，铝液的波动，电解质的循环。82. 电解质过高与过低对电解生产的影响：电解质水平高，电解槽具有的热容量大，热稳定性高，不易产生沉淀；但是，电解质水平过高，使阳极埋入电解质中太深，阳极气体不易排出，引起电流效率降低，并易出现阳极底掌消耗不均或长包现象。电解质水平低，电解槽具有的热容量小，热稳定性差，易产生沉淀；阳极效应增加；尤其过低时，易出现电解质表面过热或病槽，增加材料消耗，降低电流效率。83. 槽内铝液的作用：（1）保护阴极，防止铝直接在炭阴极表面直接析出而腐蚀阴极；（2）传导阳极中心热量，使电解槽各处温度均匀；（3）削弱电磁力的影响，稳定铝液。84. 临界电流密度：快要发生阳极效应时的阳极电流密度。85. 表面张力：形成单位表面积所需要的功。86. 电解槽破损的原因、形式及判定：原因：阴极材料的膨胀与收缩：电解槽内衬中由于各个方向各种材料的膨胀和收缩差别，产生了较大的应力，最后导致阴极炭块断裂、隆起，边部人造伸腿裂开、槽壳变形；钠离子向阴极内衬的侵蚀：在电解槽启动初期，由于电解质的分子比较高，此间钠的析出较多，钠侵入阴极炭块中与碳反应生成层状化合物，使炭块膨胀断裂。电解质和铝水向炉底渗透：在电场作用下，电解质和铝液向炭阴极渗透，产生电毛细渗透现象，从而侵蚀炭块和保温层。电化学或化学腐蚀，在电流作用下，阴极与电解质接触而发生电化学反应腐蚀或化学腐蚀，使阴极内衬遭破坏。空气氧化，主要发生在侧部炭块的背面和上部。内衬材料质量，由于各种材料质量低劣或保存不好，使品质下降。内衬砌筑质量低劣，是引起电解槽破损的一主要原因。焙烧启动、操作和管理不当，也会引起电解槽的破损。形式：炉底炭块膨胀隆起阴极炭块断裂阴极炭块形成冲蚀坑阴极炭块层状剥离阴极扎固炭缝起层、裂开、受侵蚀侧部炭块破损。判定：通过铁硅含量上升的情况测量炉底隆起状况用工具摸探具体部位通过测量钢棒温度、阴极电流分布等。87. 正常生产槽的特征：电解槽的各项技术参数已达到了规定范围，建立了较稳定的电热平衡。阴极周围侧壁上已牢固地形成电解质-氧化铝结壳（俗称炉帮），构成了较好的炉膛内形。阳极周边的电解质均匀沸腾，电解质干净与炭渣分离清楚，火苗有力。阳极底下没有多量沉淀，炉面氧化铝结壳完整，并覆盖一定厚度的氧化铝保温料。88. 炭渣的来源及打捞炭渣的最佳时机：炭渣的主要来源是阳极燃烧不充分的剩余物、阳极氧化掉渣，启动初期利用焦粒焙烧中所装入的焦粒。打捞炭渣的最佳时机是发生阳极效应后，因为效应以后电解质与炭渣的分离最充分；在换角极时也要充分利用机会打捞炭渣。89. 氟化铝的作用是什么？如何添加？90. 氟化铝用来降低分子比。添加的方法有两种，一种是利用氟化铝料箱，由槽控机自动添加，一种是地面人工添加，氟化铝应该添加在氧化铝面壳层的中间，即在加工时，先加一层氧化铝后将氟化铝均匀撒在薄壳上，然后再加保温氧化铝。添加时应注意：（1）氟化铝不能加在电解质液面上，也不要加在阳极和火眼的附近。（2）出铝前不宜加氟化铝，因出铝时容易塌壳和增加飞扬损失。（3）为了减少损失可将氟化铝与冰晶石混合使用。91. 焙烧槽使用软连接的作用是：（1）使阳极在垂直方向上自由运动，靠阳极自重压实焦粒层；（2）起导电作用。92. 漏炉的处理方法：侧部漏炉 ：应立即降阳极，有专人看管电压，槽电压不能超过5V。要迅速确定漏炉部位，打开面壳及时用电解质块、氧化铝等物料沿槽周边捣固扎实，直至不漏为止。在采取上述措施仍处理不了漏炉时，可考虑停槽处理漏炉部位，然后尽快恢复生产。炉底漏炉 ：应立即吊开漏炉处地沟盖板，保护大母线，利用护板等物挡住阴极大母线，防止把地沟母线冲断。专人看管槽电压，防止断路。另外还可以利用下降12组阳极把槽电压将下来。