电解铝生产的主体设备是铝电解槽
电解铝知识测试题库
电解铝知识测试题库电解一车间电解题库一、填空：1、电解正常生产中氧化铝浓度控制范围是（1.5~3.5%）。
2、过热度是指电解温度高出（初晶温度）以上的温度，正常生产槽过热度控制在（8~15）℃。
3、铝是地球上极丰富的（金属）元素，其贮藏量在金属中居第（2）位。
4、铝是一种（银白）色的金属，具有良好的性能，纯铝熔点在（660）摄氏度，沸点为（2500）摄氏度。
5、铝在常温下密度是（2.7）g/cm3，即铝的质量为同体积水的（2.7）倍，但约为钢铜质量的（三）之一。
6、在实际生产中，阳极气体不全是二氧化碳，而是二氧化碳和（一氧化碳）的混合物。
7、分子比是指冰晶石中所含（氟化钠）的摩尔数与（氟化铝）的摩尔数之比，俗称（摩尔比）。
8、铝电解质的性质主要是指初晶温度、（密度）、（粘度）、表面性质、（挥发性）等。
9、初晶温度是指混合液体开始形成（固态晶体）的温度。
10、密度是指单位体积的某种物质的（质量），其单位为g/cm3。
11、挥发性是指液体低于（沸点）的状况下，分子以气态溢出的程度。
12、氧化铝俗称（铝氧粉），分子式（AL2O3），熔点为（2050）℃，沸点为（3000）℃。
13、冰晶石分为（天然）冰晶石和（人造）冰晶石。
14、阴极结构是指电解槽的（槽体）部分，它是由（槽壳）和内衬砌体组成。
15、铝电解槽的结构分为（阴极）、（上部）、（母线）结构和电气绝缘四个部分。
16、电解槽预热焙烧的目的是预热（阴极）、烘干（内衬）。
17、铝电解槽预热焙烧的四种方法是（铝液预热）、（焦粒焙烧）、石墨粉焙烧法、燃料预热法。
18、电解槽启动方法分为干法启动和（湿法）启动。
19、电解槽正常生产具备的条件，一是各项技术条件达到（正常生产）范围，二是建立规整的（槽膛内型）。
23、电解槽保温料的作用是（保温）、（防止阳极氧化）、迅速提高钢-碳接触处温度，降低接触电压降。
24、电解槽的常规测量（电解温度）、（铝水平）、炉底压降测量、阳极电流分布等。
电解铝能耗标准
2001年至 年至2008年铝电解综合交流电耗 年至 年铝电解综合交流电耗
4）十年来我国电解铝工业发展迅速，技术装 备水平明显提高，但投资严重过热，产量从 2000年283万吨急剧增加到2008年的1376万吨， 占世界总产量约33%。2009年已建产能已超过 2100万吨。 本标准的制订和实施将为制止铝冶炼企业 盲目投资和低水平重复建设、淘汰高耗能高污 染的落后电解铝生产工艺提供依据，促进铝行 业优化产业结构，促进企业技术进步。
பைடு நூலகம்
电解铝企业产品: 电解铝企业产品: 是指原料经过加工生产后符合质量标准要 求并直接在市场上销售的物质， 求并直接在市场上销售的物质，电解铝企业的 产品主要为铝锭。 产品主要为铝锭。 参与计算能源消耗限额产品必须已完成全 部生产过程，经检验符合规定的质量标准， 部生产过程，经检验符合规定的质量标准，并 办完入库手续的合格铝锭产品。 办完入库手续的合格铝锭产品。 合格铝锭产品是指满足GB/T 1196合格铝锭产品是指满足GB/T 1196-2008 重熔用铝锭》要求的铝锭。 《重熔用铝锭》要求的铝锭。单位产品是指单 位合格产品。 位合格产品。
《节约能源法》第七十二条规定：生产单位超过 单位产品能耗限额标准用能，情节严重，经限期治理 逾期不治理或者没有达到治理要求的，可以由管理节 能工作的部门提出意见，报请本级人民政府按照国务 院规定的权限责令停业整顿或者关闭。 现有电解铝企业达到限额限定值的规定，也必须 逐步进行技术改造，在“十一五”末能耗水平达到新 建企业能耗水平标准。本条款有效期31个月，其实 2008年四季度突然爆发的世界经济危机，铝锭价格急 剧下降，已经使部分高能耗、高电价、高成本的电解 铝企业逼迫停产。
4、本标准制订过程 、
调研：通过实地调研和发函共收集到16家电解铝 调研 企业，27个电解系列三年主要能耗指标数据，涵盖了 我国从80kA到350kA主要电解槽槽型。 标准初审：2007年1月14日在北京市召开初审会； 标准初审 标准审定：2007年6月27日至29日在宁夏银川市召 标准审定 开审定会。 标准实施日期：2008年6月1日 标准实施日期
低电压生产电解槽侧部碳化硅结合氮化硅升起的原因及预防措施
低电压生产电解槽侧部碳化硅结合氮化硅升起的原因及预防措施摘要：现阶段的低电压铝电解槽生产中，侧部碳化硅升起现像比较普遍，甚至出现顶坏电解槽槽沿板的情况。
露出电解槽的部分碳化硅会出现不同程度的氧化，从而造成电解槽破损。
为了防止电解槽侧部早期破损，达到延长电解槽槽寿命的目的，必须对侧部碳化硅升起进行严格的控制。
关键词：铝电解槽；碳化硅结合氮化硅；槽沿板；破损；热膨胀前言在生产中遇到电解侧部碳化硅结合氮化硅升起的现象，会对生产造成了不良的影响，轻则使电解槽铝液中铁、硅含量升高、电压波动，造成电解槽平均电压升高电流效率下降，严重的使电解槽出现侧部出现早期破损；本文对电解槽侧部碳化硅结合氮化硅升起的原因进行分析，并制定了防控措施，在实施过程中效果比较明显。
1、铝电解槽结构分析铝电解槽是铝电解生产的主体设备．到目前为止铝电解槽的阳极有所不同，但是阴极结构基本相同．电解槽的寿命取决于阴极，因此电解槽的寿命通常指的是阴极的寿命．铝电解槽阴极由电解槽槽壳、保温材料、耐火材料和炭素内村四部分组成．铝电解槽侧部碳化硅结合氮化硅直接与电解质和铝液相接触，是铝电解槽的关键部位，这不仅是由于它是盛置熔融的铝液和电解质的容器，更为重要的它还作为一种导热性能良好，易形成电解质结壳炉帮的材料．铝电解槽的侧部是由侧部碳化硅结合氮化硅块和扎固糊扎固而成。
