铝电解工职业技能鉴定培训教材

铝电解工职业技能鉴定培训教材

(初级工)

第一篇铝电解预焙槽操炉

第一章预焙槽操炉准备工作

主要知识点：交班、接班工作程序，交、接班的基本要求，原始记录填写要求，操炉测量用

工具及用途，常用原材料的名称与用途。

重点：交、接班的工作程序、工器具准备程序。

难点：原始记录填写要求。

第一节交接班

一、学习目标

通过学习会正确进行交接班，熟知交接班的基本要求，会正确填写原始记录。

二、工作程序

(■)接班工作程序

1.按时到岗，穿戴好劳保用品。

2.检查工作或生产现场，是否有遗留问题。

・176•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

3.按时参加班前会，与交班人员进行工作交接并签名确认。

㈡交班工作程序

1.交班者按照要求，收拾好工器具，清理现场卫生。

2.检查生产运行状况，处理好当班存在的遗留问题。

3.按规定填写好各类原始记录。

4.与接班人进行工作交接:。

三、相关知识

㈠交接班的基本要求；

I.交接班必须对口进行，如班长对班长、作业氏对作业及、电解工对相应责任

槽电解工。

2.必须在工作现场进行交接，做到清楚明了。

3.交接班争议必须处理好后，交班人员才能离开现场。

4.接班人员要明确当班工作任务。

㈡原始记录要求：

1.记录要做到及时、准确，不能超前或滞后记录。

2.不准弄虚作假，伪造数字，任意涂改。

3.书写规整，字迹清楚，不准随意乱写乱画，更不准撕页。

4.记录表中空缺的位置要按规定进行标识。

5.填写记录人要签字确认，不能漏签或代签，记录本定置摆放。

四、注意事项

I.在开班前会期间，接班班长一定要指定人员留守生产现场。

2.交接班工作要严格按制度要求进行管理和考核。

第二节工器具准备

一、学习目标

通过学习能在工作前配备好工器具，熟知工器具的名称和用途，会对工器具进

行预热处理。会在工作前准备必要的原材料，熟知各种原材料的名称和用途。

二、工作程序

1.根据作业需要准备匚器具。

2.检查确认准备的工器具是否齐全、可用。

3.在使用工具操作高温电解质熔体的作业前，工具需要进行充分预热。

4.根据作业要求准备所需原材料的种类和数量。

三、相关知识

电解生产中常用工器具、原材料名称与用途：

㈠操炉工具及用途：

1.炉前耙：用于换极捞块。

2.勾子：用于槽内勾块和摸炉底。

3.炉前滤：在换极时把电解槽中间炭渣扒至边部。

4.铝耙：用于扒极上料。

5.风动毛刷：用于清刷水平大母线与阳极导杆的接触面。

6.铁锹：用于撮料。

7.扫把：用手打扫地面卫生。

8.90度测定棒：在换极时用于测量铝液和电解质水平。

9.呆扳手：用于复紧尺具。

10.钢丝刷：用于清理阳极铝导杆。

11.粉笔：用于画线进行阳极高度标识。

12.阳极卡尺：用于设置阳极高度。

13.空气软管：用于出铝，吹扫卫生，冷却槽壳发红部位的温度。

14.漏铲：用于打捞炭渣。

15.铁碓：用于壳面打洞。

16.大锤：用于出铝时敲打台包盖和破碎大块物料。

17.扳手：用于松紧螺栓连接。

18.风镉：用于清理用过的分包和大修槽炉面.

19.钢丝绳：用于吊运重物。

20.连接紧固螺杆：用于停开槽固定母线用。

21.螺栓和螺母：用于吸出管、短路口等的连接。

22.半月耙：用于出铝后的台包清理。

23.铁钎：用于清理台包，处理卡打击头，壳面打洞。

24.铁箱：用于装炭渣和舀出来的电解质。

25.手推车：用于推物料。

26.大勺：用于电解质和停槽后残铝的舀取。

27.风动扳手：用于停开槽短路口连接螺栓的松卸、紧固。

28.溜槽：用于向电解槽灌注电解质和铝水。

㈡测量用工器具及用途：

1.数字万用表：用于电解槽上各部位压降的测量.

•178•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

2.便携式红外非接触式测温仪：用丁非接触方式介质表面温度的测量，比如：

测量槽壳表面温度。

3.数字式测温仪：用于显示电解质温度的测量结果。

4.插杆式热电偶：插入电解质中测量电解质温度或电解槽焙烧温度。

5.补偿导线：用于连接测量仪表和测量工具。

6.热电偶保护陶套管：用于保护电解槽焙烧期埋设的测温热电偶。

7.耐火纤维圆锥：用了保护电解槽焙烧期埋设的测温热电偶。

8.炉膛形状测定棒：用了炉膛形状的测量。

9.炉底隆起测定棒：用于炉底隆起的测量。

10.阳极电流分布测定棒：用于阳极电流分布的测量。

11.带线测定棒：用于阴极电流分布、阳极压降和阴极压降等的测量。

12,极距测量棒：用于极距的测量。

13.阳极压降测量棒：川于阳极压降的测量。

14.刻度尺:用于高度和长度的测量。

15.水平仪：在测量两水平、炉膛形状和炉底隆起时，进行测定水平面的校准。

16.毫伏表：用于阳极电流分布的测量。

㈢常用原材料的名称与用途：

1,氧化铝：电解生产的主要原料，其分子式为A12(k

2.冰晶石：电解生产的主要溶剂，其分子式为防扒1%

3.氟化铝：调节降低电解质分子比的一种主要添加剂，分子式为A1F，

4.炭酸钠：调节提高电解质分子比的一种主要添加剂，分子式为Na£0：；

5.炭阳极块：电解生产的主要原料，主要成分是碳。

6.氨化钙：用于调整电解质成份，分子式为CaF”