用镁砂、炉底沉淀等物堵住炉底漏炉处，如确实堵不住可紧急停槽。93. 为何要用16h阳极电流分布值作为阳极安装精度的质量判定值：新极上槽后，迅速在冷阳极表面形成一层电解质冷凝层。12小时后冷凝层开始熔化，阳极开始导电。随着炭块温度的上升，通过的电流不断增加，在第16小时左右，导电量达到正常值的70%左右，24小时左右达到正常值。对于角部极，时间几乎要拖长一倍。实践表明，对于新阳极，安装高度变化，电流分布的毫伏值亦变化，两者呈强负相关关系。利用这个相关关系，可将16小时的电流分布毫伏值作为安装精度的代用质量特性值。94. 设定电压调整条件：设定电压上调（1）电解槽热量不足，效应多发或早发；（2）电解质水平连续下降；（3）投入大量物料，需要拉大极距和补充热量；（4）发生针振；（5）发生病槽。设定电压下调（1）电解槽热量过剩，效应迟发；（2）电解质水平连续升高时；（3）投入的物料已熔化，无需补充热量；（4）针振消失后；（5）病槽好转后。95. 阳极电流分布的测量原理及方法：测量原理：测量等距离阳极导杆上的电压降。由于阳极铝导杆的横截面积相等，等距离上的电阻值也基本相等。当电流通过阳极导杆时，便产生电压降，通过测量等距离上的电压降大小，反映出通过导杆的电流的多少。96. 提高槽寿命的措施有： 在槽设计上实现三场优化； 选用高质量的阴极炭块（如半石墨化的阴极炭块）； 改进筑炉技术； 在阴极炭块之下铺设足够的干式防渗层，可以吸收电解质液，减少炭块上下面之间的温度差； 在采用惰性阳极的情形下，可选用低温电解质，使电解质温度降低至800900； 密切注意阳极上及阴极钢棒上的电流分布； 为阻止氰化物的生成，可以在阴极棒的下面铺设AlF3和B2O3粉末层；系列电流供应应该稳定；电解槽侧壁上的斜坡，宜提高到铝液表面线以上，用以保护侧壁。97. 换极质量对生产的影响：AC时极距未设置准确或小盒卡具未上紧会使该极产生偏流或电流不足都会降低电流效率；保温料未加足，或堵料质量差造成滑料都会破坏电解槽热平衡；结壳块未捞干净会造成炉底沉淀或结壳，或阳极长包；未扎好边则会破坏炉膛形状。98. 更换阳极的原则是：相邻阳极要错开更换时间，尽量隔的时间长一些；新旧阳极炭块组均匀分布，交错更换；使母线两边电流分布均匀，承重相等。99. 炉膛规整的意义：炉膛规整主要是提高电流效率。稳定电解槽生产，减少病槽，实现高产稳产。减少原材料和电能消耗。 炉膛规整可使电流分布均匀，电流集中向下，水平电流小，减少侧部漏电，铝液循环慢，上下波动小，电流效率高。100. 如何控制炉底沉淀：不论是边加工电解槽还是中间下料电解槽，都要坚持“勤加工，少下料”的原则，保持度AI2O3浓度衡定，防止大起大落。检查打壳下料系统是否漏料，防止AI2O3下料过多造成沉淀。进行边部辅助加工时，不要打得太死，不要压阳极根部，防止边块挤入炉底形成沉淀。避免“冷热槽”产生，尤其冷槽与低分子比槽AI2O3溶解度低，更易形成沉淀。对沉淀多的槽，利用换阳极和边部打口时机，应及时处理沉淀。（二）基本计算1. 某系列电解槽原电解电流240000安培，槽工作电压为4.150伏，如果降低电解电流8000安培，求该槽工作电压降低多少伏？（ 该槽反电动势为1.600伏，计算保留三位小数）解：（4.151.6）/240000=0.00001062欧姆，0.00001062×232000=2.46384伏4.15(2.46384+1.6)=0.086伏 另一种算法 （4.15-1.6）/240000=（X-1.6）/232000 X=4.06384V 工作电压降低 4.15-4.06384=0.086伏2. 