第一章 铝电解基本原理 1
1．什么是铝？ 1
2．铝的冶炼技术经历了怎样的发展过程？ 1
3．什么是冰晶石？ 3
4．铝电解为什么用冰晶石和氟化物作电解质，电解质具备哪些基本性质？ 3
5．什么是电解质的酸碱度？ 4
6．怎样测定电解质的酸碱度？ 5
7．什么是电解质的初晶温度，它对铝电解过程有何重要意义？ 6
8．电解质初晶温度主要受哪些因素影响？ 7
9．怎样测定电解质初晶温度？ 7
10．什么是电解质的密度，它在铝电解生产中有何重要意义？ 8
11．影响电解质密度的主要因素有哪些？ 8
12．怎样测定电解质的密度？ 9
13．什么是电解质的电导率，它在铝电解生产中有何重要意义？ 9
14．影响电解质电导率有哪些主要因素？ 10
15．怎样测定电解质的电导率？ 11
16．什么是电解质的黏度，它在铝电解生产中有何重要意义？ 11
17．电解质的黏度主要受哪些因素影响？ 11
18．什么是电解质的表面性质，它在铝电解生产中有何重要意义？ 12
19．影响电解质表面性质的主要因素有哪些？ 13
20．什么是电解质的挥发性，它主要受哪些因素的影响？ 13
21．工业铝电解槽的电解质主要由哪些物质组成，各组成成分主要起什么作用？ 14
22．铝电解的基本过程是怎样的？ 15
23．阴极过程主要发生怎样的反应？ 16
24．阴极上还可能发生哪些副反应，它们有何危害？ 16
25．阳极过程主要发生怎样的反应？ 18
26．阳极上还可能发生哪些副反应？ 18
27．什么是阳极效应，它有什么宏观表现？ 19
28．阳极效应对铝电解生产过程有什么影响？ 20
29．阳极效应发生的机理怎样？ 20
30．怎样才能熄灭阳极效应？ 22
第二章 铝电解原材料及能源 23
31．现代铝电解生产工艺采用怎样的基本流程，生产过程中需消耗哪些原材料？ 23
32．什么是氧化铝？ 24
33．氧化铝是怎样获得的？ 24
34．我国和世界生产的铝需消耗多少氧化铝？ 25
35．地球上的铝资源多吗，能满足人类的需求吗？ 25
36．铝电解对氧化铝的化学纯度有什么要求，为什么？ 26
37．铝电解对氧化铝的物理性能有什么要求？ 27
38．怎样测定氧化铝的安息角？ 28
39．怎样测定氧化铝的真密度？ 29
40．怎样测定氧化铝的松装密度？ 29
41．怎样做氧化铝的粒度筛分测定？ 30
42．怎样测定氧化铝的磨损指数？ 31
43．铝电解用冰晶石是怎样获得的，对它有怎样的质量要求？ 31
44．铝电解用氟化铝是怎样获得的，对它有什么质量要求？ 32
45．对铝电解所需的其他氟化物的质量有什么要求？ 33
46．铝电解对能源条件有什么要求？ 34
47．怎样获得电解槽上所用的低压直流电？ 35
第三章 现代预焙铝电解槽结构 37
48．预焙铝电解槽结构大体包括哪些部分？ 37
49．预焙铝电解槽的阴极结构由哪几部分组成？ 37
50．预焙铝电解槽槽壳的作用和结构怎样？ 38
51．预焙铝电解槽有怎样的底部内衬结构？ 39
52．预焙铝电解槽底部内衬所用各种材料有什么质量要求？ 40
53．预焙铝电解槽侧部内衬是什么样的结构，各有何优缺点？ 42
54．预焙铝电解槽的阴极炭块组是什么样的结构？ 42
55．怎样选择预焙铝电解槽阴极炭块的材料？ 43
56．预焙槽用阴极扎糊有什么样的技术要求？ 45
57．预焙铝电解槽上部结构主要由哪些部分组成？ 45
58．铝电解过程中会产生多少烟气需要排烟装置处理？ 47
59．预焙阳极铝电解槽排烟装置的排烟量如何计算？ 49
60．预焙铝电解槽有什么样的母线结构？ 49
61．铝电解车间及预焙铝电解槽在哪些部位设置了电气绝缘，绝缘要求怎样？ 50
第四章 大型预焙槽的阳极 52
62．预焙铝电解槽使用怎样的阳极？ 52
63．炭素材料基本的宏观结构性质有哪些，它们如何测定？ 53
64．炭素材料的基本力学性质有哪些，它们如何测定？ 55
65．炭素材料的基本热学性质有哪些，它们如何测定？ 56
66．炭素材料基本电磁学性质有哪些，它们如何测定？ 57
67．炭素材料的重要化学性质有哪些？ 58
68．生产预焙阳极时常用哪些原料作骨料和粉料，对其有何质量要求？ 58