7.氟化镁：用于调整电解质成份，分子式为MgF?。

四、注意事项

1.熟悉各种工器具的使用方法。

2.会识别和区分各种原材料p

3.知道各种原材料的用途。

4.原料要进行分类堆放，做好标识。

5.对槽内使用的工具和添加的物料都要进行充分预热，以免带入的水分引起电

解质爆炸、烫伤，引起氟盐高温水解，增加氟盐消耗。

小结

本章共分两节，内容包含两类.第一类阐述了电解生产交班、接班的工作程序及要求，明确

了原始记录埴写的方法及原则.第二类问题是对于电解生产作业所使用工具及用途，物料的准备，

原材料的名称及用途进行简要的介绍，准备工作必须遵守作业要求及相应的工艺规定，按要求进

行工器具的选择，按规定进行物料品种及用量的准备.

习题

1.填写原始记录有哪些基本要求？

2.对交接班有哪些要求？

3.为什么要对添加物料和使用工具进行充分预热？

4.简述工器具准备程序。

5.请写出原料氧化铝、冰晶石、氟化铝的化学分子式。

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第二章预焙槽操炉

主要知识点：电解槽通电焙烧基本操作，通电焙烧启动的目的及意义，铝电解使用的主要原

料，电解槽排列和母线系统，更换阳极操作步骤，阳极更换周期表，抬母线作业步骤，槽控机知

识，电解温度、铝水平、电解质水平的测量方法，木棒熄火效应法，阳极效应的一般知识。

重点：电解槽通电焙烧短路片、抬阳极、安装和拆卸分流器操作，更换阳极及基本操作，抬

母线作业，熄灭阳极效应。

难点：通电焙烧槽的点动抬阳极，阳极交换排序，数据处理方法.

第一节电解槽通电、焙烧、启动

一、学习目的

通过学习，了解电解槽通电、焙烧、启动作业程序，掌握短路片操作，能进行

点动抬阳极，安装和拆卸分流器、软连接，能对卡具进行复紧、手动打壳下料。

二、作业程序及操作步骤（焦粒焙烧）

㈠通电短路片操作

I.确认停电后，用风动扳手松开短路片紧固螺栓，并将短路片撬开。

2.插入短路绝缘片，若绝缘片插入困难，应检查短路片是否松开、软带部位间

隙是否过小，若为间隙过小，应用木楔子插入，使间隙增大。

3.先取出紧固螺栓,检查绝缘套管有无损坏，若有损坏，立即更换并让新安装、

紧固，取下上、下两段螺杆，收拾备用。

㈡点动抬阳极

1.在焙烧槽需要进行点动阳极提升时，作业人员必须接受明确的作业指示，方

能开始操作。

2.以1mm为提升单位，按规定的时间间隔进行阳极提升。

3.每抬一次阳极记录一次回转计读数及槽电压。

4.在抬阳极过程中发生效应，应采取人工手动点降电压，并将大面、阳极上的

冰晶石推入槽内的方法熄灭效应。

㈢软连接、分流片的连接与拆卸

1.安装软连接的目的

安装软连接的目的是在电解槽焙烧前每块阳

极电流通路上附加一套软连接装置，如图2-1所

示，以使电解槽内靠自重放置在焦粒上的每一块阳

极电流通路畅通，确保槽内阳极电流分布均匀。

2.软连接的安装：

①准备软连接装置。检查装置各部件是否完

整，螺口有无滑丝现象，清洗压接面，修复装置的

缺失。

②铺垫上槽用于攀登的槽罩，确保稳当。

③两人配合，一人抱软连接装置上槽，另一

人抵紧槽罩做好安全监护。

④将软连接的各连接端头分别与导杆和水平

母线相连，紧固连接螺杆。

⑤重复以上步骤，将电解槽中所有阳极通过

软连接装置与水平母线相连接。图2-1软连接

⑥将所有软连接的接点再紧固一遍，确保通

电后阳极电流分布均匀。

⑦收拾工具，记录工作完成情况。

3.软连接的拆卸

当电解槽具备启动条件后，进行软连接拆除。拆卸步骤:

①在拆除软连接前通过各部位温度测量确定电解槽已具备启动温度条件。

②紧固阳极卡具。

③铺垫攀爬上槽的槽罩，确保稳妥。

④两人配合，一人上槽，另一人抵紧槽罩，做好安全监护和工具传递。

⑤逐一将软连接的连接螺杆扭松。

⑥将拆卸下的软连接传递下槽。

⑦收拾工具，软连接归位。

⑧人工复紧卡具。

4.安装分流片的作用

分流片的作用是在用焦粉焙烧电解槽之初，通过分流器将部分电流导入阴极，

减少通过电解槽内的电流量。分流方式有从每一块阳极向阴极钢棒的分流，通过焊

接，将分流片两端连接在阳极钢爪和阴极钢棒上。这种分流方式，存在连接上的不

便和分流片的不可重复使用等问题，但连接处的接点压降较小。目前生产中多采用

母线分流的方法进行电流分流，即直接将部分电流从母线的正极导入负极。这种连

•182•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

接方式较前一种分流方式，有连接操作简单，且分流器可芭复使用，利于降低电解

槽焙烧成本的优势，但存在机械接点压降大的问题，分流片出现发红甚至烧断的现

象。

5.分流片安装步骤：

①准备分流装置。检查分流装置是否存在缺失损坏，清洗压接面，修复分流装

置各部件功能。

②根据规程选择分流器的安装位置。

③将分流装置的两端分别连接在电解槽的进电母线及其相应阴极母线上。原则

上电解槽各个进电端的分流量要均等。

④紧固各连接点。

⑤收拾工具，做好记录。

6.分流片的拆卸

根据电解槽升温速率控制要求，在电解槽通电后逐片拆除分流片，逐步提高焙

烧电流，直至全部拆除分流片，使焙烧电流升至全电流。分流片的拆卸步骤：

①松开要拆除分流片的相应连接点，逐一拆除分流片，直至全部拆除，使焙烧

电流达到全电流。

②待全部分流片断开后，卸卜.分流装置与母线的连接。

③收拾工具，分流器归位。

④做好相关记录。

㈣人工复紧卡具

在电解槽焙烧后启动前，应先拧紧F具再拆除软连接，在提升阳极前，必须再

次复紧卡具。复紧卡具的操作要求如卜.：

1.检查用于攀登的槽罩是否稳当，如不稳当要重新盖稳当。

2.操作时两人配合，・人匕槽，•人在槽下进行监护，用脚抵紧上槽人踩的槽

罩。

3.将扳手卡住卡具螺杆，一手扶住相邻阳极导杆，一手拉动扳手旋转扳手拧紧。

4.确认拧紧后，进行阳极水平的标识。

5.作业完毕后，上槽者将扳手递交给监护人，沿槽罩下槽。

00手动打壳下料

I.在作业前检查各阀门是否正常。

2.将烟道端槽罩拉开一个缝隙，便于操作人员一边手动操作下料，一边观察打

击头动作、下料情况，发现异常及时加以处理。

3.将槽控机置于手动，操作手动下料阀进行人工打壳下料操作。

4.加工时控制好卜'料量。

5.在手动下料作业时,通过观察打击头动作、倾听打击卜.料的声音,判断卜料

是否正常。如存在下料不畅、打击头不动作等异常情况，应立即联系处理。

三,相关知识

㈠电解槽通电、焙烧、启动作业的目的及意义

电解槽由安装内时后的冷态过渡到具备正常生产运行条件（含槽膛状况在内），

并具有一定向调节能力，达到效率稳定的产铝槽，都要经历预热（亦即焙烧）、启

动和启动后期管理这一非正常期管理。

对于预焙槽，此间的主要任务是；

1.排除砌体水分，加热熔池：焦化熔池内炭块之间和阴极钢棒周围的糊料•；使

阴极达到正常作业热平衡下的温度分布。

2.自然形成规整、坚实的炉帮。

3.达到正常生产的技术条件。

4.熔池内炭素材料对碱性物质的充分吸收。

预热，是指利用加在阳极一阴极炭块之间的某种介质，在通电后产生的焦耳热，

使槽体达到电解生产所具备的温度。启动则是紧接预热的过程，其目的是在短时间

内形成足够高度的电解质液和铝液，以利于开始电解反应过程。进入启动后期，通

过对电压、分子比、电解质和铝水平的控制管理，使电解槽的炉膛开始形成和发育。

㈡铝电解使用的主要原料

1.氧化铝

氧化铝是铝电解的主要原料，是一种白色粉末,熔点是2050℃,沸点为3000℃,

:

