有色金属行业职业培训教材 铝电解生产技术PDF电子书下载

1铝电解的基础知识 1

1.1铝的性质和用途 1

1.2炼铝方法的发展历程 3

1.2.1化学法炼铝阶段 3

1.2.2电解法炼铝阶段 4

1.2.3电解法生产铝基合金及其他炼铝方法 5

1.3现代铝电解的基本原理 7

1.3.1阴极过程 7

1.3.2阳极过程 9

1.4阳极效应 10

1.4.1阳极效应的宏观表现 10

1.4.2阳极效应对生产过程的影响 11

1.4.3发生阳极效应的机理 12

1.5铝电解的电解质及其性质 13

1.5.1冰晶石及NaF-AIF3系相图 13

1.5.2电解质的酸碱度 14

1.5.3电解质的初晶温度 15

1.5.4电解质的表面性质 16

1.5.5电解质的密度 18

1.5.6电解质的电导率 19

1.5.7电解质的黏度 21

1.5.8电解质的挥发性 22

1.6铝电解的基本流程 22

复习思考题 23

2铝电解原材料及能源 24

2.1氧化铝 24

2.1.1氧化铝的获得 24

2.1.2氧化铝的物理性质 26

2.1.3氧化铝的化学纯度 27

2.2氟化盐 28

2.2.1铝电解用氟化盐种类及其性质 28

2.2.2铝用氟化盐的生产方法 31

2.2.3铝用氟化盐的质量标准 33

2.3预焙阳极 35

2.3.1预焙阳极的几何形状及外观质量 35

2.3.2预焙阳极炭块的原料选择 36

2.3.3预焙阳极炭块的生产工艺 39

2.3.4预焙阳极炭块的性质和质量 43

2.3.5预焙阳极炭块的理化指标 44

2.3.6阳极炭块组的组装 45

2.4直流电源 46

2.4.1铝电解厂对电源条件的要求 46

2.4.2铝电解所需直流电源的获得 47

复习思考题 48

3现代预焙铝电解槽的结构 49

3.1大型预焙槽的阴极结构 49

3.1.1大型预焙槽的槽壳 49

3.1.2大型预焙槽的底部内衬 51

3.1.3大型预焙槽的侧部内衬 53

3.1.4大型预焙槽的阴极炭块组 55

3.1.5大型预焙槽的阴极扎糊 57

3.2大型预焙槽的上部结构 58

3.2.1门形支架及大梁 58

3.2.2阳极提升机构 58

3.2.3打壳下料系统 59

3.2.4集气和排烟装置 60

3.3大型预焙槽的母线结构 60

3.4铝电解车间及预焙铝电解槽的电气绝缘 61

复习思考题 62

4预焙铝电解槽的焙烧、启动与管理 63

4.1预焙铝电解槽的预热焙烧 63

4.1.1预热焙烧前的准备 63

4.1.2预焙槽的铝液焙烧 65

4.1.3预焙槽的焦粒焙烧 66

4.1.4预焙槽的石墨粉焙烧 72

4.1.5预焙槽的燃料焙烧 72

4.2预焙槽的启动 73

4.2.1预焙槽的干法启动 73

4.2.2预焙槽的湿法启动 74

4.2.3铝电解槽的二次启动 75

4.2.4启动过程注意事项 75

4.2.5焙烧启动过程中的故障及处理 77

4.3铝电解槽非正常生产期的管理 78

4.3.1铝电解槽启动初期的管理 78

4.3.2铝电解槽启动后期的管理 80

4.3.3大型预焙铝电解槽槽膛的建立 85

4.4铝电解槽正常生产期的管理 87

4.4.1槽电压管理 88

4.4.2加料管理 90

4.4.3电解质水平和成分的管理 92

4.4.4铝液高度的管理 96

4.4.5阳极效应管理 99

4.4.6极上保温料管理 100

复习思考题 100

5铝电解槽的常规操作和测量 102

5.1铝电解槽的常规操作 102

5.1.1阳极更换 102

5.1.2熄灭阳极效应 107

5.1.3出铝 108

5.1.4调整异常电压 110

5.1.5抬母线 110

5.1.6捞炭渣 112

5.1.7短路口作业 113

5.1.8停槽作业 114

5.2铝电解生产中的常规测量 114

5.2.1铝液和电解质高度测量 114

5.2.2阳极和阴极电流分布测量 115

5.2.3电解质温度及其他部位温度的测量 117

5.2.4极距测量 118

5.2.5槽底隆起的探测 119

5.2.6电解槽槽膛形状的测量 120

5.2.7电解槽槽底压降及其他压接部位电压降的测量 121

5.2.8电解槽电压平衡的测量 122

5.2.9电解槽磁场测量 123

5.2.10残阳极形状及极上保温料厚度测量 124

5.2.11槽壳变形情况测量 124

复习思考题 125

6铝电解槽的计算机控制 126

6.1铝电解槽计算机控制系统的配置 126

6.1.1计算机控制系统 126

6.1.2槽控机的组成及操作 127

6.1.3现场操作与计算机的联系 128

6.2铝电解槽的计算机控制 129

6.2.1槽电压的计算机控制 129

6.2.2电解槽加料的计算机控制 131

6.2.3其他操作过程的计算机控制 133

6.3计算机报表的分析和利用 134

复习思考题 135