69．生产预焙阳极时所用黏结剂是什么，对其有何质量要求？ 60
70．预焙阳极炭块经过怎样的生产流程，各主要工序的作用和注意事项是什么？ 61
71．对预焙阳极炭块的理化指标有些什么要求？ 64
72．预焙阳极炭块怎样组装成阳极组？ 66
73．对预焙阳极炭块及阳极组的外观性质有什么要求？ 67
第五章 预焙铝电解槽的预热焙烧与启动 69
74．铝电解槽预热焙烧的目的和要求是什么？ 69
75．目前预焙铝电解槽的预热焙烧方法有哪几种？ 69
76．什么是铝液焙烧法，它有何优缺点？ 69
77．什么是焦粒焙烧法，它有何优缺点？ 70
78．什么是石墨粉焙烧法，它有何优缺点？ 71
79．什么是燃料焙烧法，它有何优缺点？ 72
80．新建系列电解槽预热焙烧前应具备哪些条件？ 73
81．电解槽的验收及生产交接应把握哪些环节？ 73
82．怎样进行短路试验？ 74
83．预焙槽焦粒焙烧启动的管理流程是怎样的？ 75
84．预焙槽焦粒焙烧通电前有哪些准备工作？ 76
85．预焙槽焦粒焙烧通电后有哪些操作程序？ 77
86．焦粒焙烧作业有些什么注意事项？ 78
87．怎样预防和处理焦粒焙烧中的异常情况？ 79
88．什么是预焙槽的干法启动？ 80
89．什么是预焙槽的湿法启动？ 81
90．预焙铝电解槽启动作业有哪些操作步骤及注意事项？ 81
91．什么是铝电解槽二次启动？ 83
92．新电解槽焙烧启动常会出现什么故障，怎样处理？ 83
第六章 铝电解槽的常规操作 86
93．预焙铝电解槽常规操作主要包括哪些内容？ 86
94．怎样计算阳极更换周期？ 86
95．如何确定阳极更换顺序？ 87
96．更换阳极应遵守怎样的操作程序？ 88
97．高残极及脱落极如何处理？ 90
98．预焙铝电解槽出铝经过哪些作业步骤？ 91
99．预焙铝电解槽出铝有些什么注意事项？ 91
100．怎样识别阳极效应即将发生或正在发生？ 92
101．阳极效应对铝电解过程有何利弊？ 92
102．熄灭阳极效应应遵守怎样的操作程序？ 93
103．怎样调整异常电压？ 94
104．怎样计算抬母线周期？ 95
105．怎样进行抬母线操作？ 96
106．抬母线作业要注意哪些事项？ 96
107．什么是三点测量作业，它有何优缺点？ 97
108．怎样进行预焙铝电解槽扎边部作业？ 98
109．预焙铝电解槽的炭渣是怎样形成的，为什么要捞炭渣？ 98
110．怎样完成捞炭渣作业？ 99
111．预焙槽下料异常如何处理？ 99
112．短路口什么时候要进行断开或短路操作，怎样进行？ 100
113．停槽作业须遵守怎样的操作规程？ 101
第七章 铝电解槽非正常期生产管理 103
114．什么是铝电解槽非正常期生产管理？ 103
115．铝电解槽启动初期的技术条件如何控制？ 103
116．铝电解槽启动初期的管理须注意哪些事项？ 104
117．铝电解槽启动后期管理的主要目的是什么？ 105
118．启动后期如何控制电解质高度？ 105
119．启动后期如何控制电解质成分？ 106
120．当需要时怎样用NaF或Na2CO3提高电解质摩尔比？ 107
121．启动后期如何控制铝液高度？ 108
122．启动后期如何进行电压管理？ 109
123．启动后期如何控制效应系数？ 110
124．启动后期为什么要建立槽膛，要建立什么样的槽膛？ 110
125．铝电解槽的正常槽膛是怎样形成的，建立槽膛过程应注意什么？ 111
126．以焦粒焙烧为例，整个焙烧启动阶段全过程是怎样的？ 112
第八章 铝电解槽正常生产管理 114
127．预焙铝电解槽正常生产管理主要包括哪些内容？ 114
128．什么是铝电解槽的槽电压，它受哪些因素影响？ 114
129．槽电压管理中通常有哪些表示电压的量，它们各有什么不同的含义？ 115
130．怎样进行槽电压的管理？ 116
131．怎样计算铝电解槽Al2O3的加入量？ 117
132．怎样计算定容下料器的下料间隔？ 118
133．怎样进行加料管理？ 118
134．电解质水平如何控制和调整？ 119
