电解槽测试方案

400kA级铝电解槽低铝水平试验

及深入测试方案

东北大学设计研究院（有限公司）

二O一O年四月

目录

1. 前言................................................................................................... - 1 -

2. 槽电压噪声测试 ............................................................................ - 1 -

3. 热场测试......................................................................................... - 3 -

4. 阴极磨损测试 ................................................................................ - 8 -

5. 槽壳变形测试 .............................................................................. - 12 -

6. 磁场测试....................................................................................... - 13 -

7. 流速场测试 .................................................................................. - 14 -

1. 前言

**有限公司400kA级铝电解系列一工段已投产半年左右的时间。针对**有限公司400kA级铝电解槽目前运行状况特制定本方案，并开展相关试验及测试工作，深入分析槽况，为优化生产工艺和电解槽结构提供依据。

2. 槽电压噪声测试

(1) 测试原理

随着铝水平降低，电解槽磁流体稳定性随之降低，槽电压波动和噪声增强，通过对阳极导杆等距离压降的同步在线监测，掌握槽电压波动和噪声变化情况。

(2) 测试仪器

导杆等距离压降测试仪。

(3) 测试方法和过程

每台电解槽选取4~8根具有代表性的阳极导杆进行等距离压降同步在线监测。

(4) 操作规程

由现场工作人员进行降低铝水平操作。每次铝水平降低后，由测试人员操作相应的仪器进行槽电压噪声。

由于测量和操作环境属于高温、高电压范畴，因此，人身安全和

仪器安全尤为重要。

●操作人员安全保障

为确保人身安全，所有测试人员，都要穿戴绝缘防烫手套，保护眼镜，安全帽，绝缘防烫工作鞋，并尽量戴上口罩。

●仪器安全保障

测试中需要注意保护的仪器的安全，避免仪器损坏。有关测试仪器的使用要严格按仪器的操作规程进行，以免损伤仪器，影响测量精度。

●测试人员分工

槽电压噪声测试人员具体分为仪器操作人员、数据读取和记录人员以及其他辅助人员等。同时测试现场应有1~2名指挥协调人员。共需测试人员约4~5人。

●测试程序

所有测试都要严格按预定测点和仪器操作规程进行。

◆确定槽号，测试槽数3~5台；

◆车间相关协调；

◆工具及劳保用品准备和穿戴；

◆仪器安装，调试

一切就绪后，各就各位。在总指挥下达开始命令后，各组开始测试。在所有点测量结束后，进行仪器和现场的整理，并归还劳保用品。

(5) 测试数据记录

铝水平：时间：操作员：记录员：

3. 热场测试

(1) 测试条件

由于铝水平的降低，铝液区的散热量减少，因此要相应调整其他工艺技术参数，相应减少热收入，待电解槽基本达到新的热平衡后，再进行热场测试。

(2) 测试内容

●阴极钢棒头、散热窗、槽底等特征点温度；

●槽膛内型。

(3) 测试工具

●各特征点温度测试采用红外线测温枪；

●槽膛内型的测试采用自制测试工具。

图1 槽帮厚度测试棒(Ф20mm钢棒)

图2 伸腿高度测试棒(Ф20mm钢棒)

图3 伸腿长度测试棒(Ф20mm钢棒) (4) 测试方法

槽膛内型的测试方法如图4至图6所示。

图4 电解槽槽帮厚度测试方法

图5 电解槽伸腿高度测试方法

(4) 操作规程

每次降低铝水平后，待电解槽基本达到新的热平衡后再进行热场测试。

由于测量和操作环境属于高温、高电压范畴，因此，人身安全和仪器安全尤为重要。

●操作人员安全保障

为确保人身安全，所有测试人员，都要穿戴绝缘防烫手套，保护眼镜，安全帽，绝缘防烫工作鞋，并尽量戴上口罩。

●测试人员分工

电解槽热场测试主要分为特征点温度测试和槽膛内型测试。同时测试现场应有1~2名指挥协调人员。共需测试人员约4~5人。

●测试程序

所有测试都要严格按预定测点和相应的操作规程进行。

◆确定槽号，测试槽数3~5台；

◆车间相关协调；

◆工具及劳保用品准备和穿戴；

◆进行测试

一切就绪后，各就各位。在总指挥下达开始命令后，各组开始测

试。在所有点测量结束后，进行工具整理，并归还劳保用品。(5) 测试数据记录

铝水平：时间：操作员：记录员：

4. 阴极磨损测试

(1) 测试的必要性

虽然铝电解槽阴极碳块在电解过程中并不消耗，但由于受到熔融电解质侵蚀以及铝液的摩擦，导致阴极碳块局部磨损，阴极电流分布不均，局部电流集中，又加剧了阴极碳块的破损。尤其是在阴极碳块端部的位置，由于电流密度相对较大，破损更加严重。因此有必要进行阴极磨损的测试，掌握电解槽工作状况，采取相应措施，延长电