400kA预焙槽铝电解车间设计
一种新型铝电解车间的配置结构的制作方法
一种新型铝电解车间的配置结构的制作方法引言随着工业发展的推进，铝材行业成为了现代工业中不可或缺的一部分。
铝电解车间作为铝材生产过程中的重要环节，其配置结构对生产效率和产品质量有着重要影响。
本文将介绍一种新型铝电解车间的配置结构制作方法，以提高生产效率和产品质量。
1. 环境布置为了保证铝电解车间的正常运营和生产安全，需要合理布置车间环境。
以下是一些布置要点：•通风系统：铝电解车间释放出的气体对环境造成污染，因此必须安装高效的通风系统，确保室内空气质量良好。
•照明系统：车间内的工作环境必须明亮，以确保操作人员的安全和生产质量。
•防爆措施：车间内使用的设备和材料可能存在爆炸风险，因此需要采取相应的防爆措施，确保生产过程的安全。
•消防系统：车间内必须配备消防设备，以应对火灾等突发情况，保障人员的安全。
2. 生产设备铝电解车间的生产设备对于生产效率和产品质量具有重要影响。
以下是一些常见的生产设备：•电解槽：电解槽是铝电解过程中最关键的设备，用于将铝矿石经过电解反应转化为金属铝。
电解槽的材质和结构设计应考虑电解效率和耐腐蚀性。
•气体收集系统：铝电解过程中会释放出大量气体，需要安装气体收集系统，将有害气体收集、处理或排放。
•输送设备：为了提高生产效率，车间内应配置高效的输送设备，如传送带、吊桥等，便于物料的运输和处理。
•控制系统：铝电解车间需要配备先进的自动控制系统，以实现生产工艺的监控和调控，确保生产过程的稳定性和精确性。
3. 人员布局合理安排铝电解车间的人员布局，对于工作效率和安全管理至关重要。
以下是一些建议：•作业区划分：根据工序和工作内容的不同，将车间划分为不同的作业区域，便于人员的协调和管理。
•人员定员：根据车间的生产计划和工作强度，合理确定每个作业区域的人员定员，确保车间工作的正常进行。
•安全警示：在车间内设置明显的安全警示标志，提醒工作人员注意安全事项和操作规程，防止事故的发生。
•培训教育：对车间工作人员进行必要的培训和教育，提高工作人员的技能和安全意识，减少操作错误和事故的发生。
400KA电解槽制作安装工程施工方案
2.2 短侧板结构利用半自动切割机进行下料或打坡口。 2.3 短侧壁板及围带下料校平后，用卷板机按圆弧定位进行卷弧，并用 样板检查，其间隙应符合要求，将短侧壁板与斜侧板相贯线切割掉，立放待 用。 2.4 将卷好的短侧壁板扣在胎具上，对好中心用卡具夹紧，划出各组对 位置线，按沿板→角板→丁字板→围带的顺序组对点固。 2.5 焊接采用 CO2 气体保护焊和手工电弧焊相结合，焊接顺序为丁字板 与沿板 →丁字筋板与围带 → 丁字盘板、沿板与短侧壁板。焊接时自中间 向两边分段退焊，沿板与围板内角缝等焊工操作者看不见不易施焊时，可将 短侧板结构连同胎具放倒，吊至 1.4m 高的工字钢支架上，焊接平角焊缝。 仍看不到的焊缝，由有经验的焊工进行经验焊接。
7.4 测量两短侧壁至中心间距，由中心向两侧测量并修正长侧板，然后 吊装长侧板结构，对正中心线及内环线并与底板点固，找好垂直度、对角线 后用角钢临时支撑，组对壁板四条立缝、斜侧板对接缝及翼板对接缝，组对 且检查槽壳尺寸应符合设计要求。
7.5 由四名焊工同时焊四条立缝及斜侧板对接缝，先焊外缝，再清根焊 内缝，然后焊接翼缘板对接缝和斜侧板与底板的角缝，最后再焊短侧板结构 的立筋与底板的角焊缝。为防止变形，焊斜侧板与底板的角缝时，焊前在底 板上压一定重物，重约 25-35t，如图 5，底板与短侧板、长侧板的焊接，采 用 CO2 气体保护焊，先焊外缝，后焊内缝，焊工应对称分段退焊。槽壳竖焊 缝及翼缘板对缝采用 CO2 气体保护焊。
由于当地气候条件恶劣，为了保证焊接质量，我单位根据现场情况制定 了以下施工措施。
1、在焊接时尽量加大二氧化碳的供气量来保证焊缝的连续饱满。 2、由于晚上风比较小一些重要焊接应在晚上进行。 3、 我单位还制作安装了焊接区域的固定挡风板,如果风力在大需停止焊 接,晚上风小时在进行焊接。
400KA铝电解槽焙烧及启动关键控制点浅析
冶金冶炼M etallurgical smelting400KA铝电解槽焙烧及启动关键控制点浅析李银升（陕西有色榆林新材料有限责任公司铝业分公司，陕西 榆林 ７１９０９９）摘 要：本文以我公司４００ＫＡ大型铝电解槽焦粒焙烧及无效应启动实践为基础，分析总结了４００ＫＡ大型预焙铝电解槽在焦粒焙烧及启动中各环节关键点的控制要点和操作注意事项，对各环节不同的操作方式进行了分析对比，以期对占我国电解铝产能较大份额的４００ＫＡ铝电解槽系列的焦粒焙烧和启动方式方法起到借鉴作用，避免在焙烧启动阶段出现影响系列安全的异常现象。
关键词：铺焦挂极；焦粒焙烧；无效应启动中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）０８－０００８－２Analysis of key control points for baking and start-up of 400KA aluminum reduction cellLI Yin-sheng（Ｓｈａａｎｘｉ ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌｓ Ｙｕｌｉｎ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒａｎｃｈ， Ｙｕｌｉｎ ７１９０９９，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｃｏｋｅ ｇｒａｉｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｎｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｉｎ ４００ＫＡ ｌａｒｇｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔａｎｋ ｏｆ ｏｕｒ ｃｏｍｐａｎｙ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ４００ＫＡ ｌａｒｇｅ ｐｒｅｂａｋｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｌｉｎｋ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｕｐ ｆｏｒ ｍｅ． Ｔｈｅ ｃｏｋｅ － ｐａｒｔｉｃｌｅ ｒｏａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ４００ＫＡ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｃｅｌｌ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ， ａｖｏｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ ｓａｆｅｔｙ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｓｔａｒｔ ｓｔａｇｅ．Keywords: ｃｏｋｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｈａｎｇｉｎｇ； ｃｏｋｅ ｂａｋｉｎｇ； ｎｏ ｅｆｆｅｃｔ ｓｔａｒｔｉｎｇ随着国内铝电解技术的进步和环保要求的日益严格，我国已进入了400KA及以上铝电解槽占主导地位的时期。
4220KV铝电解整流所一次系统初步设计(400kA)毕业设计
220KV铝电解整流所一次系统初步设计（400kA）毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
400kA预焙阳极铝电解槽焙烧启动实践
400kA预焙阳极铝电解槽焙烧启动实践Practice of baking and startup for 400kA amperage prebaked anode pots文/刘 坤拆掉所有的软连接，测量导杆窜动尺寸并做好记录，在导杆靠近出铝端一侧沿水平母线下沿处重新画线，擦去导杆上的旧线。
启动时灌入电解质16～18t。
灌电解质前复紧一遍小盒卡具，并测量阳极电流分布。
第一包电解质灌入后电压抬到4.5～6.5V，复紧所有卡具，测量确认阳极电流分布正常后，再灌入第二包电解质，电压抬到7～8V，再复紧所有卡具，测量阳极电流分布，确认阳极电流分布正常，电解质全部灌完后电压保持在8V左右，向局部温度高的地方添加冰晶石。
当槽内电解质水平达到30cm以上，水平母线上升高度大于15cm时，物料熔化结束，从出铝端、烟道端、AB面打捞炭渣，确认炭渣打捞干净后，适当下降阳极，电压保持在6～6.5V，启动作业结束。
电解质水平保持在35～40cm。
槽控机设置在“半联动”状态，开通自动下料控制，按下料量50%的NB间隔定时控制，视电解槽具体情况逐步调整到正常NB间隔。
4.2 灌铝灌铝前电压降至5.5～6.0V，启动结束24小时后开始分三次灌铝24t。
第一包灌入6t铝液，电压保持在5.0～5.5V，6小时后再灌入第二包铝液9t，电压保持4.5～4.8V，再过6小时后灌第三包铝液9t，电压保持4.5～4.6V，交给计算机进行电压管理。
铝水平为17～18cm，电解质水平30cm左右。
灌铝后16小时阳极四周电解质基本上结壳，用破碎料覆盖阳极，加强保温，减少阳极氧化。
通过灌足量铝水使电解槽尽快过渡到正常生产槽技术条件，如果灌铝较少，槽子会长期处于热态，炉帮很长时间不能收起来，对电流效率影响较大。
5 启动后期及正常运行管理电解槽从启动到转入正常生产阶段是非常重要的时期，对以后的平稳高效生产及槽寿命有着决定性的影响。
启动后期管理包括槽电压、槽温、分子比、电解质水平、铝水平等技术条件管理及出铝、换极等操作管理，400kA系列电解槽主要技术条件见表1。
预焙槽铝电解车间设计本科毕业设计
预焙槽铝电解车间设计本科毕业设计摘要：本文是以预焙槽铝电解车间设计为本科毕业设计的主题，通过对车间工艺流程、设备布局、环境控制等方面的分析和设计，旨在提高车间生产效率和产品质量，减少能源消耗和环境污染。
文章将从车间工艺流程、设备布局、环境控制等方面展开详细的设计和分析。
关键词：预焙槽铝电解车间；工艺流程；设备布局；环境控制1. 引言随着铝合金在工业生产中的广泛应用，预焙槽铝电解车间作为铝生产的重要环节，对生产效率和产品质量有着重要影响。
因此，对预焙槽铝电解车间进行科学合理的设计和规划，对提高生产效率和产品质量，减少能源消耗和环境污染具有重要意义。
2. 车间工艺流程设计预焙槽铝电解车间的工艺流程主要包括：铝原料的预处理、预焙槽的装料、电解反应、铝液的处理和成品的包装等环节。
在设计车间工艺流程时，需要充分考虑生产的连续性和稳定性，避免生产过程中出现瓶颈和浪费。
在预处理环节，需要对铝原料进行清洗和破碎处理，以保证原料的质量和稳定性。
在预焙槽的装料环节，需要考虑料斗和输送设备的布局，以保证原料的均匀装料和稳定投料。
在电解反应环节，需要合理设置电解槽和电解设备，以保证电解反应的稳定性和高效率。
在铝液处理和成品包装环节，需要合理设置铝液处理设备和包装设备，以保证产品的质量和包装的稳定性。