135．生产过程中电解质成分经常会发生什么样的变化？ 121
136．当需要用AlF3降低电解质的摩尔比时，怎样计算AlF3的加入量？ 121
137．如何进行电解质成分的管理？ 122
138．铝电解生产中铝液高度管理有何重要意义？ 123
139．铝水平如何控制和调整？ 123
140．出铝量管理应遵循哪些原则？ 124
141．确定出铝指示量有哪些方法？ 125
142．什么是平滑处理和铝液有效值法？ 125
143．传统方法与铝液有效值法各有什么优缺点？ 126
144．极上保温料的作用是什么，怎样控制极上保温料的厚度？ 127
145．阳极效应对电解槽运行有什么影响，怎样实行效应管理？ 127
146．铝电解槽正常生产时有哪些主要特征？ 128
147．预焙铝电解槽正常生产应保持什么样的技术条件？ 128
第九章 预焙铝电解槽病槽及防治 130
148．预焙铝电解槽生产过程为什么会出现病槽？ 130
149．电解槽为何发生针振，针振有何危害，如何处理？ 130
150．什么是电解槽的冷行程，它有些什么样的表征？ 132
151．铝电解槽出现冷行程应该怎样处理？ 133
152．什么是电解槽的热行程，它有些什么样的表征？ 133
153．铝电解槽出现热行程应该怎样处理？ 134
154．当电解槽氧化铝加料不足时会发生什么样的现象，怎样处理？ 135
155．当向电解槽投入的氧化铝过剩时会有什么现象，如何处理？ 136
156．电解质含炭如何处理？ 136
157．什么是阳极长包？ 137
158．什么情况下会发生阳极长包？ 138
159．发生了阳极长包怎么办？ 138
160．什么情况下会发生阳极多组脱落？ 139
161．发生阳极脱落时如何处理？ 139
162．什么是滚铝？ 140
163．什么情况下有可能发生滚铝？ 140
164．如何预防滚铝的发生，一旦发生滚铝如何处理？ 141
165．什么情况下有可能发生漏炉事故，如何处理？ 142
166．什么情况下有可能发生难灭效应等异常效应，如何处理？ 143
167．停动力电、直流电及停风时如何处理？ 144
168．破损槽和老龄槽如何管理？ 145
169．怎样预防病槽的发生？ 145
170．预焙铝电解槽操作管理中有可能发生哪些事故，如何处理？ 146
171．预焙铝电解槽较常见的设备事故有哪些，如何预防？ 147
第十章 铝电解槽阴极内衬破损及对策 148
172．延长铝电解槽使用寿命有何重要意义？ 148
173．铝电解槽常见的阴极内衬破损有哪几种类型？ 148
174．铝电解槽为什么会发生炉底隆起现象，它有什么危害？ 148
175．阴极炭块断裂现象有何规律，它会有什么严重后果？ 149
176．阴极炭块在什么情况下形成冲蚀坑或出现层状剥离现象？ 149
177．阴极扎糊常会出现怎样的破损现象，它们是怎样引起的？ 150
178．侧部炭块破损现象是怎样发生的？ 150
179．阴极材料的热膨胀特性对阴极内衬破损有什么影响？ 150
180．钠对阴极材料有什么样的破坏作用？ 151
181．电解质及铝液的渗透对阴极内衬破损有什么影响？ 151
182．电化学腐蚀是怎样加剧阴极内衬破损的？ 152
183．空气氧化对阴极内衬破损有什么样影响？ 152
184．内衬材料质量与阴极内衬破损有什么关系？ 153
185．阴极内衬砌筑质量与破损有什么关系？ 153
186．铝电解槽的预热焙烧启动及操作管理与阴极内衬破损有什么关系？ 153
187．有哪些措施能延长铝电解槽阴极内衬使用寿命？ 154
188．如何识别和确认电解槽阴极内衬是否破损？ 156
189．怎样进行破损部位的修补？ 157
190．阴极内衬已破损的电解槽如何维护？ 157
191．什么是铝电解槽的就地大修技术？ 157
192．什么是铝电解槽的易地大修技术？ 158
第十一章 铝电解生产中的常规测量 160
193．铝电解生产过程中的常规测量有些什么项目？ 160
194．怎样测量预焙槽阳极电流分布？ 160
195．怎样测量铝液和电解质高度？ 161
196．怎样测量阴极电流分布？ 162
197．怎样测量电解质温度？ 162
