2023年铝电解工竞赛试题

一、铝电解工理论知识复习资料（一）填空题1、电解系列中，电解槽均以（）形式连接的。2、铝在常温下密度为（）g/cm3，在电解温度下密度为（）g/cm3，在电解温度下电解质密度为（）g/cm3。3、写出下列物质的分子式：氧化铝（）、氟化氢（）、二氧化硅（）、四氟化碳（）。4、电流效率低的重要因素是（）。5、理论上生产一吨铝需要氧化铝（）Kg。6、阳极气体的重要成分是（）、（）。7、理论上用1安培电流，电解1小时可在阴极上析出（）克铝。8、氧化铝——冰晶石熔体电解时，99%的电流是由（）传导的。9、阳极效应发生的主线因素是（）浓度减少。10、理论上生产一吨铝所需的电耗（）kWh。11、铝电解槽按阳极结构可分为（）和（）。12、铝的熔点是（）。13、电流强度是决定（）和（）大小的重要因素。14、（）是铝电解所用的原料，又是烟气净化的（）。15、熔融电解质开始有（）析出时的温度，叫（）。16、电解质的分子比是指（）与（）的摩尔分子数量的比值。17、电解槽的极距是指（）到（）之间的距离。18、生产中，电解质的损失除了挥发外，尚有（）和（）损失。19、外取电解质或铝液时，工具先要（），防止（）。20、发生漏炉时除集中力量抢修外，还必须有专人看管（），防止（）事故发生。21、铝电解槽烟气净化分（）和（）两种方法。22、铝的原子量为（）,铝的电化学当量为（）。23、铝电解阴极副反映重要有（）、（）和碳化铝的生成。24、决定直流电耗的两个因素是（）和（）。25、铝电解生产过程中阳极气体重要成分为（）和（）的混合物。26、测量电解温度的方法重要有（）。27、原铝中杂质重要有两类，属于（），另一类属于（）。28、电解槽生产初期，（）和（）质量好坏是引起阴极内衬初期破损的关键环节。29、装炉过程中，一定要注意（）和（）。30、计算机控制电解槽的原理，事实上是控制（）。31、初晶温度是指液体开始形成（）的温度。生产中电解质工作温度一般控制在初晶温度以上（）的范围。32、写出冰晶石-氧化铝熔液电解的总反映式（），阳极反映式（），阴极反映式（）。33、国标GB/T1196-2023《重熔用铝锭质量标准》规定：AL99.70Fe不大于（），Si不大于（），Ga不大于（），杂质总合不大于（）；Al99.70AFe不大于（），Si不大于（），Ga不大于（），杂质总合不大于（）。34、我国大型预焙槽重要采用（）、（）、（）输送技术输送物料。35、电解生产工艺技术参数重要有系列电流强度、槽电压、（）、（）、（）、（）等。36、我国铝行业现阶段电解槽的焙烧启动方法有（）、（）、（）三种。37、阳极设立过高或过低则会导致（），致使阳极（），导致电压摆。38、提出残极后，应检查槽内（）、（）、（）、（）、以及两水平等项目。39、加极上氧化铝的目的是（）、（）和（）。40、料箱有料，电解槽下料点不下料的因素有（）、（）和（）。41、熄灭AE前应检查（），槽控箱是否（），下料气阀（）等情况。42、槽控箱具有AE解决、（）、（）等控制功能。43、电解槽炉帮较空时，一般出现（）、（）、（）、（）、和（）等现象。44、当对地电压异常，（）、（）、（）、（）和（）时，应终止测定阳极电流分布作业。单项选择题1、某电解系列生产槽200台，当天发生阳极效应30个，那么当天系列效应系数为（）次/日.台。A、0.25B、0.32C、0.60D、0.152、某大组全月产原铝180t，全月消耗氧化铝360t，那么该大组当月每吨原铝氧化铝消耗为（）Kg。A、1898KgB、1900KgC、1945KgD、2023Kg3、冰晶石是作为（）往电解质中补充添加。A、熔质B、熔剂C、添加剂D、原料4、铝液的比重要比电解质的重，一般两者相差（）g/cm3。A、0.05B、0.2C、0.4D5、电解质中挥发性最大的物质是（）。A、NaFB、AlF3C、Na3AlF6D、MgF6、添加MgF2能（）电解质的表面张力，促进炭渣分离。A、增大B、减小C、不改变D、去消7、分子比减少使电解质的挥发损失（）。A、增大B、减小C、不改变D、为零8、氟化盐的理论消耗量为（）Kg/t·AlA、0B、10～20C、20～30D、30～409、在计算机控制的中间下料电解槽上，电解质中氧化铝浓度一般应控制在（）。A、0～1.0%B、1.5～3.0%C、3.5～5.5%D、6～8%10、电解槽启动后期是指（）。A、从开始启动到停槽之间B、从启动结束到停槽之间C、从启动结束到正常生产之间D、从正常生产到停槽之间11、破损槽炉底修补后在工艺上应注意（）。A、多造沉淀形成炉底结壳B、保持低铝水平C、保持适当低的电解温度和高铝水平D、勤加工勤扒沉淀12、氧化铝电解过程中，E极化=E分解（）E过A、+B、－C、×D、÷13、自然界中的铝含量极为丰富，几乎占地壳中所有金属含量的（）。A、一半B、三分之一C、四分之一D、五分之一14、在电解温度下，铝液比电解质的比重（）对生产越有利。