铝电解槽内衬按区域分，可分为底部内衬和侧部内衬．底部内衬从功能上讲，起着支承阴极结构和保温的作用．侧部内衬则主要起着保护钢制金属外壳面免受电解质熔体的侵蚀的作用．由于电解质的强烈腐蚀性，仅仅靠侧部内衬材料尚不足以抵御电解质的长期侵蚀，因此，希望在侧部内衬里侧形成一层所谓的炉帮，来保护侧部内衬。
2、电解槽侧部碳化硅结合氮化硅升起的原因电解槽在前期的生产中很少有侧部碳化硅结合氮化硅升起的发生．侧部碳化硅结合氮化硅升起有一个过程，在焙烧启动时，电解质不断渗入侧部扎固缝和碳化硅结合氮化硅裂缝中，一部分形成结晶，碳化硅结合氮化硅内部产生较大的应力，碳化硅结合氮化硅体积发生明显的膨胀．这种应力产生的膨胀会使部碳化硅结合氮化硅变得酥松，碳化硅结合氮化硅之间的裂纹增大，电解质和铝液则由裂纹往里渗漏，当渗漏到一定程度时，温度的变低使其凝固，在电解槽技术条件的波动时，则会使电解槽温度发生变化．这种变化将会使渗入到裂缝里的电解质和铝液重新熔化和凝固，因此形成了一个凝固——熔化——再凝固的恶性循环，每一次循环，都会使电解质和铝液继续往里渗漏，直到通过侧部碳化硅结合氮化硅，进入下面的砌筑料和防渗材料层．当电解槽温度发生波动时，更加剧了电解质和铝液的往里渗漏，这些渗漏物的增加以及对碳化硅结合氮化硅的侵蚀，使向上隆起的速度加快，最终导致侧部碳化硅结合氮化硅的升起和破裂，电解槽的侧部早期破损，而无法生产被迫对侧部进行修补，严重时会造成侧部漏炉。
电解铝电解槽结构
电解铝电解槽结构电解铝是一种重要的金属材料，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
而电解铝的生产过程中，电解槽是关键设备之一。
本文将介绍电解铝电解槽的结构和工作原理。
一、电解槽的概述电解槽是电解铝生产中的核心设备，其主要功能是通过电解过程将铝矾土中的铝氧化成金属铝。
电解槽一般由槽体、电解质、电极和电源等组成。
二、槽体结构电解槽的槽体一般采用钢结构，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
槽体内部由耐火材料涂层，以抵抗高温和化学侵蚀。
槽体的底部设有底部引流口，用于排出电解过程中产生的铝液。
三、电解质电解质是电解槽中的重要组成部分，它起到导电和溶解铝的作用。
电解质一般由氟化铝和氯化铝等盐类组成，能够在高温下保持液态状态。
电解质的浓度和温度对电解过程的效果有重要影响。
四、电极结构电解槽中的电极是电流的传导介质，一般由碳材料制成。
电解槽中有两种类型的电极，分别是阴极和阳极。
阴极是电解铝的产出端，它由导电炭块组成，能够吸附氧化铝并还原成金属铝。
阳极则是电解质的溶解端，它由碳块或碳钢制成，能够氧化成二氧化碳。
五、电源系统电解槽的电源系统是为电解过程提供电能的设备。
电源系统一般由整流器和变压器组成。
整流器将交流电转换为直流电，变压器则将高压电流降低到适合电解槽的电压。
六、电解过程电解过程是电解铝生产的核心环节。
在电解槽中，铝矾土经过磨碎、脱水等处理后，成为称为氧化铝的粉末。
氧化铝与电解质混合后，放置在电解槽中。
通电后，正极吸附氧化铝并还原成金属铝，同时负极产生氧化反应。
金属铝在槽底通过底部引流口排出，而氧化反应则产生二氧化碳。
七、电解槽的优化为了提高电解铝的生产效率和降低能耗，电解槽的结构也在不断优化。
例如，采用新型的槽体材料和涂层，能够提高抗腐蚀性和热稳定性；优化电解质的组成和浓度，可以提高电解效果；改进电极材料和形状，能够增加电流传导效率。
总结起来，电解铝电解槽是电解铝生产过程中的核心设备，其结构包括槽体、电解质、电极和电源等。
铝电解槽的破损及维修方法探究
铝电解槽的破损及维修方法探究发布时间：2022-05-12T10:58:59.996Z 来源：《科技新时代》2022年3期作者：冯永河[导读] 冶金行业生产工艺中的设备维修对于生产工艺安全和生产效率有重要影响。
七冶安装工程有限责任公司贵州省贵阳市550014 摘要：冶金行业生产工艺中的设备维修对于生产工艺安全和生产效率有重要影响。
铝电解槽是重要的金属冶炼设备，在日常运行中因各种原因导致铝电解槽发生破损。
通常所说的铝电解槽破损是阴极破损。
电解槽底部在铝液侵蚀作用下加速融化，电解槽铝液中铁元素的含量增加，电解槽阴极内衬破损越发严重，当铝液中的铁含量超标时意味着电解槽阴极内衬已经严重破损。
为了延长铝电解槽使用寿命，对铝电解槽破损情况进行分析，提出合理的电解槽破损维修方法，保证生产安全和生产效率，控制设备损耗成本。
关键词：铝电解槽；工程维修；破损分析；维修方法；质量控制 1引言在电解铝生产中，铝电解槽是电解铝的重要设备，对铝电解槽的破损因素进行分析，针对破损的原因制定和采取合理的维修方案，保障铝电解槽运行安全可靠，满足电解铝生产工艺实际需求。
对于工程施工人员来说，针对铝电解槽的破损问题进行分析研究十分必要。
2铝电解槽破损分析在铝电解生产工艺中，铝电解槽发生破损给生产安全和生产效率带来不利影响。
破损的原因大致可分为三种。
首先，因铝电解槽内钠含量发生变化伴随钠在电解槽内迁移、扩散、渗透，最终导致炭和钠发生反应，炭钠化合物会导致晶格体积膨胀，整体酥松度增加，造成电解槽阴极损耗。
一般情况下，铝电解槽内的温度在发生反应时400℃~1000℃间，在这一温度范围内的铝电解槽阴极容易发生炭钠反应，随着温度的升高，电解槽阴极破损的情况有所减弱。