3. 设备布局设计在预焙槽铝电解车间的设备布局设计中，需要充分考虑生产设备的布局和通道的设置，以保证生产设备的连续性和稳定性。
在设备布局设计中，需要遵循“人、料、机、法、环”相结合的原则，充分考虑生产作业的人机工程学和生产设备的配套性。
在设备布局设计中，需要合理设置原料的储存区、生产设备的布局区、产品的包装区和废气处理设备的设置区。
在原料的储存区，需要考虑原料的分类和储存方式，以保证原料的质量和稳定性。
在生产设备的布局区，需要考虑设备的布局和通道的设置，以保证生产设备的连续性和稳定性。
在产品的包装区，需要考虑包装设备的布局和通道的设置，以保证产品的包装质量和稳定性。
林丰铝电400电解槽制安施工方案
林丰铝电高性能铝合金技改项目400KA电解槽槽壳及大梁制安施工方案批准：审核：编制：河南九冶建设有限公司林丰铝电工程项目部2008-3-20目录第一章…………………….………………………………编制依据第二章……………………..………………………………工程概况第三章…………………..……………………………工程管理目标第四章………………………..……………………………施工部署第五章…………………..…………………电解槽钢结构制安方案第一部分………….……………………….…………槽壳制作技术条件第二部分……………..……………………….…...………电解槽槽壳制作第三部分……….…………………………….………电解槽其它部件制作第四部分……………………..…………………….……………电解槽焊接第五部分………………..…………………………………….…电解槽安装第六部分……………..……..…………………………………….附件第六章…………………..…………………………….施工安全措施第一章：编制依据1、林丰铝电高性能铝合金技改项目400KA电解槽制作安装施工招标文件。
2、东北大学设计研究院NEUI400(Ⅱ)预焙阳极铝电解槽施工图。
3、东北大学设计研究院电解槽制作规程。
4、国家现行规范标准。
5、有关标准图集。
第二章：工程概况本工程位于河南省林州市，属于林丰铝电高性能铝合金技术改造项目。
该工程由河南九冶林丰项目部承担一期97台400KA铝电解槽的制安，并包括附属的电气及管道工程，由河南省原中冶金建材建设监理有限公司监理，设计单位为东北大学设计研究院。
1、工程主要工作内容1）金属结构制作与上部设备安装。
包括槽底支座梁、摇篮架、槽壳、门型立柱、大梁烟道、水平罩板、料箱、烟管的制作与安装；槽上配管、槽间盖板及阳极提升机构的安装、电力系统安装。
2)系列母线加工、制作和安装，包括中间过道母线、端头母线槽周围母线、立柱、短路母线及阳极母线。
浅谈400KA预焙阳极电解槽制作安装工艺
浅谈400KA预焙阳极电解槽制作安装工艺摘要：为了延长400kA预焙阳极电解槽的使用寿命和完善综合控制技术，本文介绍和阐述了400KA预焙阳极电解槽制作安装施工的最新工艺，重点是在金属材料钣金放样及制做过程中的新工艺，新办法。
关键词：400KA预焙阳极电解槽钣金放样新工艺1、端侧施工新工艺1.1端板下料工艺，第一步放线加焊接收缩条量，要按设计要求正公差极限下料。
长度加10MM余量，切除小斜侧板相交多余部分，即按设计要求下料一次完成。
多余部分成圆弧形料难以利用而新工艺预先下的料可做其它另部件利用，提高了材料利用率，节约了材料。
1.2端侧板无需先压圆弧再与端侧组焊胎组对固定。
新工艺将压弧与组装端侧板合并为一项工序一次完成，大大的缩小了制作加工时间过去无论是辊压成型、还是双头顶压成型所用时间和人工都长，辊压一个端板最快大约用20至30分钟，2个人组装到组焊胎上固定好也需要约30分钟，画线切割多余部分大约需要30分钟。
新工艺压弧和组装端板合并后，先将端侧板放线，组装、压弧固定，合计约1小时完成任务，压弧工序仅用1分钟便可完成。
仅需加设15个卡具固定，旧工艺需约30个卡具。
新端侧胎具技术亮点：1主要部分是以组装焊接胎具做为端侧板压弧成型胎，使端侧板与胎具紧密结合然后固定。
这样就减去了靠人力强行将端板与胎具严密结合的工序和劳动力。
2第二个亮点是端侧胎上口焊接变形，端板与筋板焊接后变形10MM高有约3：MM间隙，在有卡具固定的部位有约1MM间隙，这就使端侧上口边缓产生3MM以上的波浪弯曲，超出技术规范平直度≤2MM的要求，就需要投入人力去矫正平直，新工艺是在端侧胎上口加焊通长平直卡具，使之通长受力消除波浪弯曲缺陷，受力原理是在筋板组焊部位做反变形，在筋板部位加加焊6MM高变形带，与通长卡具形成支点，如同杠杆将端侧板下口与胎具卡紧，上口通长形成约2MM的反变形，焊接脱胎后的上口边缓达到≤2的技术要求。
2、长侧施工新工艺2.1在400KA电解槽长侧制作中在下料工序一次将长侧板切边开孔完成，开孔和总长增加余量10——14MM，外环板用仿形开72孔和80孔，用仿形切割器开孔，一般是将样板阎定在仿形架上对准被割部位线中心，使上下对正切割。
400ka电解槽工艺技术
400ka电解槽工艺技术400kA电解槽是用于铝冶炼的重要设备，其工艺技术对冶炼效果具有重要的影响。
下面将针对400kA电解槽的工艺技术进行详细的介绍。
首先，400kA电解槽的工艺技术包括两个方面，即槽体结构设计和电流分布控制。
槽体结构设计是400kA电解槽工艺技术的核心。
槽体结构设计主要包括两个方面，即腔室结构和阴阳极槽体结构。
对于腔室结构，400kA电解槽采用多种腔室结构，包括水冷铝合金板腔室和镁砖腔室。
水冷铝合金板腔室具有散热快、操作灵活等优点，能够有效控制冶炼温度。
而镁砖腔室具有耐高温、耐腐蚀等优点，能够提高电解槽的使用寿命。
阴阳极槽体结构主要包括阴极槽、阳极槽和隔膜。
阴阳极槽体结构的设计需要考虑到阴阳极槽的密封性、导电性和耐腐蚀性。