A、愈大B、愈小C、不变D、为零15、电解槽烟气净化用的吸附剂是（）。A、AlF3B、NaFC、Na3AlF6D、新鲜Al2O316、铝电解生产电能运用率为（）。A、20～30％B、40～50％C、60～70％D、80～90％17、电解槽炼铝通入的电是（）。A、交流电B、直流电C、交直流电D、无线电18、预焙槽换阳极采用的方法是按（）。A、自然数顺序法B、交叉法C、随机抽样D、无顺序19、最适合电解生产的氧化铝是（）。A、砂状氧化铝B、中间状氧化铝C、粉状氧化铝D、微粉氧化铝20、槽子焙烧结束时槽温一般要达成（）。A、400～600℃B、600～800℃C、800～95021、电解质中炭渣多时应当（）。A、在出铝口捞炭渣B、在熄效应口捞炭渣C、在加工面捞炭渣D、在运用一切机会捞炭渣22、下面是某厂电解槽的一组参数，单位对的的是（）ABCD母线电流密度0.30A/cm2A/mmA/cm2A阳极电流密度0.80A/cmA/mm2A/mmA/cm23、LiF是一种有益的添加剂，下列说法不准确的是（）A、LiF能减少电解质的初晶温度B、LiF能提高电解质的导电度C、LiF能提高电解质中AL2O3的溶解度D、LiF能使电解质密度减少24、电解槽工作电压涉及以下各项，不对的的一项是（）A、极化电压降B、阴极电压降C、阳极电压降D、效应分摊压降25、可以提高电解质导电性的物质有（）A、氧化铝B、氟化铝C、氟化钠D、氟化镁26、杂质中具有下列物质混入电解原料中，能影响原铝质量的有（）A、氧化镁B、氯化钠C、氧化钙D、二氧化硅27、减少分子比，下列说法不对的的是（）A、减少电解初晶温度B、增长氟化盐挥发损失C、减少电解质电导率D、提高Al2O3的溶解度28、正常生产条件下，下列说法对的的是：（）A、温度高则阳极单耗低B、电流大则阴极单耗大C、电流效率高则阳极单耗高D、电流效率高则阳极单耗低29、能提高电解质初晶温度的物质有（）A、氟化铝B、氟化钠C、氟化镁D、氟化锂30、阳极效应时，阳极气体成分中（）A、CO2含量不变B、CO2含量增长C、CO2含量减少D、CO含量减少31、杂质中具有下列物质混入电解质原料中，能影响电解质成分的是（）A、氧化铁B、二氧化硅C、氧化钙D、氧化铜32、工业生产中，氟化镁是一种有益的添加剂，下列叙述不对的的是（）A、氟化镁能减少电解质的熔点B、氟化镁增长电解质的表面张力C、氟化镁能提高电解质对Al2O3的溶解度D、氟化镁是一种矿化剂33、铝的熔点为（）℃。A、550B、660C、770D、88034、不能影响阳极消耗速率的是（）A、电解温度B、电流强度C、阳极电流密度D、阴极电流密度35、160KA系列电解生产中，阳极电流密度是0.72A/cm2,电流效率是92.5%，阳极消耗量为556Kg/t-Al，阳极假比重为1.55g/cm3，则阳极消耗速度约是（）。A、1.4cmB、1.6cmC、1.9cmD、2.2cm（三）判断题（对打Ｖ，错打X）1、一般认为电解温度越低，电流效率越高。（）2、阳极电流越小，阳极电压越高。（）3、阳极电压降的高低与槽工作电压升高减少无关。（）4、电解质液与铝液界面分离越清亮，铝的二次反映就越少。（）5、减少电解槽的热损失，可为减少电解槽的能耗发明条件。（）6、原铝中的杂质重要有硅、铁、铜、镓、镁。（）7、系列零点位漂移与生产槽的对地绝缘无关。（）8、增长生产槽数或缩短停槽大修时间，可增长槽昼夜总数。（）9、（）10、添加锂盐可减少电解质初晶温度和减少电解质的导电性。（）11、铝的化学性质十分活泼，铝在自然界中都是以化合态形式存在。（）12、天然冰晶石呈中性，人造冰晶石呈酸性。（）13、电能效率是指每千瓦时能产多少铝。（）14、电解质应具有极小的粘度，这样对生产有利。（）15、添加氟化镁可以减少电解质的初晶温度。（）16、金属铝在阳极反映中析出，然后沉集到阴极碳块上面。（）17、电解槽启动后应进行高分子比、高温建炉膛。（）18、炭素阴极材料在电解槽开动初期具有明显的吸钠性。（）19、消除电解槽针振及电压摆动的方法就是提阳极。（）20、侵蚀到阴极炭块中的黄色颗粒是钠。（）21、阳极效应的发生通常与电解质中缺少氧化铝有密切关系。（）22、阳极效应通过微机可以提前预报。（）23、氧化铝中过多的杂质Fe2O3和SiO2，在电解过程中析出铁和硅，进入铝中，影响着原铝质量（）24、电解槽在正常生产时，电解质成份的变化往往是分子比自动升高和添加剂含量自动减少。（）25、凡是已生产的电解槽因故停产后，通过大修又重新启动时称为电解槽的二次启动。（）26、电流强度和电压的变化影响电解槽热量收入的变化，铝水平和电解质水平的高低影响电解质热量支出和热稳定的好坏。（）27、（）28、槽电阻直接等于槽电压除以槽电流强度。（）29、铝电解生产中，“阳极过电压”远大于“阴极过电压”。