某电解厂电流效率在93.30%时测定阳极气体中含CO2为75.6%，电流效率在94.30%时测定阳极气体中含CO2为77.6%，假设阳极气体中全为 CO2和CO ，则问电流效率由93.30%提高到94.30%时，理论上吨铝炭耗应节约多少公斤？解：（1）先假设生成的阳极气体均为CO 则有：Al2O3 + 3C = 2Al + 3CO3×12 ： 2×27X1 ： 1 X1= ×1 = 0.666（吨炭）=666公斤（2）再假设生成的阳极气体均为CO2 则有：2Al2O3 + 3C = 4Al + 3CO23×12 ： 4×27X2 ： 1 X2 = ×1 = 0.333（吨炭）=333公斤（3）当阳极气体中组成为75.6% CO2、24.4% CO时，生产 一吨原铝消耗炭为：333×75.6%+666×24.4%=414（公斤）；当阳极气体中组成为77.6% CO2、22.4% CO时，生产 一吨原铝消耗炭为:333×77.6%666×22.4%408（公斤）。也就是说，电流效率由91.30%提高到92.30%时，理论上吨铝炭耗应节约：414408=6（公斤）。3.240KA预焙阳极电解槽,阳极电流密度为0.733A/2,电流效率为93.2%,阳极消耗量为450kg/t-Al,阳极假密度为1.6 g/2,请计算阳极消耗速度;如果阳极高度为550,残极厚度为150,是计算阳极使用周期.解:hc8.054d阳Wc/d假×10-38.054×0.733 ×93.2%×450/1.6×10-3 1.547/dT5515/ hc5515/1.54726(天)4.今有一电解槽，液体电解质为8000Kg，成份为CaF25%，Al2O35%，需将分子比从2.7（质量比1.35）降到2.6（质量比1.3），计算需加入的AlF3的量。解：电解质中冰晶石的量为：8000×(1-5%-5%)=7200kg，则：需加入AlF3的量：Q (AlF3)=P（K1-K2）/K2（1+K1）= 7200×（1.35-1.3）/1.3×（1+1.35）=118kg5. 某电解槽有液体电解质8000Kg,成分为CaF2 5%、Al2O3 5%, 请计算：将分子比从2.1提高到2.4,需加入曹达量。解:曹达与冰晶石发生反应：3Na2CO3 + 2Na3AlF6Al2O3 + 12NaF + 3CO2由反应可知：1个分子的曹达与冰晶石作用后使电解质中增加2个分子的NaF，而减少了2/3个分子的AlF, Na2CO3的分子量为106，设8000Kg电解质中冰晶石量为P,则P=800×（1-5%-5%）=7200Kg，QAlF=AlF×7200/（NaF+ AlF）=1×7200/（K1/2+1）=2×7200/(K1+2)=2×7200/(2.1+2)=3512KgQNaF=7200-3512=3688Kg若加入100Kg曹达，电解质中：NaF增加量=100×2×42/106=79KgAlF减少量=100×84/106×2/3=53Kg此时电解质中分子比变为：（3688+79）/42/（3512-53）84=89.69/41.18=2.178故分子比升高2.178-2.1=0.078，而题中要求分子比增高2.4-2.1=0.3设曹达加入量为X，由此列出：100/0.078=X/0.3，解得X=384.6Kg6.电流强度为85.5KA的某个电解系列，正常生产电解槽有252台，电流效率为91.30%，若阳极效应系数由0.45次/槽·日降到0.25次/槽·日，问该系列全年可节约多少电？吨铝成本因降低阳极效应系数节电而下降多少元？（已知电价为0.32元/kWh,效应电压为35伏，电解槽工作电压为4.225伏，效应时间为5分钟, 计算结果精确到小数点后面一位数。）