阴极槽通常由铝合金板和石墨复合板制成，具有优异的导电性和耐腐蚀性。
阳极槽通常由钢制成，具有良好的密封性和耐腐蚀性。
隔膜通常由氟塑料制成，具有良好的耐腐蚀性和导电性。
除了槽体结构设计，400kA电解槽工艺技术中的另一个重要方面是电流分布控制。
电流分布控制主要包括两个方面，即阳极铜板和阴阳极距离的控制。
阳极铜板的设计对于均匀电流分布非常重要。
阳极铜板通过调整其宽度和厚度来控制电流分布，以确保电流在槽体内均匀分布，从而避免产生高电阻区和低电阻区，提高冶炼效率。
阴阳极距离的控制对于电解槽的电流效率具有重要影响。
阴阳极距离的过大会导致电流分布不均匀，降低了电解槽的电流效率；而阴阳极距离的过小则会增加能量消耗和阴极损耗。
因此，合理控制阴阳极距离是确保电解槽正常运行的关键。
综上所述，400kA电解槽工艺技术是铝冶炼过程中的重要环节。
通过合理的槽体结构设计和电流分布控制，可以提高冶炼效果，降低能耗，确保生产的稳定进行。
这对于铝冶炼工业的可持续发展和资源节约具有重要意义。
400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法(2)
400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法一、前言随着铝产业的发展，400KA预焙阳极电解槽得到了广泛应用。
其中，铝母线在400KA预焙阳极电解槽的施工工法中起着重要的作用。
本文将详细介绍400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法具有以下特点：1. 施工速度快：采用了高效的焊接机器和工艺，施工速度快，能够较快地完成对铝母线的焊接工作。
2.焊接质量高：采用了先进的焊接技术和工艺措施，确保焊接接头质量稳定可靠，符合相关标准要求。
3. 施工难度适中：工艺操作简单，施工难度适中，适合不同施工人员参与。
4. 施工成本较低：相对于传统的铆接工法，铝母线焊接工法成本较低，能够节省施工成本。
三、适应范围400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法适用于铝电解槽、铝企业等相关行业，特别适用于400KA预焙阳极电解槽生产线的铝母线焊接。
四、工艺原理400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法的工艺原理是采用焊接技术将两条或多条铝母线通过焊接接头连接在一起，形成完整的电流传导路径。
在焊接过程中，通过采取适当的焊接电流、焊接时间和焊接压力，确保焊接接头的质量。
此外，工法还应考虑焊接材料的选择、设备的调试、焊接接头的预制和焊接后的表面处理等方面的技术措施，以保证工法的稳定和可行性。
五、施工工艺400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法包括以下施工阶段：1. 准备工作：对施工材料、焊接设备进行检查，准备所需材料和工具。
2. 焊接接头预制：根据设计要求和施工图纸，对焊接接头进行预制。
3. 清洁处理：对焊接接头和母线表面进行清洁处理，去除杂质。
4. 定位安装：根据焊接接头的位置，对母线进行定位和安装。
5. 焊接操作：调试焊接设备，根据焊接工艺参数进行焊接操作。
400kA预焙阳极铝电解槽技术研制开发与生产实践
S Y400 电解槽采用三种阴极炭块 (半石墨质 、石 墨质 、石 墨 化) 进 行 工 业 试 验 , 电 流 强 度 均 达 到 403kA ,阳极电流密度 0. 82A/ cm2 ,运行良好 。
采用三种阴极 (半石墨质 ,石墨质 ,石墨化) 进行 试验 ,主要是为了验证采用不同阴极炭块 ,所对应的 电解槽的表现 。经测试 ,所有 400kA 电解槽壳温度 为 280 度～300 度 ,炉帮厚度为 10cm～12cm 。实践 证明 ,采用石墨化阴极炭块的 400kA 电解槽 ,相对 于采用半石墨质的 400kA 电解槽来说 :
The development and appl ication of 400kA prebaked anode pot technology
YAN G Xiao - dong ,L IU Ya - feng ,ZHU Jia - ming ,SUN Kang - jian
( S henyang A l u m i n u m an d M agnesi u m Engi neeri n g an d Research I nstit ute , S henyang 110001 , Chi na)
2008 年第 7 期 轻 金 属 · 23 ·
·电 解 铝·
400kA 预焙阳极铝电解槽技术研制开发与生产实践
杨晓东 ,刘雅锋 ,朱佳明 ,孙康健
(沈阳铝镁设计研究院 ,辽宁 沈阳 110001)
摘要 : 沈阳铝镁设计研究院 (SAMI) 应用多项技术创新 ,开发出了 SY400 电解槽综合技术 ,并在中国铝业兰州分公司 SY350 系列安装了 16 台 400kA 试验槽 。SY400 试验槽于 2007 年 5 月开始启动 ,技术指标不断提高 ,电流强度高达 403kA ,电流效率达到 94. 16 %。SY400 电解槽试验取得圆满成功 ,整体技术达到世界先进水平 。 关键词 : 400kA ;铝电解槽 ;技术开发 中图分类号 : TF821 文献标识码 : B 文章编号 : 1002 - 1752 (2008) 07 - 23 - 4
400kA预焙槽铝电解车间设计(DOC 66页)
400kA预焙槽铝电解车间设计(DOC 66页)400kA预焙槽铝电解车间设计摘要大型化是当今世界铝电解技术发展的大趋势。