（）30、电解槽中添加氟化铝会使电解质密度增长。（）31、电解温度一定大于电解质的初晶温度。（）32、（）33、每日分摊到每台槽的阳极效应次数称为阳极效应系数。（）34、铝电解生产的电流效率就是电能效率。（）35、（）36、（）37、原铝直流电耗只与槽平均电压和电流效率有关（）38、调整电解质分子比的方法是向槽内加入适量的氟化铝（）39、出铝前，电解槽容易发生阳极效应的因素是氧化铝的溶解度和溶解速度减少（）40、（）（四）简答题1、简述影响电流效率的重要因素？2、简述压槽是什么因素导致的？3、简述电解槽焙烧的目的？4、低分子比生产有什么好处？5、减少炭阳极消耗的途径有哪些？6、什么叫压槽？压槽的解决方法？7、砂状Al2O3有哪些优点？8、写出铝电解槽的阴极和阳极的电化学反映方程式及总反映式？9、铝电解的生产原理是什么？画出工艺流程简图？10、电流效率减少的因素是什么？其本质和重要因素是什么？11、什么叫“铝的二次反映”，写出反映式？12、目前世界铝电解槽工业发展的方向是什么？13、什么叫电解质的“过热度”？一般保持多高？炭渣对过热度有何危害？14、什么是极距，有什么作用？15、AL2O3原料中杂质对电解生产有什么危害？16、铝电解通入直流电的目的是什么？（五）计算题1、某系列电解槽原电解电流240000安培，槽工作电压为4.150伏，假如减少电解电流8000安培，求该槽工作电压减少多少伏？（该槽反电动势为1.600伏，计算保存三位小数）2、某系列生产槽160台，效应系数0.15次/台.日，系列电流强度202300安培，槽平均效应电压升高35伏，问每年（365天）应发生阳极效应比正常生产多消耗多少直流电？（每次效应连续3分钟计算保存整数）3、电流强度为280000安培的某个电解系列，正常生产电解槽有252台，电流效率为93.30%，若阳极效应系数由0.25次/槽.日降到0.15次/槽.日，问该系列全年可节约多少电？吨铝成本因减少阳极效应系数节电而下降多少元？（已知电价为0.40元/kWh,效应电压为35伏，电解槽工作电压为4.15伏，效应时间为3分钟,计算结果精确到小数点后面一位数。）4、某电解厂电流效率在93.30%时测定阳极气体中含CO2为75.6%，电流效率在94.30%时测定阳极气体中含CO2为77.6%，假设阳极气体中全为CO2和CO，则问电流效率由93.30%提高到94.30%时，理论上吨铝炭耗应节约多少公斤？5、某厂2023年正常生产有电解槽168台，电流强度为202300安培，电流效率为93％，2023年有正常生产电解槽253台，电流强度为210000安培，电流效率为93.5％，问该厂2023年比2023年铝产量提高多少吨？6、某系列电流强度为202300安培，有200台工作电解槽，若电解效率由92%提高到93%，问每年（365天）可增长原铝多少吨？7、今有一电解槽，液体电解质为8000Kg，成份为CaF25%，Al2O35%，需将分子比从2.7（质量比1.35）降到2.6（质量比1.3），计算需加入的AlF3的量。8、某厂有一260台槽的电解系列，年平均工作槽数是253个槽，年平均供电电流是155kA，系列槽平均电压4.2V,年平均电流效率92.5%，若采用措施减少平均电压100mv，提电流效率1%，则全年可多生产原铝多少吨？全年可节约用电多少kWh?9、某电解槽有液体电解质8000Kg,成分为CaF25%、Al2O35%,请计算：将分子比从2.1提高到2.4,需加入曹达量。六、论述题1、2、什么叫“冷槽”？冷槽产生的因素及解决方法是什么？3、现代大型预焙阳极电解槽生产一般采用哪些先进的技术和工艺？4、请论述提高电解电流效率需从哪些方面入手？二、铝电解工实际操作复习资料（一）目测判断电解槽温度（°C）目测温度°C实际测量温度°C备注（二）用钢钎检测电解槽判断上下水平高度（cm）。考员报电解质水平cm实际测量电解质水平cm考员报铝水平cm实际测量铝水平cm得分备注（三）应用对的的方法取电解质试样，并判断分子比。1、规定用对的的方法抽取电解质试样且完整，试样内不得夹有炭渣或铝珠。2、判断分子比。考员报分子比化验分子比得分备注（四）用仪表检测电解槽炉底电压降，并针对所测值高低，口述对电解生产的影响及所采用的对策？1、规定对的使用仪表并用对的的方法检测炉底电压降（mv）。2、针对所测炉底电压降高低值，对电解生产的影响及所采用的对策。（五）摸炉膛。选取一台电解槽，A、B大面贴边均匀分布各打5个洞，两小面中间各打一个洞。选手按抽签顺序，依次摸炉膛，然后画出炉膛内型（涉及底部、侧部等部位）。（六）分析电解质状况。选手综合分析电解质状况，其中涉及电解质成份、流动性清亮度、温度、过热度等等（七）综合分析电解槽行程。选手根据对电解槽的全方位了解，对该电解槽进行综合评述。（八）换极操作技术比武1、操作记录见表A。2、4人/组，平均计分。3、如遇脱落极，时间可延长，重要看配合动作。4、联系天车到位，计时自天车开口起，至收拾卫生结束止。5、所需准备的工器具涉及：炉前耙（1把）、铁钩（2把）、碳渣瓢、扫把（1把）、铁铲（2把）、测定棒（1根）、直尺（1把）、氧化铝耙（1把）、毛刷（1把）、兜尺（1把）。表A换极操作记录槽号极号铝液/电解质水平炉底情况邻极情况残极情况（九）阳极电流分布测定比武1、操作记录见表格B。2、4人/队，对同一台槽进行测定比武。3、测定期间，从揭炉盖起至提出解决意见完为止。表B阳极电流分布测定记录、分析表板号123456789101112槽号