第二，铝电解槽阴极炭块材料质量发生变化导致电解质渗透量发生改变。
一般情况下阴极炭活性大，电解质的渗透量也越大；炭的孔隙度大，电解质的渗透量越大。
电解质渗透会引起铝电解槽破损。
第三，铝电解槽在使用的过程中，阴极炭块随着时间延长发生结构变异，如膨胀、隆起、出现裂缝等，这些结构变化会促使阴极内衬发生变异。
铝电解用的原材料大致分三类
铝电解用的原材料大致分三类：原料——氧化铝；熔剂——氟化盐(包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂等)；阳1．生产工艺(1)工艺机理铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法。
所谓冰晶石－氧化铝融盐就是以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成的多相电解质体系，即为Na2AIF6-A12O3二元系和Na3AIF6-AIF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。
能够传导电流和在电流通过时改变自己成分的液体叫做电解质。
许多年以来，铝电解质一直以冰晶石为主体，其原因如下。
①纯冰晶石不含析出电位（放电电位）比铝更正的金属杂质（铁、硅、铜等），只要不从外界带入杂质，电解生产可以获得较纯的铝。
②冰晶石能够较好的溶解氧化铝，在电解温度950-970℃时，氧化铝在冰晶石溶液中的溶解度约为10％（质量）。
③在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比同温度的铝液的密度小，它浮在铝液上面，可防止铝的氧化，同时使电解质和铝很好地分离，这既有利于电解过程，又简化了电解槽结构。
④冰晶石有一定的导电能力，这样使得电解液层的电压降不至过高。
⑤冰晶石熔液在电解温度下有一定的流动性，阳极气体能够从电解液中顺利地排出，而且有利于电解液的循环，使电解液的温度和成分都比较均匀。
⑥铝在冰晶石熔液中的溶解度不大，这是提高电流效率的一个有利因素。
⑦冰晶石熔液的腐蚀性很大，但碳素材料能抗受它的侵蚀，用碳素材料作内衬建造电解槽基本上可以满足生产的要求。
⑧在熔融状态下，冰晶石基本上不吸水，挥发性也不大，这将减少物料消耗并能保证电解液成分相对稳定。
以上所述有的是冰晶石的优点，也有的是它的缺点，如纯冰晶石的熔点较高（1008.5℃），导电性能不好和腐蚀性强，以及氧化铝在其中的溶解量不大等，这些导致了熔盐电解法生产铝时电能消耗大，建设投资和生产费用高。
多年来，为了克服其缺点，促使入们去寻找能代替它的新物质，但至今尚未取得成功；同时，入们也研究使用一些添加物像氟化钙、氟化镁、氟化锂等，来改善冰晶石一氧化铝熔体的性质。
电解铝厂生产流程简介
（一）、动力系统
• 动力系统主要任务：就是负责公司内部所有单位的 （生产和生活）用电、用水和用风，并负责电解槽 计算机控制系统的维护。
1.整流系统 A、工艺流程：由电厂来的110kV、220kV电压经动力变压
器，变为铝厂所需的10kV电压；通过调压变压器及整流 变压器利用二极管的单向导通性能将交流电变为直流电 以供电解铝的需要。 B、工艺流程图
3、铝电解质及其性质
• 在电解生产过程中，液体电解质是保证电解过程能够进行的 重要条件之一。液体电解质即指冰晶石－氧化铝均匀熔融体， 其主要成分是冰晶石（占85%左右）。 • 冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为分子 比。正常生产过程中，电解质的分子比一般保持在2.4左右， 呈弱酸性。 • 冰晶石理论上讲，在电解过程中是不消耗的，但实际上由于 冰晶石中的氟化铝被电解液中的水分分解，或自身挥发；氟 化钠被电解槽内衬吸收以及操作时的机械损失等原因，在生 产过程中是有一定损耗的。 • 冰晶石在熔点处的密度为2.112g/㎝3
氧化铝
冰晶石
氟化盐
阳极炭块
电解槽 废气 阳极气体 铝液 气体净化 送铸造 载氟氧化铝
铝电解槽生产工艺和施工概述
铝电解槽生产工艺与施工概述铝电解槽生产是铝工业生产的核心。
近几年西方国家新建或扩建的大型铝厂几乎全部采用300KA级（包括160KA~600KA）铝电解槽生产铝。
铝工业生产主要是由三大块互相独立又相互依存的生产组成，即氧化铝生产、电解铝生产、铝用炭素材料生产。
三大块中电解铝生产是核心。
从工艺复杂程度看：氧化铝生产最复杂，铝用炭素材料生产排第二，电解铝生产排第三。
从投资额大小看：氧化铝生产最大，铝电解生产仅次，铝用炭素材料生产排后。
从施工工期看：氧化铝生产最长，铝电解生产其次，铝用炭素材料生产再次。
电解铝生产主要是铝电解槽。
一、电解厂房电解厂房一般为装配式钢筋混凝土排架结构。
厂房内为两层楼结构，底层有钢筋混凝土设备基础，安装铝电解槽及阴极母线等；第二层为操作层，标高一般约2~3m左右。
设备基础和二层楼结构均为钢筋混凝土结构。
屋面一般采用轻型钢屋盖，轻型墙面围护结构。
厂内配有多功能天车，供更换阳极炭块、出铝、运输等作业，轨顶标高一般为9m左右。
吊车梁一般为钢筋混凝土预制构件。
从建筑工程的角度，土石方、杯口基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁、现浇钢筋混凝土设备基础、轻型钢屋架、铝板瓦或彩板瓦等，都是常规施工方法施工。
二、铝电解槽主要工艺电解铝生产是把氧化铝中的铝转变为金属铝的过程。