198．怎样测量阴极钢棒、炉底钢板、侧部槽壳的温度？ 163
199．怎样测量极距？ 164
200．怎样测量极上保温料厚度？ 164
201．怎样探测铝电解槽的炉底隆起状况？ 165
202．怎样探测铝电解槽的炉膛形状？ 166
203．怎样测量铝电解槽的槽底电压降？ 167
204．怎样测量槽壳变形情况？ 168
205．怎样测量压接部位电压降？ 168
206．怎样测量残阳极形状？ 169
207．怎样进行电解槽磁场测量？ 169
第十二章 铝电解的计算机控制 171
208．计算机控制在现代铝电解生产中有何重要意义？ 171
209．铝电解厂一般采用怎样的计算机控制系统配置？ 171
210．铝电解的槽控箱由哪几部分组成？ 172
211．在铝电解厂，电解槽的计算机控制主要包括哪些内容？ 172
212．槽控箱的现场操作有哪些内容？ 173
213．怎样实现槽电压的计算机控制？ 174
214．怎样实施计算机对铝电解槽的加料控制？ 175
215．铝电解槽的传统加料模式有什么缺陷？ 176
216．铝电解槽加料量自适应控制的基本原理是什么？ 176
217．怎样实现计算机对铝电解槽加料量自适应控制？ 177
218．怎样实施出铝时的计算机控制？ 178
219．怎样实施阳极交换和扎边部时的计算机控制？ 178
220．怎样实施抬阳极母线时的计算机控制？ 178
221．怎样实现现场操作与计算机的联系？ 179
222．能从计算机获得哪些信息报表？ 179
223．怎样分析和利用计算机提供的信息？ 180
第十三章 铝电解的电流效率 181
224．什么是法拉第电解定律？ 181
225．什么是电化当量，它通常有哪些表示方法？ 181
226．怎样计算理论上的产铝量？ 182
227．什么叫铝电解的电流效率？ 182
228．怎样用简单盘存法测定电流效率？ 183
229．怎样用稀释法测定电流效率？ 184
230．怎样用气体分析法测定电流效率？ 185
231．怎样用氧化铝的消耗近似估算电解槽的电流效率？ 186
232．电流效率对生产效益有何影响？ 187
233．伴随铝电解过程的哪些因素会引起电流效率的降低？ 187
234．铝的溶解是怎样降低电流效率的？ 188
235．高价离子不完全放电是怎样降低电流效率的？ 189
236．钠离子放电是怎样降低电流效率的，怎样防止或减少钠离子放电？ 190
237．电磁现象对电流效率有怎样的影响？ 190
238．电解温度怎样影响电流效率？ 191
239．电解质成分怎样影响电流效率？ 192
240．阴、阳极电流密度对电流效率有何影响？ 193
241．铝水平和电解质水平对电流效率有何影响？ 193
242．极间距离对电流效率有何影响？ 194
243．为了提高电流效率，除上述因素外，还应注意哪些事项？ 194
第十四章 铝电解的电能消耗和能量平衡 196
244．什么是铝电解的电能效率？ 196
245．什么是铝电解的理论电耗率？ 197
246．怎样计算电解槽的实际电耗率？ 198
247．从降低能耗的角度，怎样分析槽电压的组成？ 198
248．怎样测试铝电解槽的电压平衡？ 199
249．能量平衡对铝电解过程有何重要意义？ 200
250．怎样测试和计算铝电解槽的能量平衡？ 200
251．如何计算将反应物加热至电解温度理论上所需能量？ 202
252．如何计算电解反应理论上所需的能量？ 203
253．怎样建立铝电解槽能量平衡方程？ 204
254．铝电解槽通过哪些途径发生热量损失？ 205
255．通过哪些途径可以降低铝电解的电能消耗？ 205
第十五章 铝电解槽烟气净化及原料输送 208
256．铝电解槽烟气主要含有哪些有害物质？ 208
257．铝电解槽烟气中的有害物质是怎样产生的？ 208
258．什么是铝电解烟气的湿法净化，它有何优缺点？ 209
259．什么是铝电解烟气的干法净化，它有何优缺点？ 209
260．Al2 O3对HF的吸附原理怎样，如何提高吸附效率？ 210
261．烟气干法净化工艺设备配置主要包括哪些部分？ 211
262．烟气干法净化如何保证烟气捕集率？ 211