A

B

（十）换阳极操作序号试题及考核规定评分内容1试题：换阳极操作考核规定：1、拟定槽号和换阳极号，任何人不得提醒。2、每3人一组进行操作。3、按照操作规程、安全规程，进行文明操作。4、阳极工配合作业。5、对的合理使用工具。1、拟定槽号和换极号，打开槽罩板，扒净阳极上保温料。2、输入“换阳极”开始信号。3、捞净掉入槽内的面壳块4、检查炉底沉淀，特别下料口处必须扒沉淀，使沉淀带到边上炉帮空的地方或槽外。5、炭渣多时捞炭渣。6、四个角部口打整齐、打大，防止新极放不下或放歪。7、输入“换阳极”结束信号。8、封保温料。先用破碎块，后用Al2O3料。严禁用大块和封料不严现象。9、盖好槽罩，检查槽电压是否正常、是否有针振或电压摆。2安全文明生产考核规定：1、劳保品穿戴整齐。2、遵守安全操作规程。3、尊重监考老师，讲文明礼貌。4、考试结束后要清理现场，打扫卫生。1、在操作中，若违反安全文明生产考核规定的任何一项扣2分，扣完为止。2、有重大事故隐患时，监考老师要立即予以制止，当场给于教育和指导，并扣完分。3工具的使用与维护考核规定：1、对的使用和维护工具。2、动作纯熟、安全操作。3、工具使用后，应磕净弄直、堆放整齐。1、操作前，工具要预热。2、操作中，工具的使用与维护要对的、纯熟。3、工具使用完，磕净电解质块、弄直，整齐排放到工具架上。4、考试时，不得损坏工具或其它设备。序号考核内容分数评分内容标准具体规定1劳保品穿戴5根据劳保品穿戴情况酌情给分工装、鞋、帽、手套、口罩及眼镜2检查指定电解槽的工作状况5检查程序方法等查看槽控箱，看炉面状况、看阳极工作情况、看技术条件保持、摸槽子边部和炉膛，检查槽子整体运营情况。3述说电解槽状况604（1）电解槽外观，技术条件10火苗、炉面、保温料、阳极氧化情况；槽电压、电解质水平、铝水平、分子比、电解质温度等火苗：炉面状况：保温料：阳极氧化：槽电压:电解质水平：铝水平：分子比：槽温：效应系数：（2）阳极工作与电解质状况15阳极工作情况；电解质沸腾情况；流动性、酸碱性、炭渣含量等情况阳极工作情况涉及：裂纹、长包、涮切爪头、周边电解质是否沸腾等，电解质状况：沸腾情况、流动性、炭渣含量、酸碱性、颜色、电解质水平状况是否规定调整？（3）炉膛状况15两大面、两小头的伸腿和四个角的情况；炉底沉淀、结壳情况位置伸腿沉淀炉帮前大面：后大面：东小头：西小头：整个炉膛状况：（4）问题的解决20根据炉膛存在的问题提问，酌情给分⑴抱负的炉膛是什么样？多大？⑵如何规整炉膛？⑶槽子伸腿大如何解决？病槽及事故的因素和解决20根据标准答案给分⑴“漏炉”产生的因素及解决？⑵“热槽”产生的因素及解决方法？⑶“针振和电压摆”产生的因素及解决措施？5技术参数的测量10根据标准答案给分⑴测量电解质和铝水平方法及注意事项？⑵取电解质试样时注意事项？⑶测量槽温的方法和注意事项？（十一）电解槽操作（十二）根据某槽的24h日报曲线，分析报表内所有曲线的内容及判断该槽槽况正常与否？（十三）问答题A、换阳极操作1、铝电解为什么采用碳作为阴阳两极？2、电解槽的结构涉及哪几部份？电解槽按阳极结构可分为几种类型？3、换阳极操作质量对电解槽有什么影响？4、换阳极的原则是什么？B、电解槽炉膛操作1、抱负的炉膛什么样？多大？2、如何规整炉膛？3、炉膛伸腿大如何解决？4、如何控制炉底沉淀？5、炉膛规整的意义？C、病槽及事故的因素和解决1、漏炉产生的因素及事故的解决2、什么叫“热槽”？热槽产生的因素及解决方法是什么？3、电阻“针振”和电压“摆动”产生的因素是什么？如何解决？4、什么叫“滚铝”？滚铝产生的因素是什么？如何解决？D、技术参数的测量1、测量电解质水平和铝水平的方法及注意事项？2、电解质温度测量方法及注意事项？3、取电解质分子比试样方法及注意事项？4、测量炉底压降的方法及注意事项？三、铝电解工实际操作工具清单1、换极工具大耙（1把）、铁钩（2把）、扫把（1把）、漏铲（2把）、两水平测量钎（1根）、直尺（1把）、氧化铝耙（1把）、毛刷（1把）、兜尺（1把）、试料勺（1把）、大勺（1把）等。（以上工具由赛场提供）2、测量工具电压表（1套）、测温表（2套）、热电偶（2根）（以上工具由赛场提供）3、劳保用品自带。