其生产的主要原理是以熔融的冰晶石—氧化铝体系作为电解质，以炭素材料作为两极（即阳极和阴极），炭素阳极安装在电解槽上部，阳极母线强大的直流电（30~320KA，不同的铝电解槽采用不同的电流）通过炭素阳极材料导入电解槽的电解液与铝液层并参与电化学反应，然后从炭素阴极材料经阴极母线导出。
直流电在电极间产生热能并保持正常的电解温度（920~950℃），使冰晶石和氧化铝熔融体变成离子状态，在炭素阳极底部发生分解氧化铝的复杂的电化学反应（称阳极反应），阳极的最终产物是CO和CO2的混合气体（一般情况下，生成的CO约占30%左右），在阴极上析出液态金属铝，再铸成铝锭，完成铝的生产。
电解铝生产概况
电解铝生产概况1. 引言电解铝（Electrolytic Aluminum）是指利用电解法从氧化态的铝矾土或氟硅石熔融盐系上电解制取的纯铝金属的过程。
作为全球最常用的金属之一，电解铝广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
本文将介绍电解铝的生产过程、原料及工艺等概况。
2. 电解铝生产过程电解铝的生产包括从铝矾土（Alumina）中提取氧化铝（Alumina），然后将氧化铝通过电解法转化为纯铝金属。
2.1 提取氧化铝提取氧化铝的主要原料是铝矾土，也称为泡沫土。
铝矾土主要由氧化铝、氧化硅和水合铝石组成。
提取氧化铝的过程包括粉碎、皮脱、丢铁、消石灰处理、压制成型、煅烧等步骤。
最终得到纯净的氧化铝。
2.2 电解制铝得到氧化铝后，需要将其通过电解过程转化为纯铝金属。
电解精炼是将氧化铝的氧化铝阳极浸入熔融的氟化铝盐电解液中，并施加电流通过氧化铝阳极和石墨阴极之间的间隙。
在此过程中，氧化铝被分解成纯铝和二氧化碳。
纯铝被沉积在阴极上，二氧化碳则从阳极排出。
通过这种电解过程，可以获得高纯度的电解铝。
3. 电解铝生产工艺电解铝生产的工艺主要包括铝电解槽的结构和操作条件等方面。
3.1 铝电解槽结构铝电解槽是电解铝生产过程中最关键的设备之一。
它通常由一系列的焦炭和铝石墨电极组成，电极之间设置隔膜以隔离阳极和阴极。
另外，还需要有恒温系统保持电解槽温度稳定，以及氟化铝盐电解液供应系统。
3.2 操作条件在电解铝生产过程中，有一些关键的操作条件需要控制，以确保高效的生产和优质的产品。
•电流密度：电解槽的电流密度是指通过单位槽面积的电流量，通常在120kA/m2到250kA/m2之间。
•温度控制：电解槽的温度需要保持在高温条件下（通常在950°C到980°C之间），以保证电解过程的正常进行。
•槽压控制：槽压是指电解槽内的压力，需要保持恒定，以确保电解液流动的稳定性和电解效率。
4. 电解铝生产的环境影响电解铝生产过程中产生大量的氟化物和二氧化碳等废气和废水。
电解铝电解槽结构
电解铝电解槽结构电解铝是一种常见的铝生产方法，其核心设备是电解槽。
电解槽是一个用于电解铝的设备，它采用特定的结构设计，以实现高效的铝电解过程。
电解槽通常由斜坡式底槽、阳极和阴极等组成。
斜坡式底槽是电解槽的主体部分，它由耐火材料制成，具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。
底槽的斜坡设计有助于铝液从底部流出，便于收集和提取。
阳极位于底槽的顶部，它是电解过程中的正极，通常由碳材料制成。
阳极的作用是提供氧化反应所需的正电荷。
阴极位于底槽的底部，它是电解过程中的负极，通常由碳材料涂覆钢制而成。
阴极的作用是吸收氧化反应产生的电子。
在电解铝的过程中，电解槽中的电解质是非常重要的。
电解质一般采用氟化铝和氯化铝的混合物，它们可以提供所需的离子导电性。
电解质的浓度和温度对电解过程的效果有着重要的影响。
此外，电解槽还需要配备炉渣槽和温度控制系统等设备，以确保电解过程的稳定性和效率。
除了上述基本结构外，电解槽还可以根据具体的工艺要求进行一些改进。
例如，可以在底槽中设置导流板或导流槽，以改善液体流动的均匀性和稳定性。
此外，还可以在阳极上设置保护罩，以减少阳极的损耗和杂质的进入。
电解槽还可以根据需要进行分段设计，以提高铝液的纯度和收集效率。
在实际应用中，电解槽的结构设计需要兼顾多个因素。
首先，要考虑到生产效率和能耗的平衡，以实现高效的铝生产。
其次，要考虑到设备的耐用性和稳定性，以确保长期稳定运行。
此外，还要考虑到维护和清洁的便利性，以减少生产线停机时间和生产成本。
电解铝电解槽是实现铝电解的关键设备，其结构设计直接影响到生产效率和产品质量。
通过合理的设计和改进，可以提高电解过程的效率和稳定性，实现高效、低能耗的铝生产。
金属铝冶炼工艺重大危险因素分析及预防措施
金属铝冶炼工艺重大危险因素分析及预防措施摘要：近年来，我国经济水平的提高及科技的发展，促进了我国金属铝冶炼工业的不断进步，并使我国金属铝冶炼技术逐渐走向成熟。
然而，金属铝冶炼过程的危险系数较高，而且金属铝冶炼过程中严重的安全事故时有发生。
基于此，本文论述了金属铝冶炼工艺重大危险因素及预防措施。
关键词：金属铝冶炼工艺；危害因素；预控措施由于金属铝冶炼属于工业企业中的高危行业，在生产运营和人员操作等方面均存在较高的安全风险，生产过程中的设备设施本质安全、生产运营组织等都伴随安全风险的存在，如果风险控制不到位可能会带来人员安全的威胁，会导致生产系统的破坏甚至停产，因此，对造成主要危险因素的原因进行剖析并采取严格的控制措施，是控制风险、预防事故的必然选择。
本文首先介绍了铝的相关概述，阐述了金属铝冶炼工艺设计的特点，并详细探讨了金属铝冶炼中的重大危险因素及其预控措施。