在现有的320kA~350kA 大型铝电解槽基础上，进一步开发并建设高效、稳定和更为节能的400kA 大型铝电解槽技术是当今世界各大铝业公司研究和追求的目标。
并且我国已经有多家铝电解企业已经建成400kA级铝电解生产线。
我们紧随时代步伐，设计了400kA预焙槽铝电解车间。
车间设计包括厂址选择、电解槽设计、电压平衡、能量平衡劳动定员及成本核算等。
该设计的年产量为22万吨，电流效率高达94%。
经过多方论证厂址选择伊川县工业园区。
关键词：铝电解槽，物料平衡，能量平衡，电压平衡，车间设计The Design of 400kA Pre-baked Anode AluminumReduction PlantABSTRACTLarge-scale is the general trend of aluminium electrolysis technological development in the world nowadays．Developing more efficient，more stable and more energy-saving 400kA aluminium reduction cell technology，based on the existing 320kA~350kA aluminium reduction cell，is the goal studied and chased by worldwide major aluminium companies．And there are a few aluminum electrolysis enterprises that have built 400kA grade aluminum electrolytic production line．Following the pace of times，we complete the design of the 400kA pre-baked aluminum electrolysis workshop．The designs include site-selection，designs of electrolyzers，voltage balance, energy balance，labor quota and cost accounting and so on．Yield of the design reaches to the annual output of 220000 tons，and the current efficiency as high as 94%．After many discussions，we decide to choose Yichuan County Industrial Park as the site．KEY WORDS：aluminum reduction cell，material balance，energy balance，voltage balance，the design of workshop目录前言 (1)第一章铝电解简介 (3)§1.1 铝的性质及用途 (3)§1.1.1 铝的性质 (3)§1.1.2 铝的用途 (4)§1.2 铝电解简史及发展现状 (5)§1.2.1 铝电解简史 (5)§1.2.2我国铝电解技术发展现状 (6)§1.2.3 世界铝电解工业技术现状 (7)§1.3 铝电解用原料与原材料 (9)§1.3.1 铝电解原料——氧化铝 (9)§1.3.2 铝电解熔剂——氟化盐 (10)§1.3.3 铝电解预焙阳极炭块 (12)§1.4 铝电解过程描述 (12)§1.5 铝电解槽与电解槽系列 (13)§1.5.1 阴极装置 (13)§1.5.2 阳极装置 (14)§1.5.3 母线装置 (15)§1.5.4 使用寿命 (15)第二章厂址选择与论证 (16)§2.1. 电力供应 (16)§2.2. 运输系统 (17)§2.3. 外围服务 (17)§2.4. 环境和土地 (18)第三章技术经济 (19)§3.1 主要技术经济指标的选择论证 (19)§3.2 综合经济技术指标的计算 (20)§3.3 主要经济技术指标的确定与列表 (22)第四章物料平衡 (26)§4.1 物料平衡的计算 (26)§4.2 物料平衡列表 (28)第五章电解槽结构的设计 (30)§5.1 概述 (30)§5.2 阳极结构 (31)§5.3 阴极结构 (32)§5.3.1 槽壳 (32)§5.3.2 内衬及保温绝热结构 (32)§5.4 母线结构 (33)§5.4.1. 阳极母线 (34)§5.4.2. 阴极母线 (36)§5.4.3 短路母线 (38)第六章电压平衡 (40)§6.1 实际分解电压 (40)§6.2 电解质电压 (40)§6.3 阳极电压降 (41)§6.3.1 阳极大母线电压降 (41)§6.3.2 阳极软母线电压降 (41)§6.3.3 阳极立柱母线电压降 (42)§6.4 阴极电压降 (43)§6.4.1 槽底电压降 (43)§6.4.2 阴极软母线电压降 (44)§6.4.3槽周阴极母线电压降 (44)§6.4.4 焊点压降 (44)§6.5 阳极效应分摊电压降 (44)§6.6 连接母线压降 (45)第七章能量平衡 (48)§7.1 计算方法与基础条件 (48)§7.2能量平衡计算 (49)§7.2.1热量输入计算 (49)§7.2.2 热量支出计算 (50)§7.3 能量平衡列表 (60)第八章劳动定员及成本核算 (63)§8.1 劳动定员 (63)§8.2 成本核算 (63)第九章环境保护和安全生产 (66)§9.1 环境与卫生 (66)§9.2 安全生产 (67)结论 (68)参考文献 (69)致谢 (70)前言自上世纪80年代以来，我国电解铝技术取得了很大的发展，尤其在大型预焙铝电解槽的设计技术、制造技术、生产技术等领域形成了自己的大型铝电解技术体系，开发成功了300kA~400kA大型铝电解槽。