附：一、铝电解工理论试题参考答案（一）填空题1、串联2、2.72.32.13、Al2O3HFSiO2CF44、铝的再溶解损失5、18896、CO2CO7、0.33568、Na+9、Al2O310、632011、预焙槽自焙槽12、660℃13、槽型生产能力14、氧化铝吸附剂15、固体初晶温度16、氟化钠氟化铝17、阳极底掌铝液表面18、水解机械损失19、预热爆炸烫伤20、槽电压断路21、干法净化湿法净化22、270.3356克/安培·小时23、钠的析出铝的溶解和损失24、槽平均电压电流效率25、CO2CO26、热电偶测温法27、金属杂质非金属杂质28、焙烧启动29、阳极底掌摆平炉料不能进入阳极底掌内30、槽电阻31、固体10～2032、2Al2O3+3C＝4Al+3CO23O2-（络合的）+1.5C－6e→1.5CO2Al3+（络合的）+6e→2Al33、0.20％0.12％0.03％0.30％0.20％0.10％0.03％0.30％34、稀相浓相超浓相35、电解温度分子比电解质和铝液水平阳极效应系数36、铝液焙烧焦粒焙烧燃气焙烧37、阳极导电不良阳极偏流发红38、有无结壳碳渣情况邻极情况炉底情况39、保温防止阳极氧化减少钢爪与炭块之间压降40、电磁阀坏下料阀被关风动溜槽堵塞41、AE电压处在自动下料气阀是否打开。42、正常解决调整电压43、壳面裂纹下陷火眼多电解质水平高槽温高电压摆44、降电流出铝抬母线发生AE换极（二）选择题1、D2、D3、B4、B5、B6、A7、A8、A9、B10、C11、C12、A13、B14、A15、D16、B17、B18、B19、A20、D21、D22、D23、C24、D25、C26、D27、D28、D29、B30、C31、C32、C33、B34、D35、C（三）判断题1、√2、×3、√4、√5、√6、√7、×8、√9、√10、×11、√12、√13、√14、×15、√16、×17、√18、√19、×20、×21、√22、√23、√24、√25、×26、√27、×28、×29、√30、×31、√32、×33、√34、×35、√36、√37、√38、×39、×40、×（四）简答题1、电解质温度，氧化铝浓度，添加剂，分子比，极距，阴极电流密度，槽龄，阳极效应系数，电解质内杂质含量，两水平。2、槽膛内型、电解槽内沉淀的分布、电解槽内的结壳、铝水平低和电压低。3、使阴极底部炭块和侧部炭块烧成一个整体、排除内衬中具有的水分、均匀升高内衬温度。4、（1）电解质的初晶温度低，可减少电解温度；（2）钠离子（Na＋）在阴极上放电的也许性小；（3）电解质的密度和粘度有所减少，使电解质的流动性较好，并有助于金属铝从电解质中析出；（4）电解质同炭素和铝液界面上的表面张力增大，有助于炭粒从电解质中分离和减少铝在电解质中的溶解度；（5）炉面上的电解质结壳松软，便于加工操作。5、（1）提高电流效率；（2）提高炭素材料机械强度及抗氧化性能，减少氧化及掉块；（3）保持阳极工作正常，防止阳极过热，封好阳极保温料，防止电解质上面的阳极与空气接触，减少氧化；（4）加强对阳极的检查，防止过厚的阳极就换掉，保证阳极使用周期；在保证不涮爪头、不露大饼的条件下延长阳极使用周期。6、因极距保持过低，导致电解质不沸腾，或因炉膛不规整而导致阳极接触炉底沉淀或侧部炉帮的现象称为压槽。压槽的解决方法：（1）假如是极距过低导致，只须把极距抬到正常或比正常稍微偏高即可；（2）若不是因极距过低引起的压槽，应一方面把阳极抬高，离开沉淀结壳或炉帮；（3）为使槽子尽快转入正常，可适当提高铝水平和电解质水平；（4）为防止出现压槽，可在出铝前扒沉淀，用钎子捅结壳等。压槽一般都出现在出铝后或出铝时，此时要特别注意。7、砂状氧化铝的优点，重要表现在其良好的流动性、溶解性、不挥发性和吸附氟化氢性，这对铝电解生产极为有利。8、在阳极上：3O2-（络合的）+1.5C－6e→1.5CO在阴极上：2Al3+（络合的）+6e→2Al总反映式：2Al2O3+3C=4Al+3CO29、铝电解的生产原理是采用氧化铝－冰晶石融盐电解法，它是以冰晶石作为熔剂，氧化铝为熔质，强大的直流电通入电解槽内，使阴阳极发生电化学反映。电解产物，阴极上是铝液，阳极上是气体。这种方法就是电解法炼铝。化学反映方程式：2Al2O3＋3C＝4Al＋3CO2工艺流程简图为：10、引起电流效率减少的因素很多，归纳起来，不外乎下列四种：（1）铝的溶解和再氧化损失；（2）其它离子放电，重要是指钠的析出；（3）电流空耗，涉及高价铝离子与低价铝离子的循环转换、阴阳极短路和漏电、电子导电等；（4）其它损失，涉及槽内生成Al4C311、“铝的二次反映”是指槽内阴极上已经析出的铝水，一部分又溶解到电解质中，经扩散和转移到阳极附近，被阳极气体氧化所导致的铝损失，称为铝的溶解与损失即“铝的二次反映”，这是电流效率减少的本质与重要因素。其反映式为：2Al（溶解的）＋3CO2（气）＝Al2O3（溶解的）＋3CO（气）12、答：目前世界铝电解槽的发展方向，是向着大型化、高效化、节能化、环保化、自动化的现代化预焙槽方向发展。