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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