某新材料公司400ka电解槽制安工程设计
一、工程概况陕西榆林有色铝镁合金项目400KA电解槽制作安装工程,共576台现今国内最先进的400KA预焙阳极铝电解槽，以及配套整流系统、供料系统、净化系统、阳极及铸造等辅助系统设施。
工程建设地点设在榆林市榆阳区金鸡滩镇陕西有色榆林循环经济产业园，设计单位是中铝国际沈阳铝镁设计研究院，建设单位为陕西有色榆林新材料有限责任公司。
1.工程内容：本标段工程包括144台电解槽槽壳及上部结构、非标准构件制作、安装；铝母线加工、安装、焊接；筑炉；上部设备、管网安装调试；提升机、下料打壳设备、安装调试工程。
2.本工程的特点：一是工程量大：钢结构制作量大，焊接量大，铝母线制作安装量大，内衬砌筑量大。
因此施工必须精心组织，统筹安排。
二是设备单体大、重，结构强度及设备安装精度高，因此施工时要求有严格的措施，精心施工。
三是电解槽槽体长期在高温下工作，所以槽壳的热膨胀力大，钢结构的焊接质量要求高，内衬砌筑质量要求高，这是槽体寿命的关键，生产效益的保证，因此施工时要有完善的质量保证措施。
3. 施工工期：总工期210天4. 质量标准：合格二、编制依据1. 招标文件2. 金属结构制作技术规范3. 电解槽筑炉技术规范4. 沈阳铝镁设计院设计的400KA预焙槽施工安装图纸5.《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2001）6.《工业炉砌筑工程及验收规范》（GB50309-92）8.《铝母线焊接施工及验收规范》（YS5417-95）9.《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-98）10.《工业金属管道工程质量检验评定标准》（GB50184-93）11.《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB1345-89）12.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）13. 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》（GBJ149-90）14. 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）15. 《电气装置安装工程盘、柜及二次接线施工及验收规范》（GB50171-92）16. 《电气装置安装工程低压电气施工及验收规范》（GBJ50309-92）三、主要施工方法1.电解槽钢结构制作安装方案(后附)2.母线加工制作方案(后附)3.槽体砌筑方案(后附)4.管道安装施工方案(后附)四、主要施工技术措施1、长侧板组装焊接防止变形胎具 2套2、端侧板组装焊接防止变形胎具 3套3、底板组装焊接翻转胎具 1套4、施工前，技术人员应编制短侧板等部件的技术交底方案，向施工班组进行详细的技术交底，使施工人员了解有关标准及施工工艺和施工要点。
400ka电解槽工艺技术
400ka电解槽工艺技术
首先，400ka电解槽工艺技术的关键在于提高电解产能。
通过优化电解槽结构设计和提高电解槽效率，可以实现单个电解槽的产能提高，从而降低生产成本，提高生产效率。
同时，采用先进的自动化控制系统和智能化技术，可以实现对电解槽生产过程的精准控制，提高生产稳定性和可靠性。
其次，400ka电解槽工艺技术还注重降低能耗。
通过改进电解槽结构和材料，优化电解工艺参数，采用高效节能设备和技术，可以降低电解槽的能耗，减少生产成本，提高资源利用率，实现可持续发展。
另外，400ka电解槽工艺技术也需要关注环境保护。
通过减少废气排放、合理处理废水和固体废物等措施，可以降低对环境的影响，实现清洁生产，符合环保要求。
总的来说，400ka电解槽工艺技术的不断创新和改进，将为铝电解生产带来更高的效率、更低的能耗和更好的环保效益，推动整个行业向着更加可持续的发展方向迈进。
400kA大型预焙铝电解槽新型焙烧法焙烧启动实践
焙烧 温 度 （ ） ３３ ４ ｌ ５ ０ ６ ８ ７ ４ ８ ｌ ５ ６ ７ ℃ ２ ８ ６ ６ ０ ７ ３ ８ ５ ８ ４ ８６ ８２
的单 位之 一 ， 是 国 内首 次 大 面 积推 广 使 用新 型焙 也
一
烧启 动法 的单位 之 一 ， 该 系列 的焙 烧 启 动 方 面积 在
图 １ ０ ２ ＃ 采 用 传 统 方 法 的 焙 烧 温 度 与 ０９ 槽 焙 烧 时 间的 变 化 关 系 图
包 铝 ｏ ２ ＃ 传统 方法 的 角部 焙烧 温 度 与焙 烧 ｏ９ ￣
时问 的关系 变化 见 表 ２ 表 ２的温 度 为 四 角 的温 度 （ 平 均值 ） 。对 应作 图见 图 ２ 。
第２ ７卷第 ２期
２ １ 年 ４月 ０１
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文 章 编 号 ：０ ７— ６ Ｘ（ ０ １ ０ ０ ３ — ３ １０ ９ ７ ２ １ ）２— ０ １ ０
２ 焙 烧 温 度 的变 化 情 况
包铝 采 用新 型焙 烧 启 动 方 法铺 焦 粒 的 厚 度 为