真比重为3.6g/cm）容积比重为1g/cm0

工业氧化铝中通常含有少量的杂质,如SiOz、Fe。、TigNa：。、CaO等。在电

解过程中,那些电位正于铝的元素氧化物杂质（如SiOz、和Fe。。会被铝还原,还

原出来的Si和Fe进入铝中，降低铝的品位；而那些电位负于铝的元素氧化物杂质

（如N&0和CaO）会分解冰晶而，还会增加铝液中的氢含量。所以铝工业对氧化铝

的纯度提出了严格的要求。我国生产的氧化铝，YS/T274—1998标准如表2-1所示；

表2-1氧化铝化学纯度分级

化学成分建）

牌号ALA含量不杂质含量不大于

少于SiOzFe^OsNaQ灼减

ALO：~198.60.020.020.501.0

ALQ「298.40.040.030.601.0

Al2a-398.30.060.040.651.0

A120?~498.20.080.050.701.0

工业上通常要求氧化铝能够较多较快地溶解在冰晶石中，并旦能够在气体净化

装置中有效地吸附HF气体。即具有吸水性小、活性大、粒度适宜、住电解质中溶解

•184•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

性好等特性。同时要求能够很好地覆盖在阳极上，保温性能好。氧化铝的这些特性,

取决于其晶型、粒度和形状。

工业氧化铝分为三类：砂状、粉状和中间状。三种类型的氧化铝其物理性能列

于表2-2。

表2-2不同类型氧化铝物理性能

项目粉状眇状中间状

325目(44)筛下/%20-50(810-20

平均粒度/Pm5080-10050-80

安息角/°)4030-3535-40

比表面积/ms-g12-10)35)35

真比重/g./cm3)3.90(3.7(3.70

容积比重/g./an5(0.75)0.85)0.85

a-AlA/%〉7025-3540-50

工业氧化铝通常是两种同素异构体的混合物，即a-AlzO,和Y-AML它们之间

的比例，对氧化铝的物即性能有直接影晌.u-Aiq,是一种晶格较完善、稳定性很高

的铝氧化物，俗称刚玉;而Y-Ala则是一种晶格不够完善的铝氧化物，它比a-A1B

具有较强的活性、吸水性，在冰晶石熔体中具有更快的溶解速度。因此，表2-2所

列三种类型的氧化铝中，砂状氧化铝颗粒较粗，安息角小（30~35。），其中丫-AkG

含量较高，约65%〜75%,它具有较大的化学活性，适于用来吸附HF气体，目前在

中间下料预焙电解槽和气体干法净化工艺中得到广泛的应用，粉状氧化铝呈片状和

羽毛状，颗粒较细，安息角大040°）,其中a-Aia含量甚高，约80~95虬中间

状氧化铝物理性能介乎两者之间。

从理论上计算，生产一吨铝需要1889kg氧化铝。实际匕由于工、亚氧化铝中

A1A含量不到99%,加上加料过程中的机械损失，所以生产一吨原铝需要的工业氧

化铝大约是1900~1950kg.

2.阳极块

电解生产使用的阳极块除要求其理化指标符合要求外，还要求阳极导杆上各焊

接部位及爆炸片无裂缝，磁铁饱满，成分符合要求，导杆无较大弯曲。

阳极炭块是用焦炭按不同的粒度组成，与一定比例的沥青配料、混捏、振动成

型.，经过高温焙烧而成。对于预焙阳极块的质量要求首先是灰份要低，这是因为阳

极中的伴生金属会在馆之前优先被还原，从而大量进入馆内，使原铝质量受到影响。

其他要求还有；比电阻要小、气孔率要小，并有一定的抗压强度。预焙阳极炭块质

量标准见表2-30

表2-3预焙阳极炭块质量标准

电阻率热膨胀率抗压强度体积密度真密度

灰分％

Qm%g/cm1g/cm,!