13、答：电解质的“过热度”，是指电解质的实际温度减去初晶温度的差值，即：过热度＝电解质温度－初晶温度。一般“过热度”应保持在10～20℃炭渣对电解质“过热度”有很大影响，炭渣多会导致电解质压降大，“过热度”升高，电流效率低，14、极距是指阳极底掌到阴极铝液镜面之间的距离，它既是电解过程中的电化学反映区域，又是维持电解温度的热源中心，对电流效率和电解温度有直接影响，增大极距能减少铝损失，提高电流效率。缩短极距可减少电压，节省电能，但过低极距会导致铝的损失增长，减少电流效率。15、工业氧化铝中杂质重要是SiO2、Fe2O3、Na2O、CaO和H2O对电解均有不利影响。电位正于铝元素的氧化物杂质，如SiO2、Fe2O3在氟化盐中溶解时，其Si、Fe离子先入铝离子在阴极上放电析出，影响铝的质量，CaO与H2O与氟化盐反映，分解了价高的氟化盐。使氟化盐消耗增大，此外，CaO会导致电解质中CaF2实集偏高，H2O会导致铝中氢含量升高。16、铝电解通入直流电，一方面是运用它的热能将水晶石熔化或熔融状态，并保持一定的电解质温度；另一方面重要的也是在两极实现电化学反映，也就是电解质中铝离子从阴极得到电子而析出，从而得到铝，阴离子则在阳极上放大，与碳生成CO、CO2的混合气体。（五）计算题：1、解：设减少电解电流8000安培后，槽工作电压为XV，则有：V/I=R,槽电阻不变，那么：（4.15-1.6）/240000=（X-1.6）/（240000-8000）解得：X=4.065V，工作电压减少值为：4.15-4.065=0.085V答：该槽工作电压减少0.085V。2、解：依据题意有：I=202300A=200KA;U=160×0.15×35=840V;t=（3×365）/60=18.25h根据公式：W=IUt=200×840×18.25=3066000kWh答：每年发生阳极效应比正常生产多消耗3066000kWh直流电。3、解：已知效应电压升高：U=35－4.15=30.85（伏）,I=280000A=280KA,t=3分钟=3/60小时=0.05小时，则发生一个阳极效应消耗电能：W=UIt=30.85×280×0.05=431.9（kWh），全系列天天少发生效应数为:n=252×（0.25－0.15）=25.2（个），全年全系列可节电：W年=25.2×365×431.9=3972616.2（kWh）=397.3万kWh折合节约电费:397.3×0.4＝158.9（万元）折合吨铝节约成本：158.9÷（0.3356×280000×93.3%×24×365×252×10-6×10-4）=8.2（元）答：该系列全年可节约397.3万kWh的电能,吨铝成本因减少阳极效应系数节电而下降8.2元。4、解：（1）先假设生成的阳极气体均为CO则有：Al2O3+3C3×12：2×27X1：1∴X1=×1=0.666（吨炭）=666公斤（2）再假设生成的阳极气体均为CO2则有：2Al2O3+3C=4Al+3CO23×12：4×27X2：1∴X2=×1=0.333（吨炭）=333公斤（3）当阳极气体中组成为75.6%CO2、24.4%CO时，生产一吨原铝消耗炭为：333×75.6%+666×24.4%=414（公斤）；当阳极气体中组成为77.6%CO2、22.4%CO时，生产一吨原铝消耗炭为:333×77.6%＋666×22.4%＝408（公斤）。也就是说，电流效率由93.3%提高到94.3%时，理论上吨铝炭耗应节约：414－408=6（公斤）。答：电流效率由93.30%提高到94.30%时，理论上吨铝炭耗应节约6公斤。5、解：（1）2023年某厂铝产量为：M1＝0.3356Iηt＝0.3356×93％×202300×24×168×365×10－6＝91864.619（吨）。（2）2023年某厂铝产量为：M2＝0.3356Iηt＝0.3356×93.5％×210000×24×253×365×10－6＝146041.77（吨）。（3）某厂2023年比2023年铝产量提高为：M2－M1＝146041.77－91864.619＝54177（吨）答：某厂2023年比2023年铝产量提高54177吨。6、解：M1=0.3356It×η1×10-6M2=0.3356It×η2×10-6△M=M2-M1=0.3356×24×365×200×202300(93%-92%)×10-6=1175.942吨。答：该系列每年可增长原铝1175.942吨。