２ ｌ ， 部极 石 墨碎 的 比例 为 ３ ％ 和 １ ％ ， 粒 ５ｎＦ 角 Ｉ Ｉ ０ ０ 焦 和石 墨碎 的粒度 要求 为 ２ｈｍ～４Ｉｎ。为 了提 高 焙 ｉ ｎｌ 烧温 度 ， 流器 的拆卸 工作 比传统 焙烧 要适 当提 前 。 分 焙烧 ４ ８ｈ角部 温度 可达 到 ６ ０℃ ～ ０ ｃ， ０ ７ ０ ｃ 中缝 温 度达 到 ９ ０ ０ 左右 ， 膛 的平 均 温度 达 到 ９ ０ ｃ ～ ５ Ｃ 槽 ０ ｃ ９０ｃ ５ ｃ。下 面就 中铝包 头铝 业 的两 种焙 烧方 法 对 应
400kA特大型预焙电解槽节能工艺技术研究项目
400kA特大型预焙电解槽节能工艺技术研究项目400kA特大型预焙电解槽节能工艺技术研究项目汇报材料一、项目研发的主要内容400kA特大型预焙铝电解槽代表着我国电解铝技术设计的最高水平，是电解铝行业发展的方向。
本项目通过对神火铝业公司400kA 铝电解生产工艺控制探索与实践，在取得最佳的电解质温度、初晶温度和过热度条件下，实现提高电流效率、降低槽电压，从而实现电解槽平稳运行,达到节能降耗的目的。
二、项目研发的意义有色金属工业中长期科技发展规划（2006—2020年）指出：“今后15年，有色金属工业持续发展，必须坚持节能优先，降低单位产品能耗，遏制能源消耗总量增长过快，努力推进结构节能、技术节能、能源转换和梯级利用。
”电解铝占有色行业总能耗的75%，属于耗能大户，负有重大的节能责任。
鉴于电解铝的生产以消耗大量的能源（电能）和原材料（炭素材料）为前提，降低电解成本实际上就是降低电解生产的电耗和原材料消耗，其中尤其是电耗，在吨铝成本上占很大比率。
近几年我国电解铝企业吨铝单耗在不断降低，有的企业已经达到或超过了国际先进铝企业的水平，但是，我国铝电解节能潜力仍然很大：首先是我国各生产企业之间的综合电耗差距大，接近2000kWh/t-Al；其次是电解铝生产的理论能耗为6330kWh/t-Al，即使均达到最好的13826kWh/t-Al指标，其能量利用效率仍不足50%，我国铝工业科技和生产技术人员，经过长期的技术创新和生产实践，已摸索出了许多电解铝工业节能降耗的有效途径，对将电解铝生产能耗降低到13500kWh/t-Al以下，具有坚定的信心。
目前,我公司的电解铝行业吨铝交流电耗为14000kWh/t，我公司400kA特大型预焙铝电解槽代表着我国电解铝技术设计的最高水平，是电解铝行业发展的方向，其单位产品能耗指标达到国内先进水平。
本项目主要研究在最佳的电解质温度、初晶温度、过热度控制，以及过程工序、工艺下，实现吨铝交流电耗13700kWh/t以下目标，不但对企业具有直接的经济效益，而且对控制环境恶化，建立资源节约型、环境友好型社会发挥应有的作用，并且对铝行业发展进步发挥重大的引领作用。
KA预焙阳极铝电解槽阳极组设计方案
第一章绪论20世纪80年代以前，工业铝电解的发展经历了几个重要阶段，其标志的变化有：电解槽电流由24kA、60kA增加至100～150kA；槽型主要由侧插棒式（及上插棒式）自焙阳极电解槽改变为预焙阳极电解槽；电能消耗由吨铝22000kW·h降低至15000kW·h；电流效率由70～80%逐步提高到85～90%。
1980年开始，电解槽技术突破了175KA的壁垒，采用了磁场补偿技术，配合点式下料及电阻跟踪的过程控制技术，使电解槽能在氧化铝浓度变化范围很窄的条件下工作，为此逐渐改进了电解质，降低了温度，为最终获得高电流效率和低电耗创造了条件。
在以后的年份中，吨铝最低电耗曾降低到12900～13200 kW·h，阳极效应频率比以前降低了一个数量级。
80年代中叶，电解槽更加大型化，点式下料量降低到每次2kg氧化铝，采用了单个或多个废气捕集系统，采用了微机过程控制系统，对电解槽能量参数每5s进行采样，还采用了自动供料系统，减少了灰尘对环境的影响。
进入90年代，进一步增大电解槽容量，吨铝投资较以前更节省，然而大型槽（特别是超过300kA）能耗并不低于80年代初期较小的电解槽，这是由于大型槽采取较高的阳极电流密度，槽内由于混合效率不高而存在氧化铝的浓度梯度；槽寿命也有所降低，因为炉帮状况不理想，并且随着电流密度增大，增加了阴极的腐蚀，以及槽底沉淀增多，后者是下料的频率比较高，而电解质的混合程度不足造成的。
尽管如此，总的经济状况还是良好的。
90年代以来，电解槽的技术发展有如下特点：（1）电流效率达到96%；（2）电解过程的能量效率接近50%，其余的能量成为电解槽的热损而耗散；（3）阳极的消耗方面，炭阳极净耗降低到0.397kg/kg-Al；（4）尽管设计和材料方面都有很大的进步，然而电解槽侧部仍需要保护性的炉帮存在，否则金属质量和槽寿命都会受负面影响；（5）维护电解槽的热平衡（和能量平衡）更显出重要性，既需要确保极距以产生足够的热能保持生产的稳定，又需要适当增大热损失以形成完好的炉帮，提高槽寿命。
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400kA预焙槽铝电解车间设计
摘要
大型化是当今世界铝电解技术发展的大趋势。
在现有的320kA~350kA大型铝电解槽基础上，进一步开发并建设高效、稳定和更为节能的400kA大型铝电解槽技术是当今世界各大铝业公司研究和追求的目标。
并且我国已经有多家铝电解企业已经建成400kA级铝电解生产线。
我们紧随时代步伐，设计了400kA预焙槽铝电解车间。
车间设计包括厂址选择、电解槽设计、电压平衡、能量平衡劳动定员及成本核算等。
该设计的年产量为22万吨，电流效
率高达94%。
经过多方论证厂址选择伊川县工业园区。
关键词：铝电解槽，物料平衡，能量平衡，电压平衡，车间设计
The Design of 400kA Pre-baked Anode Aluminum Reduction
Plant
ABSTRACT