不大了不小于

TY-10.50550.45321.502.00

TY-20.80600.50301.502.00

TY-31.00650.55291.482.00

3.电解质溶剂一氟化盐

铝电解生产用的主要溶剂是冰晶石，氧化铝能够溶解在冰晶石中，在962℃时

约能溶解11%的氧化铝。生产中使用的氟盐添加剂还有氟化铝、氟化钙、氟化镁、

氟化锂。

（1）冰晶石

冰晶石用作为溶剂满足铝电解生产需要的主要原因是：

①氧化铝能够溶解在熔融冰晶石里，构成冰晶石一氧化铝溶液，能够满足生产

要求。

②纯冰晶石里不含有电位顺序比铝更正电性的金属杂质，因而可以保证产品铝

的质量。

③熔融冰晶石能够较好地溶解氧化铝，而口所构成的冰晶石一氧化铝溶液可以

在冰晶石的熔点1008C以卜进行电解。

④在电解温度下，冰晶石一氧化铝溶液的密度比铝液的密度小10%,因此电解

出来的铝液沉积在电解质下面的阴极上，这就能够减少铝的氧化损失，更为重要的

是可以大大简化电解槽的结构。

⑤冰晶石一氧化铝这种电解质具有良好的导电性。

⑥冰晶石一氧化铝溶液基本上不吸水，在电解温度卜.它的蒸汽压不高，这就能

保证电解质成份相对稳定。

冰晶石分为天然和人造两种。天然的冰晶石（Na3AlRJ产于格陵兰岛，属于单

斜晶系，是一种无色或白色晶体，其密度为2.95g/cm3,熔点为i008℃o在正常的

铝电解生产过程中，冰晶石的消耗大约是每吨铝需耗10kg左右。

⑵氟化铝

工业氟化铝是白色粉末，其粒度比氧化铝稍大，不粘手。它在常压卜一加热时不

熔化，但在高温卜.升华（不经过液态直接气化），1200℃时蒸汽压达到760mmHg。目

前铝工'业匕r泛运用，其作用是作为冰晶石一氧化铝溶液的•种添加剂，它既可以

弥补电解质中氟化铝的损失，又可以降低电解质的分子比，降低电解质初晶温度。

㈢槽排列和母线系统

系列中的电解槽均是串联形式，直流电从整流所的正极经铝母线，立柱铝母线，

・186•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

阳极大母线后，送到第一台电解槽的阳极，然后经过电解质和铝液层导至阴极，而

后再通过阴极母线导入笫二台电解槽的阳极。这样依次类推，从最后一台电解槽阴

极出来的电流又经大铝母线回到整流器的负极，使整个系列成为一个封闭的串联线

路。

母线将分布在各厂房的所有电解槽串联起来并与整流所的输入、输出端相接。

系列回路中，除包括在槽子电压表测量范围内的母线外，尚有一部分公共母线。其

作用是槽间、生产系列间、端部槽与整流所等的连接，被称为连接母线。生产期间

计算平均电压时，连接母线的电压降要均摊到每个生产槽上。

新系列启动时，电解槽往往是分批通电启动的。在老系列上如果停槽数多于生

产槽数时，还要坚持电流流过整个系列的母线，势必造成电流流过停槽短路口而耗

费大量的电能。因此，需要在系列母线系统内设置若干短路母线。短路母线的作用

是当电解槽正常生产时，将其断开，使电流通过电解槽进入下台槽，当电解槽没有

生产或需要停槽时将短路母线短接，使电流直接进入下一台电解槽。为此，在电解

厂房中配置的回路中都设置有若干个系列短路口，视生产槽的多少，生产槽的分布

区域而切合若干相应的短路口。

切合系列中不同的短路用线，公用母线的电压值是不同的。在短厂房配置和长

厂房配置电路上，不同区域生产时公用母线电压降及功率消耗也不同，

㈣电解槽的电气绝缘

在电解槽系列上，系列电压达数百伏至上千伏。尽管人们把零电压设在系列的

中点，但系列两端槽对地电压仍高达500V左右，一旦短路，易出现人身和设备事

故。电解用直流电，槽上电气设备用交流电，若直流窜入交流系统，会引起设备事

故。因此，在电解槽上设置绝缘不仅是保证设备和人身安全的重要措施，也是防止

直流电旁路电解反应的需要°

电解槽正常工作时，直流电依次经阳极母线一一阳极炭块一一阴极炭块——阴

极母线——下台槽阳极母线。为防止一部分电流不参加电解反应旁路掉，应在如下

部位设置绝缘物：

1.防止接地。母线与母线墩，槽壳与槽壳支柱，支烟管叮主烟道，槽罩与•上

部结构一一槽壳，端头槽外侧的蓬型板与厂房地坪，槽前压缩空气配管与槽上部结

构。

2.隔离交、直流电。在电机底座，回转计底座等处加设绝缘。

3.防止电流旁路电解反应区。门型支柱与槽壳及槽罩上下端，阳极导杆与上部

结构顶板，打壳气缸安装底座与集气箱等。

4.短路口处压接母线弓压接螺栓之间的绝缘。

四、注意事项

1，开始进行短路片操作时必须确认已停电，操作时应做到动作协调，配合得当。

2.点动提升阳极前必须确认槽内有熔融液层，同时严格按作业要求进行提升行

程的控制，防止阳极脱离液面造成放炮事故。

3.安装软连接、复紧卡具等上槽作业时，必须按操作规程进行，注意安全。

4.启动前检查所有阳极是否有下滑现象，扭紧卡具。

5.启动时发现脱落阳极块应及时捞出，用高热残极替换脱落极。

6.认真检查确认母线提升机机构、电解槽槽控机等是否正常工作。

7.专人负责巡视添加冰晶石，并作好记录。

8.灌铝前对阴极钢棒、钢窗、散热孔进行认真检查，严格按电压管理上下限控

制电压。

9.启动人工效应完毕后，应加强电解质的取样化验，随时掌握电解质的分子比

的变化情况。

10.做好加料间隔管理，防止沉淀产生。

灌电解质

!