7、解：电解质中冰晶石的量为：8000×(1-5%-5%)=7200Kg，则：需加入AlF3的量：QAlF3=[2P（K1-K2）]/[K2（2+K1）]=[2×7200×（2.7-2.6）]/[2.6×（2+2.7）]=118Kg答：需加入AlF3118Kg8、解：（1）全年多生产原铝量：M=0.3356Itη△×10-6=0.3356×155000×253×24×365×1%×10-6=1152.865吨；（2）吨铝节约电能：Q1=V1/(0.3356×η1)=4.2/(0.3356×92.5%)=13529.6kWh；Q2=V2/(0.3356×η2)=4.1/(0.3356×93.5%)=13066.2kWh;（3）年产原铝量:M1=0.3356Iηt×10-6=0.3356×155000×253×24×365×92.5%×10-6=106639.969（吨）。M2=0.3356Iηt×10-6=0.3356×155000×253×24×365×93.5%×10-6=107792.834（4）全年节约用电=M1Q1－M2Q2=13529.6×106639.969－13066.2×107792.834=34353397kWh答：全年可多生产原铝1152.865吨，全年可节约用电34353397kWh。9、解：曹达与冰晶石发生反映：3Na2CO3+2Na3AlF6→Al2O3+12NaF+3CO2由反映可知：1个分子的曹达与冰晶石作用后使电解质中增长2个分子的NaF，而减少了2/3个分子的AlF,Na2CO3的分子量为106，设8000Kg电解质中冰晶石量为P,则P=800×（1-5%-5%）=7200Kg，QAlF=AlF×7200/（NaF+AlF）=1×7200/（K1/2+1）=2×7200/(K1+2)=2×7200/(2.1+2)=3512KgQNaF=7200-3512=3688Kg若加入100Kg曹达，电解质中：NaF增长量=100×2×42/106=79KgAlF减少量=100×84/106×2/3=53Kg此时电解质中分子比变为：｛（3688+79）/42｝/｛（3512-53）84｝=89.69/41.18=2.178故分子比升高2.178-2.1=0.078，而题中规定分子比增高2.4-2.1=0.3设曹达加入量为X，由此列出：100/0.078=X/0.3，解得X=384.6Kg答：将分子比从2.1提高到2.4，需加入曹达量384.6Kg（六）论述题。1、预焙槽在电流效率稳定不变的情况下，减少吨铝直流电耗的途径也就是减少槽平均电压的途径,重要有以下几点：⑴减少极化电压。防止出现过低氧化铝浓度和过低的分子比以及过高的阳极焙烧温度。⑵减少电解质电压降。减少电解质比电阻，使用适当的添加剂，减少碳渣含量。⑶减少阳极电压降。放好阳极，防止出现阳极底掌高低不平现象；打紧卡具，减少卡具压降；按规定浇注磷生铁，改善铁——碳电压降；维护好爆炸焊与有色焊；加强阳极保温料和壳面保温料工作，减少阳极氧化，减少碳阳极电压降。⑷减少炉底电压降。减少炉底沉淀及其结壳；使用半石墨或高石墨阴极碳块等。⑸减少母线电压降。防止物料埋着母线，提高各焊接点质量。⑹减少阳极效应系数，缩短效应时间。⑺减少联接线路电压，减少黑电压分摊值。2、答：在正常生产中，由于某种因素使电解温度明显低于正常温度的电解槽，叫“冷槽”。冷槽产生的因素，常见的有：⑴系列供电局限性，电流明显下降；⑵槽电压保持过低（极距过低）；⑶添加剂加入过多，初晶温度偏低；⑷铝水平过高，散热过大。⑸槽子保温料太少，表面散热大。冷槽的解决：⑴加强保温，增长阳极和炉面上保温料；⑵适当减少铝水平，减少炉底散热；⑶适当提高槽电压，增长槽子热量收入；⑷调高分子比，电解质低时及时并调入温度高的电解质，提高槽温和热稳定性；⑸沉淀多时，还要及时清理底部沉淀，防止生产炉底结壳，同时避免炉底发热；⑹调整加工方法，延长下料间隔时间，减少热量损失，利于槽内沉淀和结壳熔化；⑺在供电允许情况下，也可以运用阳极效应来提高槽温，增长槽子热量收入；⑻但冷槽解决要适度，不可解决过头，防止冷槽再转成热槽；⑼调整供电制度，保持电流平稳，或调整与供电制度不相适应的技术参数。3、近几年我国电解槽进行系列改造与升级换代，采用的重要先进技术和先进工艺有：⑴中间点式下料技术；⑵计算机智能模糊控制技术；⑶干法烟气净化技术；⑷氧化铝超浓相输送技术；⑸“两低一强化”（低电压、低效应系数，强化电流）先进技术；⑹计算机仿真、“三场”优化实行技术。⑺阴极优化技术：涉及阴极上部采用半石墨质或高石墨质炭块、底部采用干式防渗料、侧部采用异性炭块、外部采用摇篮式槽壳等技术；⑻采用“四角或多点吊挂”新型阳极提高装置，保证阳极框架平稳运营；4、1）根据槽型选择良好的技术参数。重要有以下技术参数：电解质成份、电解温度、两水平条件等方面的管理；2）加强管理，保持稳定的技术条件；3）精心操作，提高各项作业质量；4）建立和保持抱负的炉膛内型；5）保持铝液安静，减少铝的二次氧化损失；6）加强科研实验，积极引进新的技术。二、实际操作问答题答案A、换阳极操作1、答：在铝电解过程中，高温的具有很大侵蚀性的冰晶石熔液直接同电极接触。作为导电的阴阳两极材料中，既能良好导电，又能耐高温、抗腐蚀、同时价格又低廉的唯有炭素材料。