一、铝的概述铝是一种轻金属，化学符号为Al，原子序数：13。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第二位。
在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。
铝为银白色轻金属，有延展性，商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。
易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，不溶于水，但能和热水缓慢地反应生成氢氧化铝，相对密度2.70，弹性模量70Gpa，泊松比0.33，熔点660℃，沸点2327℃。
以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。
此外，铝是人们日常生活中常见且常用到的一种金属，其重量轻和耐腐蚀，是其性能的两大突出特点。
铝的密度很小，仅为2.7g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金。
铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性。
另外，铝有较好的延展性。
你了解铝电解槽的基本结构和耐火材料的应用吗？
你了解铝电解槽的基本结构和耐⽕材料的应⽤吗？铝电解槽是铝电解⽣产的主要热⼯设备。
电解铝是把氧化铝中的铝转变成⾦属铝的过程，其转变的主要原理是以冰晶⽯和氧化铝熔体作为电解质，以炭素材料作为两极，直流电经阳极导⼊电解液与铝液层，⽽后从阴极导出。
直流电在电极间产⽣热能，并保持正常的电解温度(920〜980℃)，使冰晶⽯和氧化铝熔融体变成离⼦状态，同时实现电化学反应，电解的产物在阳极上为CO2和CO的混合⽓体，在阴极上析出液态⾦属铝。
关于1、铝电解槽的基本结构电解槽按槽⼦的结构分为有底式和⽆底式两种;按槽壳外形分为正⽅形和长⽅形两种;按阳极结构分为预焙阳极和连续⾃焙阳极;按导电的⽅式分为侧部导电和上部导电等。
过去采⽤的电解槽多为⽆底式长⽅形侧部导电连续⾃焙阳极。
近年来，有底式上部导电预焙阳极160〜350kA的电解槽,得到了⼴泛的应⽤。
图11-1为⼀座320kA的预焙阳极铝电解糟预焙阳极160~350kA铝电解槽铝电解槽各部位砌体体积见表11-1。
关于2、铝电解槽重要砌筑材料选⽤2.1硅酸钙板硅酸钙板，执⾏国家标准GB/T10699。
硅酸钙板的物理指标见表11-2，其尺⼨允许偏差和外观见表11-3.2.2黏⼟质隔热耐⽕砖黏⼟质隔热耐⽕砖，执⾏国家标淮GR/T3994。
黏⼟质隔热耐⽕砖的物理指标见表11-4,其尺⼨允许偏差和外观见表11-5。
2.3黏⼟质耐⽕砖黏⼟质耐⽕砖，执⾏标准YB/T5106-1993。
黏⼟质耐⽕砖的物理性能指标见表11-6.黏⼟质耐⽕砖的尺⼨允许偏差和外观见表11-7.电解槽使⽤黏⼟砖牌号不低于N-4。
热导率/W·(m·K)2.4 ⼲式防渗料⼲式防渗料技术性能指标见表11-8.2.5 电解槽⽤普通阴极炭块电解槽普通阴极炭块.执⾏⾏业标准YS/T286—1999。
阴极炭块的理化指标见表11-9，阴极炭块允许偏差见表11-10，阴极炭块弯曲度见表11-11.炭块表⾯的缺陷见表11-12，外观应符合如下规定：(1)炭块表⾯平整，断⾯组织不许有空⽳、分层和夹杂物。
电解铝节能技术发展及应用浅议
电解铝节能技术发展及应用浅议[摘要]本文基于电解铝生产工艺，对电解铝生产的主要能耗以及降低能耗的主要途径做了分析。
同时基于现阶段电解铝生产节能减耗的主要技术方向做了探讨，并重点对电解铝“低温低压节能技术”做了说明和应用分析。
[关键词]电解铝；节能技术；低温低压中图分类号：f279 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0050-02“十二五”（2011-2015年）是我国经济社会发展的重要战略机遇期，也是转变发展方式，加快建设资源节约型和环境友好型工业体系的关键时期。
工业化、城镇化快速发展，经济增长的能源资源和环境约束日益强化，工业作为能源消耗的主要领域，是节能工作的重点和难点，编制并实施好工业节能“十二五”规划，对于促进工业转型升级，实现工业可持续发展，确保完成节能减排约束性目标具有重要意义[1]。
电解铝工业是我国重要的基础产业，占世界的40%。
然而电解铝产业历来被称为“高耗能产业”，2012年全国总耗电量4.75万亿千瓦时，仅电解铝一个行业耗电量就占去5.4%。
所以研究和开发电解铝产业的节能技术对我国产业结构调整以及社会转型发展具有重要的价值。
一、电解铝生产工艺简介目前电解铝企业普遍采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法进行生产。
其原理是以氧化铝为原料，冰晶石等氟化盐为溶剂，炭素材料为阳极和阴极，通入直流电，在阳极和阴极间发生电化学反应，使电解质中的铝离子在阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子在阳极上放电生成二氧化碳和一氧化碳混合气体。
定期用真空抬包将电解槽中铝液吸出运往铸造工序铸造成铝锭。
电解铝生产的主体设备是铝电解槽，预焙阳极电解槽为当今铝工业发展的主流槽型，我国预焙电解槽槽型种类较多，槽容量包括从70ka～400ka多种槽型。