Large-scale is the general trend of aluminium electrolysis technological development in the world nowadays．Developing more efficient，more stable and more energy-saving 400kA aluminium reduction cell technology，based on the existing 320kA~350kA aluminium reduction cell，is the goal studied and chased by worldwide major aluminium companies．And there are a few aluminum electrolysis enterprises that have built 400kA grade aluminum electrolytic production line．Following the pace of times，we complete the design of the 400kA pre-baked aluminum electrolysis
workshop．The designs include site-selection， designs of electrolyzers，voltage balance, energy balance，labor quota and cost accounting and so on．Yield of the design reaches to the annual output of 220000 tons，and the current efficiency as high as 94%．After many discussions，we decide to choose Yichuan County Industrial Park as the site．
KEY WORDS：aluminum reduction cell，material balance，energy balance，voltage balance，the design of workshop
目录
前言 (1)
第一章铝电解简介 (3)
§1.1 铝的性质及用途 (3)
§1.1.1 铝的性质 (3)
§1.1.2 铝的用途 (3)
§1.2铝电解简史及发展现状 (4)
§1.2.1 铝电解简史 (4)
§1.2.2我国铝电解技术发展现状 (6)
§1.2.3 世界铝电解工业技术现状 (7)
§1.3铝电解用原料与原材料 (9)
§1.3.1 铝电解原料——氧化铝 (9)
§1.3.2 铝电解熔剂——氟化盐 (10)
§1.3.3 铝电解预焙阳极炭块 (11)
§1.4 铝电解过程描述 (12)
§1.5 铝电解槽与电解槽系列 (13)
§1.5.1 阴极装置 (13)
§1.5.2 阳极装置 (13)
§1.5.3 母线装置 (14)
§1.5.4 使用寿命 (15)
第二章厂址选择与论证 (16)
§2.1.电力供应 (16)
§2.2.运输系统 (16)
§2.3.外围服务 (17)
§2.4.环境和土地 (17)
第三章技术经济 (18)
§3.1主要技术经济指标的选择论证 (18)
§3.2综合经济技术指标的计算 (19)
§3.3 主要经济技术指标的确定与列表 (21)
第四章物料平衡 (23)
§4.1 物料平衡的计算 (23)
§4.2物料平衡列表 (24)
第五章电解槽结构的设计 (26)
§5.1 概述 (26)
§5.2 阳极结构 (26)
§5.3 阴极结构 (27)
§5.3.1 槽壳 (27)
§5.3.2 内衬及保温绝热结构 (28)
§5.4 母线结构 (29)
§5.4.1.阳极母线 (29)
§5.4.2.阴极母线 (31)
§5.4.3短路母线 (32)
第六章电压平衡 (33)
§6.1 实际分解电压 (33)
§6.2 电解质电压 (33)
§6.3 阳极电压降 (34)
§6.3.1 阳极大母线电压降 (34)
§6.3.2 阳极软母线电压降 (34)
§6.3.3 阳极立柱母线电压降 (35)
§6.4 阴极电压降 (36)
§6.4.1 槽底电压降 (36)
§6.4.2 阴极软母线电压降 (37)
§6.4.3槽周阴极母线电压降 (37)
§6.4.4 焊点压降 (37)
§6.5 阳极效应分摊电压降 (37)
§6.6 连接母线压降 (38)
第七章能量平衡 (40)
§7.1 计算方法与基础条件 (40)
§7.2能量平衡计算 (40)
§7.2.1热量输入计算 (40)
§7.2.2 热量支出计算 (41)
§7.3 能量平衡列表 (51)
第八章劳动定员及成本核算 (53)
§8.1劳动定员 (53)
§8.2成本核算 (53)
第九章环境保护和安全生产 (55)
§9.1环境与卫生 (55)
§9.2安全生产 (55)
结论 (57)
参考文献 (58)
致谢 (59)
前言
自上世纪80年代以来，我国电解铝技术取得了很大的发展，尤其在大型预焙铝电解槽的设计技术、制造技术、生产技术等领域形成了自己的大型铝电解技术体系，开发成功了300kA~400kA大型铝电解槽。
先进的300kA~350kA大型预焙槽及其配套技术得到了广泛应用，从而减少了能量消耗和环境污染，但与国外先进电解槽相比较，我国电解槽在设计、制作、电解槽单位面积产铝量及吨铝直流电耗等方面还存在一定差距[1]。
我国自主研发的400kA级大型预焙阳极铝电解槽技术，于08年由中国铝业兰州分公司、沈阳铝镁设计研究院研制开发获得成功。
并与2008年3月21日通过了由中国有色金属。