因此铝电解工业上都采用炭素材料作两极。2、答：电解槽的结构涉及四部分，即上部结构、阴极结构、母线结构、电气绝缘。电解槽按阳极结构可分为两大类四种槽型，即：3、答：阳极是电解槽的心脏，因此阳极工作质量好坏直接影响到电解槽生产。⑴影响到电流效率、直流电耗、原铝质量和阳极电流分布；⑵阳极放的过深，则容易出现边部阳极压槽，导致电解槽发热变病槽，或使电流短路，电压摆，电流效率减少；⑶阳极放的过浅，则易出现极距过高，槽电压高，浪费电能；⑷旧阳极未及时换掉，则容易出现涮化爪头，减少原铝质量和品位。所以换阳极工作必须引起高度重视。4、答：由于新换上的阳极使局部电解质温度减少，在一、二天内导电又少，所以采用交叉法更换阳极。其原则是;⑴相邻阳极要错开更换时间，尽量隔的时间长一些；⑵新旧阳极炭块组均匀分布，交错更换；⑶使母线两边电流分布均匀，承重相等。B、电解槽炉膛操作1、抱负的炉膛什么样？多大？答：⑴抱负的炉膛是：四周伸腿比较规整，有一定斜坡，也可以说规定伸腿“高、陡、平”。⑵侧部炉帮有适当的结壳，保护侧部炭块和炉膛。⑶炉底比较平坦，无明显沉淀。⑷整个炉膛内型象一个梯形，上大下小，比较规则。⑸抱负炉膛大小应当是：阳极向下的正投影正好与炉膛的底部四边相齐、面积相等。2、如何规整炉膛？答：⑴保持适宜而稳定的工艺技术条件，保持槽子热平衡制度，防止出现波动。⑵防止各类“病槽”产生，避免炉膛畸形。⑶新启动槽要保持较高的分子比，靠自然形成炉膛。⑷要进行对的的边加工，哪儿空打哪，修补边上，减少侧部漏电，迫使电流垂直向下走。⑸边部加工时，不要打得太死，防止边块挤入炉底，更不要压阳极根部。⑹保持充足的电解质水平，减少下料口AI2O3沉淀。对炉底沉淀多的，要及时进行清理扒到边上。⑺总之，炉膛的保持与规整重要是靠工艺技术条件的合理摆布与边加工质量来调整。3、炉膛伸腿大如何解决？答：（1）抬高电压，增长热量收入，熔化伸腿。（2）来了阳极效应运用一下，多烧一会。（3）调整工艺技术条件，减少铝水平，减少炉底散热。（4）控制添加或少加AlF3，使分子比升高。（5）电解质水平低，要灌足电解质，保持上限。（6）增长槽子保温料，减少边部散热。（7）检查系列电流是否小，若小可升高到正常范围。4、炉膛伸腿小、槽子化如何解决？答：⑴电压高，可适当减少电压，减少热量收入，有助于伸腿形成。⑵避免长时间烧效应，来了阳极效应要尽快熄灭。⑶调整工艺技术条件，适当提高铝水平，增长炉底散热。⑷添加AlF3，减少分子比，减少槽温。⑸适当减少保温料，增长散热。⑹查看系列电流是否升高，若高可减少系列电流到正常范围。5、如何控制炉底沉淀？答：⑴不管是边加工电解槽还是中间下料电解槽，都要坚持“勤加工，少下料”的原则，保持Al2O3浓度衡定，防止大起大落。⑵检查打壳下料系统是否漏料，防止AI2O3下料过多导致沉淀。⑶进行边部辅助加工时，不要打得太死，不要压阳极根部，防止边块挤入炉底形成沉淀。⑷避免“冷热槽”产生，特别冷槽与低分子比槽Al2O3溶解度低，更易形成沉淀。⑸对沉淀多的槽，运用换阳极和边部加工时机，应及时解决沉淀。6、炉膛规整的意义？答：⑴炉膛规整重要是提高电流效率。⑵稳定电解槽生产，减少病槽，实现高产稳产。⑶减少原材料和电能消耗。⑷炉膛规整可使电流分布均匀，电流集中向下，水平电流小，减少侧部漏电，铝液循环慢，上下波动小，电流效率高。C、病槽及事故的因素和解决方法1、漏炉产生的因素及事故的解决1.1漏炉产生的因素：⑴侧部漏炉重要是由于电解槽侧部过空、炉帮熔化、侧部炭块被侵蚀，边部辅助加工没有打好，质量差导致的。⑵底部漏炉重要是由于电解槽初期破损、筑炉质量差或材料差导致的。1.2漏炉事故的解决1.2.1侧部漏炉⑴应立即降阳极，有专人看管电压，槽电压不能超过5V.⑵要迅速拟定漏炉部位，打开面壳及时用电解质块、氧化铝等物料沿槽周边捣固扎实，直至不漏为止。⑶在采用上述措施仍解决不了漏炉时，可考虑停槽解决漏炉部位，然后尽快恢复生产。1.2.2炉底漏炉⑴应立即吊开漏炉处地沟盖板，保护大母线，运用3～5毫米厚的长方型铁板等物挡住阴极大母线，防止把地沟母线冲断。⑵专人看管电压，及时降阳极，防止断路。此外还可以运用下降1～2组阳极把槽电压降下来。⑶用镁砂、炉底沉淀等物堵住炉底漏炉处，如的确堵不住可紧急停槽。2、答：在正常生产中，由于某种因素使电解温度明显高于正常温度的电解槽，叫“热槽”。2.1“热槽”产生的因素，常见的有：⑴冷槽转化的热槽；⑵铝水平过低，炉底返热导致热槽；⑶炉底沉淀过多导致热槽；⑷极距（涉及电压）过高、过低导致热槽；⑸电流分布不均导致热槽；⑹阳极长包、断层或炭渣过多导致热槽；⑺阳极效应时间过长导致热槽；⑻电解质脏导致热槽；⑼系列电流过高与槽结构及技术条件不相适应导致的热槽。2.2热槽的解决：原则是对症解决⑴由电压高、系列电流大或表误差引起的，应立即换表并调整好极距、电压和电流不宜过高，然