启动

灌铝

启动后期管理

•188•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

第二节预焙阳极电解槽换阳极作业

一、学习目标

通过本节学习能读懂换极周期表，确认换极槽号、极号能对阳极导杆和水平

母线的接触面进行清刷；明确作业前必须将槽控机转入阳极交换状态；能将槽内的

结壳块勾出,进行炭渣打捞；通过观察判断残极是否有裂纹、碎脱、化爪;对换极

处进行收边整形。

二、作业步骤

㈠换极步骤

1.准备工作

⑴工器具准备。

⑵确认换极的槽号、极号，并在残极导杆上进行高度标识。

⑶准备好阳极块，并用钢丝刷等打磨工具、清刷与阳极水平母线接触处的铝导

杆。

⑷准备好换极处需加入的结壳块及混合料。

2.操作步骤

⑴切换风量阀，开大电解槽的排风量。

⑵操作槽控箱上阳极交换键，将槽控箱捽制置于阳极交换状态。

⑶揭开换极处炉盖，扒净极面上的浮料。

⑷多功能机组在大面开口。同时，打开与交换残极相邻极的间缝。

⑸多功能机组提起残极，用钩子、氧化铝耙把松动的结壳块勾出大面。

⑹吊出残极，检查残极状况，是否有裂纹、碎脱、化爪等情况。并标记设置高

度。

⑺钩出槽内的结壳、阳极碎块，将槽内炭渣扒到炉帮边、捞净。

⑻使用钩子摸炉底，检查沉淀、结壳和伸腿情况，邻极状况以及炉底是否破损。

⑼测量槽内铝水平和电解质水平O

（I®打磨阳极导杆。

（11）多功能机组吊运、安装新极前，进行阳极高度设置，通常比残极高设1〜3cm。

⑫多功能机组扎完大面后，用铁锹将碎块结壳撮到两块极里端的低凹处垒墙，

高度按规程要求进行控制。

⑬用碎块堵两极间的缝隙，撮混合料堆于阳极中缝处，用氧化铝耙推混合料，

以填满中缝和内侧结壳缝隙为准。

(14)撮碎块堵外侧的阳极极端口，添加极上保温料。

⑮对槽大面进行收边整形，要求平整，氧化铝高度适宜，使阳极外侧边沿与炉

面形成一自然坡度，留出炉面边部的散热带。

(1®盖好炉盖，风量阀复位。

(17)人工复紧卡具，在阳极导杆上进行高度标识。

(18)清理作业现场、记录。

㈡炭渣打捞

1.作业前准备

(1)预热打捞工具。

(2)揭开槽罩，打开捞炭渣的洞。

2.打捞操作

⑴用漏铲将带有电解质的结壳块捞出，放置在两侧阳极上。

⑵将漏铲伸入槽内，捞出电解质液表面的炭渣，并将其放入炭渣箱内。电复数

次，以尽可能打捞干净为止。

⑶打捞干净后，清理现场。

3.对电解槽进行炭渣打捞的要求

⑴交接班炭渣打捞在出铝端进行，必要时也在烟道端打开壳面进行。

⑵熄灭效应后打捞炭渣在出铝端进行。

⑶换阳极在阳极交换处进行。

(4)出铝前打捞炭渣在出铝端进行。

⑸扎大面打捞炭渣在出铝端分多次进行。

三、相关知识

阳极交换的排序。

作业人员在换极前必须要能够准确地确认换极槽号、极号。因此有必要学习了

解阳极更换顺序排列的规律，并能读懂阳极更换周期表。

为了减小阳极更换作业对电解槽行程的影响，大体保证阳极各区域的残极重量

相等，电流分布均衡。因此对电解槽上阳极的更换，按一定的规律进行排列，形成

该槽的阳极更换顺序表。评价一个换极表的好坏，通常是：能否均匀分散换极对电

流分布产生的干扰；能否保证挂在阳极母线上阳极块的对称、均衡。

阳极更换周期是由阳极高度与阳极消耗速度所决定。阳极消耗速度与阳极电流

密度、电流效率与阳极假密度有关.

以某200kA中间下料大型预焙铝电解槽的情况为例，设阳极高度570mm,残极

高度为140mm左右，阳极消耗速度为14.67mm/天，计算每块阳极使用的周期为：

(570-140)+14.67=29.31^29(天)

若阳极电流密度增大，电流效率提高，阳极消耗量大，阳极更换周期即缩短。

•190•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

根据阳极使用周期和电解槽阳极安装组数，便可确定阳极更换顺序。

1.阳极交换排序

阳极交换排序坚持“均匀分散换极对电流分布产生的I二扰和保证挂在阳极母线

上阳极块的重量对称、均衡”性原则，以160kA的24块阳极排列为例进行排序如卜:

⑴一天交换一块阳极，每槽24块阳极，以25天为一个周期（第25天休息，

不换极

⑵换完第六块阳极，要在两天后再换第七块，至于其它相邻的阳极，交换H期

相差4天，以此作为交换顺序。

⑶A、B侧的阳极交替更换，如：今天换A面的阳极，明天就换B面的阳极。

如表2-4：

表2-4某160KA电解槽阳极交换顺序

阳极号数[21110987654321

A侧1915117323211713951

B侧62221814108424201612

A侧----近电端；Hr吕端;阳极号：第一块

备注

B侧——远电端；烟J苴端；阳极号：第十二块

按以上确定的阳极交换顺序编制出以卜阳极交换表：

表2-5某160KA系列电解槽阳极交换表

123456789101112

1Al休B4A7BIOA6B3A12B9A5B2All

2BllAl休B4A7BIOAGB3A12B9A5B2

3A8BllAl休B4A7BIOA6B3A12B9A5

4B5A8BllAl休B4A7BIOA6B3A12B9

5A2B5A8BllAl休B4A7BIOA6B3A12

6B12A2B5A8BllAl休B4A7B10AtiB3

7A9B12A2B5A8BllAl休B4A7B10A6

8B6A9B12A2B5A8BllAl休B4A7B10

9A3B6A9B12A2B5A8BllAl休BlA7

10B7A3B6A9B12A2B5A8BllAl休B4

・张完整的换极周期表应有糟号、年、月、日期、极号等明确标识。

2.新开槽开始换极序号的确定

（1）新开槽一般从启动后第二天开始换极。

⑵开始交换的第一块阳极号，就是相邻槽前一天交换的阳极号（如：昨天10「

换A3,新开槽102,今天换的第一块极为A3）。

四、注意事项

1.阳极交换是人工操作与机械操作交叉的作业，同时作业面较窄，因此作业过

程中应注意人与多功能机组的配合。

2.打捞炭渣时漏铲发红严重，或出现化铁时，，应更换漏铲或待其冷却后再使用，

以免影响原铝质量。

3.打捞炭渣时不允许将结壳块及氧化铝、电解质块捞出槽外，以免增加原材料

消耗。

五、附图：换极作业流程

准备工作

。.触陋、极号；2.ItO

备、1具、雕映3.准备所

箱添加懒科等）

tun.J.ttii,整机

螳上BMM4,mi

收尾作业

。.盖瓶;2.螂卡其:2岛颇

度面线标识；工谢现聒j

2.孙肝'啸;郑邯风阀

工扒脚蜥料豺

璃天车打开趟

填写记录

（1.城南蚓鱼21施块、炭渣:3.两水平洲

定,补充蝴氏I.摸轴里、邻懒兄等）

-192•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

第三节抬母线作业

一、学习目标

通过学习本单元，熟悉预焙阳极电解槽抬母线作业步骤，在操作过程中能将槽

控机置于抬母线状态，能操作风动扳手拧紧及拧松k具。

二、工作程序或操作步骤

电解生产过程中随着阳极的消耗，阳极母线不断下降，因此，为确保生产过程

的顺利进行，需要周期性地将阳极母线从低限位抬至高限位。具体的操作步骤如下：

㈠准备作业

1.根据抬母线周期及电解槽的母线行程确认抬母线槽号及槽状态。

2.检查母线提升框架，确认各部位情况是否正常。

3.观察空气压力表，若风压不足，需联系处理。

㈡操作步骤

1.将阳极框架与多功能机组进行连接。

2.多功能机组将母线提升框架吊起到需进行母线提升的目标槽，将框架上风管

与外界风源接通。

3.再次确认风压是否达到抬母线的工作压力，操作抬母线框架切换开关，将

框架上卡具装置切换到张开状态。

4.指挥多功能机组操作将卡具装置对准阳极导杆，缓慢下降母线提升框架到位。

5.操作抬母线框架切换开关，使阳极导杆贴紧阳极水平母线，将框架上卡具装

置切换到夹紧阳极导杆状态。

6.将槽控机置于抬母线状态。

7.操作框架上的风动扳手进行松卡具作业。

8.操作糟捽机上抬母线，监视回转计读数和槽电压的变化，当转计读数到达

指定数值时，停止提升母线操作。

9.逐一拧紧卡具，并对阳极水平进行标识。

10.卡具拧紧后，多功能机组切换框架上卡具装置到张开状态，吊起母线提升

框架，将槽控机恢复到自动控制。

il.关闭风源，拆下快速接头。

12.复紧卡具。

13.将母线提升框架吊运到指定位置，工具归位。

14.记录抬母线的槽号、时间，并记录抬母线过程中发生的异常情况。

三、相关知识

糟捽机是用于铝电解生产过程控制的专用设备，它既能在脱机状态卜.独立完成

槽电压、系列电流等的采集，对这些信号或数据进行解析，完成槽状态显示、极距

调整、下料控制，以及效应预报等控制任务。也能在联机下与上位机交换数据，接

受来自上位机的有关参数，用以调整控制参数，优化控制策略。电解操作工可以通

过槽控机的显示信号，从现场获取电解槽的一些状态信息、解析信息。

㈠电解槽槽控信息分类

电解槽控机的显示信息分为三类：

1.由数码管显示的数据信息。最基本的有：槽电压、系列电流和电解槽回转计

的读数。

2.由发光二极管指示灯显示的解析信息。AEP,SHK、Nl,N2、解析、W1、

W2等信息°

3.由发光二极管指示灯显示的电源、加

工过程状态信息。如：电源、效应、故障、通

讯、上限、卜.限、自动、手动、打壳、出铝、

000000000Q,0

换极、抬母线、阳极升降、效应处理等信息。律IMW所

如图2-4为康托工业电脑公司开发的

显示面板：

SKT5782。。。cooooo

㈡面板指示信号说明3&心stf»spinSMT-tn下：!

QRQQiaGR"。a.

如图2-4面板上显示有12位数码显示和MW♦曲

Q9RR

11个工艺状态灯显示。其中“+12V”电源和控

制电源指示灯及自动/手动指示灯在槽控机通

图2-4槽控机显示面板

上电后就亮着的，不受软件控制。

槽控机上还设置11个面板开关，操作人员可通过操作开美，与计算机进行连接

信息输入，诸如手动、自动切换，设置换极、出铝、抬母线阳极升降、孔边等状态。

四、注意事项

在上抬母线过程U」，要观察各块阳极的位置是否发生变化，若有异常，停止

上抬，并做相应处理。

2.松紧卡具时，在A、B两边对角进行，避免阳极提升机构偏斜。

3.每次作业前都要测试风动扳手的扭紧力。

4.只能抬母线，不能降母线。

5.发生以卜.情况时应终止拾母线：

(1)效应等待之斗L

・194•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

⑵抬母线过程发生效应时，应立即停止抬母线，将松开的卡具立即拧紧，并将

提升框架吊离该槽，待效应熄火后再继续进行。

第四节测量作业

一、学习目的

通过本节学习,能进行电解温度、铝水平、电解质水平的测量。

二、作业步骤和操作程序

㈠电解质的温度测量

1.使用工器具

测温表、热电偶、记录纸。

2.测量前准备

（1）检查热电偶是否完好，热电偶与测温表是否连好，测温表上各功能选项是否

设定好。

⑵确认测量槽号，操作出铝端打壳阀打开出铝口，揭出铝端门盖板。

3.测量方法

⑴将热电偶叮水平约呈45角插入电解质液约10cm.