解：已知效应电压升高： U = 354.225 = 30.775（伏）, I = 85500A, t =5分钟 = 5/60小时 = 1/12小时，则发生一个阳极效应消耗电能： W = UIt = 30.775×85500×1/12×10-3 = 219.3（kWh），全系列每天少发生效应数为 = 252×（0.450.25）= 50.4（个），全年全系列可节电：W年 = 50.4×365×219.3 = 4034243（kWh）= 403.4万kWh折合节约电费:403.4 ×0.32129.1（万元）折合吨铝节约成本：129.1÷（0.3356×85500×91.3%×24×365×252×10-6×10-4）=22.3（元）7.某厂有一260台槽的电解系列，年平均工作槽数是253个槽，年平均供电电流是155kA，系列槽平均电压4.2V, 年平均电流效率92.5%，若采取措施降低平均电压100mv，提电流效率1%，则全年可多生产原铝多少吨？全年可节约用电多少kWh? 解：（1）全年多生产原铝量：M=0.3356It×10-6=0.3356×155000×253×24×365×1%×10-6=1152.865吨；（2）吨铝节约电能：Q1=V1/(0.3356×1) =4.2/(0.3356×92.5%)=13529.6kWh；Q2=V2/(0.3356×2) =4.1/(0.3356×93.5%)=13066.2kWh;（3）年产原铝量:M1=0.3356It×10-6=0.3356×155000×253×24×365×92.5%×10-6=106639.969（吨）。M2=0.3356It×10-6=0.3356×155000×253×24×365×93.5%×10-6=107792.834（吨）（4）全年节约用电=M1Q1M2Q2=13529.6×106639.96913066.2×107792.834=34353397kWh三、铝电解工实际操作复习资料（一）目测判断电解槽温度（°C）目测温度实际测量温度°C备 注得分（二）用钢钎检测电解槽判断上下水平高度（cm）。考员报电解质水平cm实际测量电解质水平cm考员报铝水平cm实际测量铝水平cm得 分备 注（三）应用正确的方法取电解质试样，并判断分子比。1、要求用正确的方法抽取电解质试样且完整，试样内不得夹有炭渣或铝珠。得分 2、判断分子比。考员报分子比化验分子比得 分备 注（四）用仪表检测电解槽炉底电压降，并针对所测值高低，口述对电解生产的影响及所采取的对策？ 1、要求正确使用仪表并用正确的方法检测炉底电压降（mv）。得分 2、针对所测炉底电压降高低值，对电解生产的影响及所采取的对策。（五）摸炉膛。选取一台电解槽，A、B大面贴边均匀分布各打5个洞，两小面中间各打一个洞。选手按抽签顺序，依次摸炉膛，然后画出炉膛内型（包括底部、侧部等部位）。（六）分析电解质状况。选手综合分析电解质状况，其中包括电解质成份、流动性、清亮度、温度、过热度等等。（七）综合分析电解槽行程。选手根据对电解槽的全方位了解，对该电解槽进行综合评述。（八）换极操作技术比武1、操作记录见表A。2、4人/组，每组换极一块,风量阀不操作。3、如遇脱落极，时间可延长，主要看配合动作。4、联系天车到位，计时自天车开口起，至收拾卫生结束止。5、所需准备的工器具包括：炉前耙（1把）、铁钩（2把）、炭渣瓢、扫把（1把）、铁铲（2把）、测定棒（1根）、直尺（1把）、氧化铝耙（1把）、毛刷（1把）、兜尺（1把）。表A 换极操作记录槽 号极号铝液/电解质水平炉 底情 况邻 极情 况残 极情 况备注 （九）阳极电流分布测定比武1、操作记录见表格B。2、4人/队，对同一台槽进行测定比武。3、测定时间，从揭炉盖起至提出处理意见完为止。 