263．烟气干法净化如何提高烟气净化率？ 212
264．先进的原料输送技术对现代铝电解厂有何重要意义？ 212
265．原料输送方法如何分类，它们各有何特点？ 212
266．稀相输送的原理和特点怎样？ 213
267．浓相输送的原理和特点怎样？ 213
268．浓相输送的工艺装备如何配置？ 214
269．超浓相输送的原理和特点怎样？ 215
270．超浓相输送的工艺装备如何配置？ 215
第十六章 铝及铝合金的熔炼和铸锭 216
271．铝及铝合金主要有哪些物理化学性质及用途？ 216
272．铝及铝合金怎样分类？ 217
273．铝及铝合金经历怎样的生产工艺流程？ 218
274．铝及铝合金为什么需要经过熔炼？ 219
275．铝熔体主要含有哪些杂质，这些杂质来源怎样？ 219
276．铝及铝合金熔炼常用的铸造炉有哪几种？ 220
277．熔剂在铝及铝合金熔炼中起何作用，如何分类？ 222
278．铝熔体经过怎样的熔炼过程？ 222
279．怎样进行熔体成分的调整？ 223
280．合金熔炼时，怎样进行易烧损合金元素的添加？ 223
281．怎样配制含高熔点或高密度成分的铝合金？ 224
282．怎样测量熔体的含氢量？ 225
283．怎样进行熔体的净化，常用的净化方法有哪些？ 226
284．为什么要细化铸造产品的晶粒，怎样实现晶粒细化？ 227
285．铝及铝合金常用的铸造方法有哪些？ 228
286．怎样进行重熔用铝锭铸造？ 228
287．怎样进行垂直铸造？ 230
288．怎样进行水平铸造？ 231
289．怎样进行连铸连轧？ 232
290．铸造产品常见的表面质量缺陷有哪些，如何处理？ 233
291．铸造产品常见的内部质量缺陷有哪些，如何防止？ 234
第十七章 铝电解产品质量及检测 236
292．什么是质量？ 236
293．什么是质量管理和全面质量管理？ 236
294．什么是现场质量管理的概念？ 236
295．什么是标准化，它与质量有什么关系？ 237
296．质量管理要遵循哪些原则？ 237
297．怎样进行质量认证？ 238
298．什么是质量检验？ 239
299．对铝电解产品有什么质量要求？ 239
300．原铝中主要杂质及杂质来源怎样？ 240
301．怎样保证原铝质量？ 241
302．怎样在预焙槽上生产高级原铝？ 242
303．怎样测定原铝中的硅？ 243
304．怎样测定原铝中的铁？ 244
305．怎样测定原铝中的铜？ 244
306．怎样测定原铝中的钛？ 244
307．怎样测定原铝中的镁？ 245
308．怎样测定原铝中的锌？ 245
309．怎样测定原铝中的锰？ 245
第十八章 铝电解厂的环境保护 246
310．铝电解行业强调环境保护有何重要意义？ 246
311．我国近年来有哪些关于电解铝节能减排、加强环境保护的法令、法规？ 246
312．我国对电解铝污染物排放标准有何规定？ 248
313．我国铝电解排放标准与国际先进水平相比有何差别？ 250
314．铝电解厂生产过程中大气污染物主要来自哪里？ 250
315．铝电解厂大气污染物主要有哪些成分，大致含量怎样？ 251
316．铝电解厂大气污染如何防治？ 251
317．铝电解厂物料储运及其他工序粉尘污染如何防治？ 252
318．铝电解槽大修废渣对环境有何危害？ 253
319．铝电解槽大修废渣怎样治理和综合利用？ 254
320．铝电解厂废水有些什么污染源，如何控制？ 254
321．电解铝厂要有怎样的消防措施？ 255
322．铝电解厂存在哪些不安全因素，如何防范？ 256
323．铝电解厂对噪声、粉尘、余热、有害气体等应有哪些卫生措施？ 257
第十九章 铝电解生产指标、成本及发展方向 259
324．我国电解铝厂建设投资水平大致如何？ 259
325．我国电解铝厂建设投资与国外比较有何差别？ 260
326．我国电解铝生产成本构成和分配情况怎样？ 260
327．与国外重要铝企业相比，国内外技术经济指标有何差别？ 262
328．国内外铝电解技术的最新发展方向如何？ 264
参考文献 267