⑵待数值稳定约3-5秒钟后读取数值，并记录。

⑶当所测温度值与前一日差值过大，要重测。

⑷注意热电偶不能过于接近阳极，热电偶端头不能接触悬浮的结壳块。

4.注意事项

⑴测量槽发生阳极效应时暂停测量。

⑵对地电压异常时暂停测量。

⑶注意热电偶不要插得太深,严防与铝水接触,造成测量误差。

（4）选用不同种类的热电偶其基准温度也不相同。

㈡铝水、电解质高度测定作业

1.使用工器具：135,测定棒、水平器、亥！|度尺（三点测定或六点测需用多功能

机组、打壳锥子、氧化铝耙等）。

2.操作步骤

⑴检查工具是否、完好，并进行预热。

⑵确定测定位置：

一点测定：在电解槽出铝端。

三点测定：选择B侧或A侧6块阳极之间的3个点。

六点测定：A、B每侧6块阳极之间各取3个点，共计6个点。

3.打测量孔洞

⑴一点测定时，移开一块端盖，使两端盖间缝隙为20-30cm。

⑵三点测定、六点测定时。

切换排风量转换阀门。

取出测定处的炉盖，A、B侧炉盖分别放于相邻槽炉盖上。

用氧化铝耙扒开测定处的氧化铝。

指挥多功能机组在指定测量点打开直径10-20cm的洞，必要时用打壳碓子打结

壳，修好洞口以便于测量。

4.测定作业

⑴把水平仪放置于测定棒匕将测定棒插入炉底。

⑵保持水平仪的水平，持续5-10秒不动。

⑶快速取出测定棒，放置了水平地面，使测定棒上水平器保持水平。

（4）用刻度尺与地面垂直立起，在铝水、电解质交界线处，以0.5cm为单位读数、

记录，卜层为铝水高度，上层为电解质高度（见图2-5）。

5.收尾作业

（1）三点测定和六点测定完成后，用氧化铝耙推料堵洞。

⑵打扫卫生，盖好炉盖。

⑶排风阀复位。

（4）工具归位。

6.数据的处理

（1）三点测定，该槽的液体高度为三点测量值的算术平均值；六点测定，该槽的

液体高度为六点测量值的算术平均值。

⑵以不同出铝区域为单位，计算各区域的铝水和电解质高度的平均值。

7.及时进行测量报告的发送。

796•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

8.在以下情况中停止测量或延期测量

⑴对地电压异常。

⑵测量时发生阳极效应。

⑶降电流时。

⑷进行出铝、换极、抬母线作业。

三、相关知识

㈠测量工具的使用方法

1.技术参数及测量方法

（1）电解质温度

电解温度通常指的是电解质温度。生产对电解质温度的测量通常采用热电偶法。

热电偶高温计是由电位差计和热电偶组成。其工作原理：行热电偶插入电解质

中之后，两种不同金属或合金做成的偶丝的节点由了受热产生热电势不同，在偶丝

的两端产生电位差，该电位差的大小与热端温度有关。一般测量时要注意正负极，

并选定K值，温度读数显示稳定后即可一取值。

⑵电解质水平和铝水平

电解质水平和铝水平是指这两层液体在电解槽内的高度而言.这两层液体在电

解槽内因密度差别而自然分层，在电解温度下，铝液的密度比电解质的密度大10%,

所以电解槽内铝液在下层，电解质在上层。测量时利用电解质容易粘挂在铁钎上的

特点，将铁钎子插入电解槽内直到炉底，水平放置数秒钟后快速拔出，这样在电解

质中那段铁钎上粘挂的电解质厚，而在铝液中那段铁钎子粘挂的电解质薄，所以铁

钎子拿出来后，由于冷却速度的不同，两段液层在冷却过程中有一明显的分界线，

这分界线就是槽内电解质与铝水的分界面。以此线为界，分别量取上下两段液层与

水平面的垂直距离，即得到槽中电解质和铝液的高度。

㈡数据处理方法

在生产工艺过程中测量收集到的数据通常需经过分类及算术处理，使之能反应

对象的特征。通常两水平及温度等测量值采用的数据处理法有，算术平均、加权平

均。在数据处理过程中必须采用统一的数据修约规则，使数据间具有可比性。

1.算术平均

将所有的数据加起来作为分子，数据的个数作为分母，商的有效数字多取一位。

电解生产中大多测量数据均采用这一处理方法，如两水平、电解质温度等。

如:五个测量值分别是2、4、5,8、9,运用⑴式计算这五个数的算术平均值如

下。

x（1）

5

2.加权平均

将一组数据中各项数据按其在整体中不同的权重比例进行处理后再加合取算术

平均。电解生产中最典型的是对阴极电流分布测量结果的处理和计算。

3.数据的修约

通常生产中的数据采用简单的“四舍五人”的修约原则。例如：数据保留小数

点后一位数,则后2536f4.3

但由于用上述方法舍去的数值有四个（1、2、3、4）,而进入的数值有五个（5、

6、7、8、9）,机会不均等。因此在通常的科学活动中采用了舍进机会同等的修约原

则。即：“4”舍“6”入，遇“5”考虑的修约原则。“4”舍：当所拟修约的数字，

其左面的第一个数字小于或等于4时舍去，如3.5424-3.5。“6”入：当所拟修约

的数字中，其左面第一个数字大于或等于6时，则进1,如2.3653—2.4。遇“5”

要考虑：5后非零应进1；5后皆0看奇偶，5前偶数舍去，5前奇数则进1。例如：

2.1507—2.2；2.1500-2.2；2.2500—2.2；2.0500^2.0。

无论采用何种修约方法，在任何情况下都不得对数据进行连续修约。例如：

15.4564-15（正确）

15.4564-15.456fl5.46-15.5f16（错误）

四、注意事项

1.需插入槽内液体中使用的工具，必须先经预热处理。

2.计测仪表应在有效期内使用，严格控制量程范围和操作方法，以保证测量数

据的准确性。

3.在楼下进行测量作业时要关注槽上的作业，确认安全时方M作业。

第五节阳极效应熄灭

一、学习目标

通过本小节的学习，能对效应槽进行确认，掌握阳极效应的处理方法，认识阳

极效应的特征和对生产的影响。

二、木棒熄灭效应操作步骤

㈠操作前的准备工作

I.确认效应的发生。

2.准备好所需使用的作业工具。

㈡操作步界

•198•铝电解工职业技能鉴定培训教材•预焙槽操炉

1.效应发生后，作业者应持效应棒，迅速赶到效应槽前，并将效反棒放置在炭

渣箱旁的地面一上。

2.到达槽控机前，确认效应电压、效应状态、槽控机控制状态。

3.检查各阀门，并将各阀门置于开启状态。

4.揭开烟道端端罩，等待计算机自动进行第一次效应加工，观察烟道端的打壳

和下料情况。

5.回到出铝端，揭开出铝端端罩，等待计算机自动进行第二次效应加工，观察

出铝端的打壳和下料情况。

6.待效应加工完后，将效应棒斜插入阳极底掌下的铝液中，熄灭效应。注意不

能插到两极之间a若不能熄灭，可手动进行--次正常加工后再插入一根效应棒熄灭。

7.待效应熄灭后，住出铝端进