电解铝企业能源消耗，主要是电力，包括直流电、交流电两部分，电解槽生产工艺用电是直流电。
还有燃料油、煤气、天然气、蒸汽、压缩空气、煤、新水、循环水等。
关于铝电解槽的工程费用控制
关于铝电解槽的工程费用控制作者：张建强来源：《中国集体经济》2017年第19期摘要：一般来说，一个完整的电解铝项目，铝电解槽的费用占工程直接费的80%左右，做好铝电解槽的工程费用控制对整个项目费用控制都有着重要的意义。
文章结合相关专业知识和实际工作经验，在基于工程量清单计价的模式下重点论述了电解铝项目中的电解槽的费用控制。
关键词：铝电解槽；工程量清单；全费用综合单价一、铝电解槽的定义（一）铝电解槽的涵义现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。
熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃～970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。
铝电解槽就是铝电解过程的主体设备。
（二）铝电解槽的构成做好电解槽的工程造价分析，首先得清楚电解槽的构成，如图1所示。
通过图1，铝电解槽按结构形式及部位主要分成以下部分。
1. 槽壳金属结构。
铝电解槽的外部金属结构，主要由底部横梁、摇篮槽壳、大梁立柱构成，采用的材质主要是Q235B、Q345A，按设计图纸尺寸现场制作而成的非标设备。
2. 槽上部结构。
主要由以下几部分构成。
（1）阳极提升装置。
阳极提升机构是大型预焙阳极铝电解槽上部结构的一个重要组成部分，用于铝电解过程中阳极母线提升。
（2）打壳下料装置。
该装置由打壳和下料系统组成。
一般从电解槽烟道端起安置4～6套打壳下料装置，出铝端设一个打壳出铝装置，出铝锤头不设下料装置。
（3）铝罩部分。
铝罩与透气活塞将钢筒的下部隔成一个定容空间，定容空间的上端开有下料口。
整个打壳下料系统由槽控箱控制，并按设定好的程序，由计算机通过电磁阀控制，完成自动打壳下料作业。
（4）集气和排烟装置。
电解槽上部敞开面，由上部结构的顶板和槽周边若干铝合金槽盖板构成集气烟罩，槽顶板与铝导杆之间用石棉布密封，电解槽产生的烟气由上部结构下方的集气箱汇集到支烟管，再进入墙外主烟管送到净化系。
3. 阳极筑炉部分。
电解铝的基础知识
电解铝的基础知识1、铝的性质：熔点低、熔点660℃、沸点高、密度小、电阻率小、有良好的导电性和反射光的能力、无磁性。
具有两性，可与多种金属构成合金，与氧反应。
其电化当量C=0.3356g.A-1.h-12、电解质主要成分是冰晶石,电解炼铝主要原料是氧化铝。
炼铝历史：化学法炼铝（1886年前）、电解法炼铝（1886年后）。
3、电解槽是电解炼铝的核心设备；根据阳极分可以分为预焙阳极和自焙阳极，自焙阳极按导电方式分为旁插棒式和上插棒式，预焙阳极按连续使用与否分为连续式与不连续式；电解槽系列有横向和纵向两种。
4、冰晶石即氟铝酸钠，分子式为：Na3AlF6,或3NaF.AlF3，它有人造冰晶石和天然冰晶石两种。
人造冰晶石生产方法主要有酸法，碱法，干法和磷肥副产法。
5、电解铝电解质以冰晶石为主体的原因（H-H法优点）：1）冰晶石中不存在析出电位比铝正的元素，这可避免其他金属离子在阳极放电而降低Al的质量，2）熔融的冰晶石易溶解Al2O3，3)Al2O3的熔点为 2030℃，而Al2O3与Na3AlF6形成熔体后，其初晶温度降为930—980℃,4)熔融的冰晶石-氧化铝熔体具有较小的密度,5)具有较好的导电性和适合的粘度,6)不与槽内衬发生电化学反应,7)在电解温度下不吸水，挥发性不大，8）在电解温度下，具有较小的挥发度。
6、铝电解生产中向电解质加入添加剂的目的：改善原有电解质的性质，满足电解需求。
对添加剂的基本要求：1）在电解过程中不被电解成其他元素而影响Al的质量；2）应能对电解质的性质有所改善 3）吸水性和挥发性要小； 4）对Al2O3的溶解度不能有太大影响 5）来源广泛，价格低廉。
7、分子比：MR=NaF分子百分数/ AlF3分子百分数 M<3 酸性电解质 MR=2WR WR=NaF质量百分数/AlF3质量百分数。
8、添加剂对铝电解质熔体密度的影响：CaF2，MgF2的添加使电解质的密度增大。
就影响程度而言，CaF2甚于MgF2，但是在添加量为5—10%时，对电解质的密度影响很小。
有色金属-电解铝工艺流程图示说明V1.0
电解铝生产过程工艺流程说明现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。
熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃—970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。
阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。
为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。
阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。
铝电解生产可分为侧插阳极棒自焙槽、上插阳极棒自焙槽和预焙阳极槽三大类。
自焙槽生产电解铝技术有装备简单、建设周期短、投资少的特点，但却有烟气无法处理，污染环境严重，机械化困难，劳动强度大，不易大型化，单槽产量低等一些不易克服的缺点，目前已基本上被淘汰。