表B阳极电流分布测定记录、分析表 极号123456789101112槽号 A             B            （十）换阳极操作序号试题及考核要求评分内容1一、 试题：换阳极操作二、 考核要求：1、确定槽号和换阳极号，任何人不得提示。2、每3人一组进行操作。3、按照操作规程、安全规程，进行文明操作。4、阳极工配合作业。5、正确合理使用工具。1、确定槽号和换极号，打开槽罩板，扒净阳极上保温料。2、输入“换阳极”开始信号。3、捞净掉入槽内的面壳块4、检查炉底沉淀，尤其下料口处必须扒沉淀，使沉淀带到边上炉帮空的地方或槽外。5、炭渣多时捞炭渣。6、四个角部口打整齐、打大，防止新极放不下或放歪。7、输入“换阳极”结束信号。8、封保温料。先用破碎块，后用Al2O3料。禁止用大块和封料不严现象。9、盖好槽罩，检查槽电压是否正常、是否有针振或电压摆。2一、 安全文明生产二、 考核要求：1、劳保品穿戴整齐。2、遵守安全操作规程。3、尊重监考老师，讲文明礼貌。4、考试结束后要清理现场，打扫卫生。1、在操作中，若违反安全文明生产考核要求的任何一项扣2分，扣完为止。2、有重大事故隐患时，监考老师要立即予以制止，当场给于教育和指导，并扣完分。3一、 工具的使用与维护二、 考核要求：1、正确使用和维护工具。2、动作熟练、安全操作。3、工具使用后，应磕净弄直、堆放整齐。1、操作前，工具要预热。2、操作中，工具的使用与维护要正确、熟练。3、工具使用完，磕净电解质块、弄直，整齐排放到工具架上。4、考试时，不得损坏工具或其它设备。序号考核内容分数评分内容标准具体要求1劳保品穿戴5根据劳保品穿戴情况酌情给分工装、鞋、帽、手套、口罩及眼镜2检查指定电解槽的工作状况5检查程序方法等查看槽控箱，看炉面状况、看阳极工作情况、看技术条件保持、摸槽子边部和炉膛，检查槽子整体运行情况。3述说电解槽状况604（1）电解槽外观，技术条件10火苗、炉面、保温料、阳极氧化情况；槽电压、电解质水平、铝水平、分子比、电解质温度等火苗： 炉面状况：保温料： 阳极氧化：槽电压: 电解质水平：铝水平： 分子比：槽温： 效应系数：（2）阳极工作与电解质状况15阳极工作情况；电解质沸腾情况；流动性、酸碱性、炭渣含量等情况阳极工作情况包括：裂纹、长包、涮切爪头、周边电解质是否沸腾等，电解质状况：沸腾情况、流动性、炭渣含量、酸碱性、颜色、电解质水平状况是否要求调整？（3）炉膛状况15两大面、两小头的伸腿和四个角的情况；炉底沉淀、结壳情况位置 伸腿 沉淀 炉帮前大面：后大面：东小头：西小头：整个炉膛状况：（4）问题的处理20根据炉膛存在的问题提问，酌情给分 理想的炉膛是什么样？多大？ 如何规整炉膛？ 槽子伸腿大如何处理？病槽及事故的原因和处理20根据标准答案给分“漏炉”产生的原因及处理？“热槽”产生的原因及处理方法？“针振和电压摆”产生的原因及处理措施？5技术参数的测量10根据标准答案给分 测量电解质和铝水平方法及注意事项？ 取电解质试样时注意事项？ 测量槽温的方法和注意事项？（十一）电解槽操作（十二）根据某槽的24h日报曲线，分析报表内所有曲线的内容及判断该槽槽况正常与否？ （十三）问答题A、换阳极操作1、铝电解为什么采用碳作为阴阳两极？2、电解槽的结构包括哪几部份？电解槽按阳极结构可分为几种类型？3、换阳极操作质量对电解槽有什么影响？4、换阳极的原则是什么？B、电解槽炉膛操作1、理想的炉膛什么样？多大？2、如何规整炉膛？3、炉膛伸腿大如何处理？4、如何控制炉底沉淀？5、炉膛规整的意义？C、病槽及事故的原因和处理1、漏炉产生的原因及事故的处理2、什么叫“热槽”？热槽产生的原因及处理方法是什么？3、电阻“针振