7预焙铝电解槽的病槽及阴极破损槽 136

7.1病槽的类型及处理 136

7.1.1针振 136

7.1.2电解槽的冷行程 138

7.1.3电解槽的热行程 139

7.1.4电解槽下料异常 141

7.1.5电解质含炭 142

7.1.6异常效应 143

7.1.7阳极长包 144

7.1.8阳极多组脱落 145

7.1.9滚铝 146

7.1.10漏炉 148

7.1.11病槽的预防 149

7.2常见的阴极内衬破损现象 150

7.2.1槽底隆起 150

7.2.2阴极炭块断裂 150

7.2.3阴极炭块的冲蚀坑及层状剥离 150

7.2.4阴极扎糊及侧部炭块的破损 151

7.3引起内衬破损的原因 152

7.3.1材料的性质和质量对槽寿命的影响 152

7.3.2钠和钠离子的破坏 152

7.3.3电解质和铝液的渗透 153

7.3.4电化学和化学腐蚀 153

7.3.5内衬砌筑质量与槽寿命的关系 154

7.3.6电解槽预热焙烧及操作管理与槽寿命的关系 154

7.4破损槽的识别、修理和维护 155

7.4.1破损槽的识别 155

7.4.2破损槽的修补 155

7.4.3破损槽的维护 156

7.5设备和操作事故的预防和处理 156

7.5.1意外停电、停风的处理 156

7.5.2设备事故的预防和处理 157

7.5.3避免操作和管理事故 158

7.6老龄槽的管理及延长电解槽寿命的措施 158

7.6.1老龄槽的维护管理 159

7.6.2延长阴极内衬使用寿命 159

7.7电解槽大修 161

7.7.1铝电解槽就地大修 161

7.7.2铝电解槽易地大修 162

复习思考题 163

8铝电解的电流效率、电能消耗和能量平衡 164

8.1法拉第电解定律 164

8.1.1法拉第第一和第二电解定律 164

8.1.2电化当量 165

8.2铝电解的电流效率 165

8.2.1电流效率的实际测定 166

8.2.2影响电流效率的因素 169

8.3电能效率 178

8.3.1铝电解的理论电耗率 178

8.3.2铝电解的实际电耗率 181

8.3.3铝电解的电能效率 182

8.4铝电解的能量平衡 183

8.4.1铝电解槽能量平衡方程 184

8.4.2电解槽能量平衡的测定 186

8.5降低铝电解电能消耗的途径 187

8.5.1铝电解槽的散热方式 187

8.5.2降低能耗的途径 187

复习思考题 189

9铝电解的原料输送、烟气净化及环境保护 190

9.1铝电解的原料输送 190

9.1.1粉状物料输送技术概述 190

9.1.2氧化铝的稀相输送 191

9.1.3氧化铝的浓相输送 191

9.1.4氧化铝超浓相输送 192

9.2铝电解的烟气净化 193

9.2.1铝电解烟气中的有害物质 193

9.2.2铝电解烟气湿法净化 195

9.2.3铝电解烟气干法净化 196

9.3铝电解的环境保护 199

9.3.1铝电解污染物排放标准 199

9.3.2铝电解厂大气污染的防治 202

9.3.3铝电解厂废渣的治理 204

9.3.4铝电解厂的废水处理 205

9.3.5铝电解厂的消防设施及其他安全措施 206

9.3.6铝电解厂的卫生安全 208

复习思考题 209

10铝电解产品质量控制及检测 211

10.1铝电解产品的质量控制 211

10.1.1原铝质量标准 211

10.1.2原铝中的杂质 211

10.1.3原铝质量保障 213

10.2铝电解原料和产品分析 214

10.2.1原料中杂质含量分析 214

10.2.2原铝中杂质含量分析 214

复习思考题 216

11铝及铝合金的精炼和铸锭 217

11.1配料 217

11.1.1纯铝的配料 218

11.1.2合金配料 219

11.2熔炼 221

11.2.1熔炼设备 221

11.2.2熔炼过程 222

11.2.3熔体中的杂质 224

11.2.4熔体净化方法简介 225

11.3中间分析 227

11.4铸造 227

11.4.1块式铁模铸锭 228

11.4.2竖式半连续铸造 229

11.4.3水平铸造 230

11.4.4连铸连轧 232

11.5铸锭产品质量 232

11.5.1晶粒细化 232

11.5.2铸锭的表面质量 233

11.5.3铸锭的内部质量 235

复习思考题 235

12铝电解生产成本、指标及发展方向 236

12.1生产成本及成本构成 236

12.1.1制造成本 236

12.1.2管理费用 237

12.1.3营业费用 237

12.1.4财务费用 237

12.1.5总成本费用 237

12.2主要技术经济指标 238

12.2.1物耗指标 238

12.2.2能耗指标 238

12.2.3维修指标 239

12.2.4劳动生产率指标 239

12.3铝电解技术发展方向 240

复习思考题 243

参考文献 244