目前世界上大部分国家及生产企业都在使用大型预焙槽，槽的电流强度很大，不仅自动化程度高，能耗低，单槽产量高，而且满足了环保法规的要求。
我国已完成了180kA、280kA和320kA的现代化预焙槽的工业试验和产业化。
以节能增产和环保达标为中心的技术改进与改造，促进自焙槽生产技术向预焙槽转化，获得了巨大成功。
根据电解铝的生产工艺流程，电解铝的生产成本大致由下面几部分构成：（1）原材料：氧化铝、冰晶石、氟化铝、添加剂(氟化钙、氟化镁等)、阳极材料；（2）能源成本：电力（直流电和交流电）、燃料油；（3）人力成本：工资及其他管理费用；（4）其他费用：设备损耗及折旧、财务费用、运输费用、税收等。
电解铝就是通过电解得到的铝，现代金属铝的生产主要采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。
生产工艺流程如图1所示。
第1章铝电解工艺直流电通入电解槽，电解槽温度控制在940-960℃，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以炭素体作为阳极，铝液做为阴极，使溶解于电解质中的氧化铝在槽内的阴、阳两极发生电化学反应。
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9、电解铝综合交流电耗等级指标的确定
依据国家发改委下发的《铝行业准入条件》中能耗 指标的要求，在新建准入级和目标级加入电解铝综合 交流电耗限额指标。
电解铝综合交流电耗是在铝液交流电耗的基础上 加上焙烧启动、停槽、铸造工序和辅助附属工序及线 路损失等部分电耗。
根据电解铝生产电耗指标实际情况，本标准电解 铝综合交流电耗限额指标较铝液交流电耗限额指标高 500kW· h/t。
在调研企业中2006年有3个企业或电解系列单位产品综合能耗 超过限定级指标，8个企业或电解系列达到新建准入级指标，其中 2个企业达到目标级指标。
标准条文释义
前言
本标准的第4.1条和4.2条是强制性，其余是 推荐性。 现有电解铝企业单位产品能耗限额限定值 新建电解铝企业单位产品能耗限额准入值
2001年至2008年铝电解综合交流电耗
4）十年来我国电解铝工业发展迅速，技术装 备水平明显提高，但投资严重过热，产量从 2000 年 283 万吨急剧增加到 2008 年的 1376 万吨， 占世界总产量约 33%。 2009年已建产能已超过 2100万吨。
本标准的制订和实施将为制止铝冶炼企业 盲目投资和低水平重复建设、淘汰高耗能高污 染的落后电解铝生产工艺提供依据，促进铝行 业优化产业结构，促进企业技术进步。
6、限额指标的确定
本标准中能耗限额指标确定为单位产品综合能耗、电解铝综合交 流电耗和铝液交流电耗三项。 单位产品综合能耗：反映了电解铝企业的整体生产技术、装 备和管理水平； 综合交流电耗：指生产每吨合格铝锭消耗的用于电解铝生产的 综合交流电量，电解铝企业的能耗绝大部分是电耗，2007年国家 发改委在《铝行业准入条件》中，把综合交流电耗作为主要能耗 准入指标之一； 铝液交流电耗：是指生产每吨铝液消耗的交流电量，其既反映 了电解槽生产技术和操作管理水平，又反映了整流器整流效率的 高低，称为可比交流电耗。铝电解槽工艺用电占电解铝综合电耗 的绝大部分，而且各个企业在整流机组输入侧都安装有电量计量 仪表，作为电业部门收费的依据之一，并考虑到个别电解铝企业 以电解铝液作为最终产品直接销售给附近的加工企业，这样有利 于减少铝锭的重熔损失和能耗。
4.3 电解铝企业单位产品能耗限额限先进值
指标
铝液交流电耗 电解铝综合交流电耗 重熔用铝锭综合能源单耗
能耗限额准入值
≤13500kW· h/t ≤14000kW· h/t ≤1.800tce/t
本条是电解铝企业能耗限额先进值，是目前国内外电解铝企业 能耗指标的先进水平，是电解铝企业应通过加强管理和技术进步达 到的目标。 电解铝企业达到综合能耗限额先进值的规定，并不代表该企 业单位产品综合能耗达到国内或国际上的领先水平，随着铝电解技 术的不断发展和先进设备的采用，电解铝企业单位产品综合能耗也 越来越低。鼓励企业按照先进值标准来进行技术改造，更鼓励企业 按照国内或国际上领先水平进行技术改造。
电解铝企业产品: 是指原料经过加工生产后符合质量标准要 求并直接在市场上销售的物质，电解铝企业的 产品主要为铝锭。 参与计算能源消耗限额产品必须已完成全 部生产过程，经检验符合规定的质量标准，并 办完入库手续的合格铝锭产品。 合格铝锭产品是指满足GB/T 1196-2008 《重熔用铝锭》要求的铝锭。单位产品是指单 位合格产品。
电解铝生产的主体设备是铝电解槽，预焙阳极电 解槽为当今铝工业发展的主流槽型，我国预焙电解槽 槽型种类较多，槽容量包括从70kA～400kA多种槽型。
电解铝生产流程简图
3、电解铝企业单位产品能源消耗限额
能源消耗是指原料在加工生产过程中消 耗的各种能源。产品能源消耗是指综合能源 消耗。 限额，即应该控制的、不能超过的指标。 电解铝企业能源消耗：主要是电力，包 括直流电、交流电两部分，电解槽生产工艺 用电是直流电。还有燃料油、煤气、天然气、 蒸汽、压缩空气、煤、新水、循环水等。
4、本标准制订过程
调研：通过实地调研和发函共收集到16家电解铝 企业，27个电解系列三年主要能耗指标数据，涵盖了 我国从80kA到350kA主要电解槽槽型。
