电解铝基础知识简介

电解铝生产基础知识培训

一、电解铝发展慨况。

1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁特发明冰晶石－氧化铝熔盐电解法，取代了化学法，1887年电解法投产。

电解铝发展经历了预焙阳极——自焙阳极——大型预焙阳极的发展历程。我国在八十年代之前电解铝主要以自焙阳极电解槽为主，在八十年代后期开始发展大型预焙阳极电解槽，到2000年已基本淘汰了自焙阳极电解槽，以大型预焙阳极电解槽为主。

二、电解原理：AL2O3+C——AL+CO2

三、创元铝业电解铝生产简介

湖南创元铝业有限公司电解铝工程采用国内较为先进的240KA大型预焙阳极中间点式下料电解槽生产技术，其母线配置采用较为先进的大面四点进电，槽底补偿的方式，设计槽内垂直磁场3.961Gs ，铝液平均流速3.92cm/s；槽内衬采用国际国内较为领先的干式防渗料和上下复合氮碳化硅侧部碳块技术；工艺上采用四低一高即低分子比、低电解温度、低氧化铝浓度、低效应系数、高极距的新工艺；氧化铝输送采用国内成熟先进的浓相输送和超浓相输送相结合的方式；供电整流系统是国内先进的技术设备，多功能天车是国内成熟的厂家制造，性能稳定可靠；计算机控制系统采用的是国内较先进的智能模糊控制系统。这些先进的技术和设备在创元的应用必将为创元铝业有限公司经营高效益奠定坚实的基础。

1、工艺流程示意图

220KV 交流电 排入大气

屋顶烟气 排入大气

铝 液

废渣场

铝锭

2、电解槽

电解槽是炼铝的主要设备。外壳是钢壳，内衬是耐火材料和炭素材料，直流电流是由阳极经过电解质后到达铝液、阴极。预焙阳极电解槽结构如图2。

1) 主要工艺参数

电流强度(kA)： 240

阳极电流密度(A/cm2)： 0.733

阳极组数(组)： 16(双阳极组块)

阳极炭块组尺寸(mm)： 1550×660×550

每块阳极钢爪数(个)： 4

每个钢爪直径(mm)： 140

每个钢爪电流密度(A／cm2) 12.18

铝导杆截面：(mm) 200×170

槽膛面积：(mm) 11700×3840

槽膛深度：(mm) 550

操作面尺寸(mm) 大面 280

小面 390

中缝 180

阴极炭块尺寸(mm) 3320×515×450

阴极炭块组数(组) 20

阴极钢棒尺寸(长×宽×高)： 4280×65×180

每组阴极炭块的阴极钢棒数(根) 2

阳极升降速度(mm／min)： 100

图2 预焙阳极电解槽结构

1——槽罩 2——钢爪梁 3——阳极 4——电解质 5——槽壳 6——涂层 7——铝 8——阴极炭块 9——阴极棒 10——保温砖 11——排烟装置 12——氧化铝 13——导杆 14——夹板 15——螺栓 16——打壳和筒式下料器17——氧化铝 18——壳面19——边部砖 20——侧部炭氮化硅复合块 21——结壳 22——人造伸腿 23——密封圈 24——钢壳

槽壳尺寸：内壁(长×宽×高)(mm) 11940×4080×1357

外壁(长×宽)(mm) 12684×4938

摇篮架组数：活动(组) 17

固定(组) 2

阳极母线规格(mm) 550×180

阳极最大行程(mm)： 400

2)槽上部结构

电解槽由阳极、阴极和槽罩三部分组成，其中：阳极结构，包括

阳极、阳极母线、阳极传动机构及腹板支承梁等。

16组双阳极分两排配置于两组阳极母线外侧，利用卡具将阳极铝导杆压紧在阳极母线上，铝导杆和阳极钢爪之间的过渡采用铝钢爆炸焊扳。

阳极升降传动机构固定在腹板梁的顶部，它由减速机、电动机、螺旋起重机、阳极母线吊挂装置及安全离合器组成。提升负荷约60t，行程400mm，速度为100mm／min，当荷重超过负荷l.25倍时，摩擦离合器打滑，以防止损坏电机和螺旋起重器。

打壳下料装置：每个电解槽设有4套氧化铝打壳下料装置、1套氟化铝下料装置，在电解槽出铝端专设有供出铝用的打壳装置。

3）阴极结构：包括钢制槽壳和内衬两部分

槽壳系采用摇篮式小船型结构，它由长侧板、短侧板，长侧内膛板、底板和摇篮托架等焊接组装而成。

内衬结构：

底部：由下往上

一层硅酸钙保温板 65mm

二层保温砖 2×65mm

一层高强防渗料 165mm

一层阴极炭块 450mm

侧部：

一层厚120mm的侧部炭氮化硅复合块，在大面侧部炭块下部是高强防渗料及保温砖伸缩缝砌体。小面侧部复合块下部是轻质浇注料，所有底部炭块缝以及与侧部复合块连接均采用糊捣固，在槽膛内壁有用炭素糊扎制的人造炉帮。

4）槽罩结构：采用厚为1.0—3.0mm铝板与铝型材框架焊接而成。

5）母线配置:

母线系统是采用电磁流体动力学模拟及母线断面优化软件进行设计槽周围母线。电解槽采用大面四点进电方式。槽内垂直磁场平均3.961GS，铝液流速平均3.92cm/s。

3、铝电解生产所需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)，阳极材料——预焙炭块。

四、电解槽的主要操作

1、更换阳极

换极步骤框图

要求：1）换极后进行人工复紧松拧卡具；

2）确保新极安装精度；

3）阳极导杆与阳极横母线接触面要清理干净，以降低接触

压降。

2、效应熄灭：采用两圈法熄灭效应，即第一圈，完成从取木棒、

奔到AE槽、到槽控箱处确认AE电压高低及是否稳定、确

认槽控箱是否自动、下料气阀是否打开、回到出铝端等动作；