标准初审：2007年1月14日在北京市召开初审会； 标准审定：2007年6月27日至29日在宁夏银川市召 开审定会。 标准实施日期：2008年6月1日
4 技术要求
Байду номын сангаас
4.1 现有电解铝企业单位产品能耗限额限定值
指标
铝液交流电耗 电解铝综合交流电耗 重熔用铝锭综合能源单耗
能耗限额限定值
≤14400kW· h/t —— ≤1.900tce/t
本条属于强制性条款，是本标准的核心所在。本条 规定了现有电解铝企业单位产品能耗指标必须达到的水 平，不能达到能耗限额限定值的电解铝生产线应进行整 改或停产。
5 能耗计算原则、计算范围及计算方法
5.1 计算原则
5.1.1 企业生产的能源消耗
企业消耗的能源指用于生产活动的各种能源。包括：一次能 源（原煤、原油、天然气等）、二次能源（如电力、热力、石油 制品、焦炭、煤气等）、耗能工质（水、氧气、压缩空气等）和 余热资源。 包括能源及耗能工质在企业内部进行贮存、转换及计量供应 （包括外销）中的损耗，包括用做原料的能源，不包括生活用能 和批准的基建项目用能。
铝电解能耗分配示意简图
7、能耗限额指标数值的确定方法
能耗限额三个级别指标中最重要的是限定值指标， 既要满足国家规定的“淘汰现有20％～30％的落后工 艺或设备”，又要符合现有企业的生产实际情况，按 照GB/T 12723 “产品单位产量能源消耗定额编制通 则”，能源消耗定额应为近三年全国同行业能耗指标 的平均值乘以一定的系数而得出。系数应根据行业的 发展、数据收集范围和其他情况来确定。
我们对调研企业综合能耗数据进行了处理和分析，2004～ 2006年单位产品综合能耗平均值1.930吨标煤/t。考虑调研企业的 技术装备水平和大部分企业为所有铝产品的综合能耗数据，重熔 用铝锭单位产品综合能耗限定级指标在1.900吨标煤/t较为合适。 2006年调研企业单位产品综合能耗平均值1.880吨标煤/t，新建准 入级应低于此数值，结合电解铝液交流电耗等级指标确定了重熔 用铝锭单位产品综合能耗等级指标。
4.2 新建电解铝企业单位产品能耗限额准入值
指标 铝液交流电耗 电解铝综合交流电耗 重熔用铝锭综合能源单耗
能耗限额准入值 ≤13800kW· h/t ≤14300kW· h/t ≤1.850tce/t
本条属于强制性条款，是本标准的重要内容之一。 本条规定了新建电解铝企业或现有电解铝企业改扩建 的电解系列单位产品能耗指标必须达到的水平，高于 能耗限额准入值的不予准入。 国家鼓励新建企业按照电解铝企业单位产品综合 能耗限额先进值进行设计、建造。
10、单位产品综合能耗等级指标确定
由于电解铝企业的产品种类较多，而且各个企业产品品种产 量不一，生产装备工艺差别较大，铸造损耗和能耗各有不同，部 分企业在生产过程中还加有再生铝，为了排除这些差别，本标准 综合能耗指标计算只包括重熔用铝锭产量和能耗，不包括多品种 铝及铝合金产品的产量和能耗。
2 ）有色金属工业是国家重点高耗能产业之一， 2005 年我国有色金属工业总耗能量约占全国总能耗的 3.1% 。在国家发改委、国家能源领导小组等五部委联 合发布《千家企业节能行动实施方案》中， 2004 年企 业综合能源消费量达到 18 万吨标准煤以上的千家企业 中，有色金属企业占了71家，其中铝冶炼企业51家。 3）电解铝产品能耗相对较高，俗称“电老虎”。 经过多年技术进步，国内电解铝企业综合交流电耗由 2001年15470千瓦时/吨降到2008年14323千瓦时/吨，而 且电解铝产量较大， 2008 年10 种有色金属总产量 2519 万吨，其中电解铝产量 1318 万吨，占 52% 以上，其耗 电量约占全国照明用电的一半，是全国总耗电的约5%。
2000~2008年我国电解铝产量
2001~2007年世界电解铝产量
我国铝产量占世界铝产量的比重
2、电解铝生产工艺简介
目前电解铝企业普遍采用冰晶石-氧化铝熔盐电解 法进行生产。其原理是以氧化铝为原料，冰晶石等氟 化盐为溶剂，炭素材料为阳极和阴极，通入直流电， 在阳极和阴极间发生电化学反应，使电解质中的铝离 子在阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子在阳极 上放电生成二氧化碳和一氧化碳混合气体。定期用真 空抬包将电解槽中铝液吸出运往铸造工序铸造成铝锭。
铝电解槽从焙烧启动到正常生产一般需要约3个月 的非正常生产期，主要工作是建立炉膛和调整技术条 件，逐步达到正常生产工艺技术的要求，才能实现设 计的技术经济指标。 新建系列电解槽需要分批逐步启动，达到规定的 生产槽数也要一定时间周期。新建铝电解企业由于职 工操作经验少、新设备多，达标达产时间可能更长。 因此对改扩建电解铝生产线能耗指标的考核时间 确定为启动6个月后开始，对新建电解铝企业确定为启 动12个月后开始。
GB 21346-2008
电解铝企业 单位产品能源消耗限额
二O一O年五月
标准制订的意义 和制订过程
1、标准制订的目的和意义
1）“十一五”规划纲要中提出十一五期间单位国 内生产总值能耗降低２０％左右；
《节约能源法》第十三条规定：国务院标准化主管 部门和国务院有关部门依法组织制定并适时修订有关 节能的国家标准、行业标准，建立健全节能标准体系。 国务院标准化主管部门会同国务院管理节能工作的部 门和国务院有关部门制定强制性的用能产品、设备能 源效率标准和生产过程中耗能高的产品的单位产品能 耗限额标准。
负责起草单位： 中国铝业河南分公司 中国铝业贵州分公司 中国有色金属工业标准计量质量研究所。