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1、新员工技术培训,安全技术部 王建银,一、生产车间组成,供电车间 电解车间 阳极车间 铸造车间 机动车间,1、供电车间,供电车间主要任务：就是负责公司内部的所有单位的（生产和生活）用电。 变电模式采用的是110KV直降整流技术。 在铝电解生产中，直流电能是其主要能源之一。,2、阳极车间,主要任务是：为电解提供合格的阳极导杆组。 导杆组的组成部分为：阳极导杆、爆炸块、阳极钢爪，之间通过焊接组成。 阳极导杆组的组成是由预焙阳极碳块和导杆组通过用磷生铁浇注而成。,阳极车间工艺流程图,3、电解车间,主要任务是生产出合格的铝液。 采用的主要工艺是：冰晶石-氧化铝熔盐电解法。该工艺是由美国的霍尔和法国的埃鲁
2、1886年分别申请的世界专利。 主要设备是：160KA中间点式下料预焙阳极电解槽，简称电解槽。,预焙阳极 氟化盐 氧化铝 直流电,160KA电解槽,铝液,电解生产工艺流程简图,4、铸造车间,其主要任务是：把从电解生产出来的铝液，铸造成铝锭或铝合棒。 工艺流程：配包出铝原铝运输计量入铝配料搅拌次精炼取样转炉细化次精炼取样静置过滤铸造吊棒钢印标记(均质冷却)锯切包装钢印标记检验计量入库,5、机动车间,主要任务 1.负责全公司内部生产过程中物料的运输； 2.负责电解槽的大修。,6、各车间之间的关系,电解车间,机动车间,供电车间,阳极车间,铸造车间,电解槽的大修,提 供 合 格 的 阳 极 导 杆 组
3、,铝锭或合金棒,成品,铝 液,直流电,二、电解生产工艺简述,铝是轻金属的一种，它的密度在常温下为2.7，是铜和铁的三分之一，其熔点为660左右。 铝具有良好的耐腐蚀性。铝表面在空气中与氧化合，很快生成一层光滑致密的氧化铝薄膜。使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能力。 铝是一种良好的导电材料。 铝具有良好的导热和反光性能。 铝具有良好的延展性和可塑性。 铝的再利用率高。 铝易与其他金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性，又可显著提高其机械性能。,1.铝的性质,可做轻型结构材料 如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业。 建筑工业材料 如：铝合金型材。 电气工业材料 制造电线、电缆、电容器、整流器、母
4、线。 耐腐蚀材料 在化学工业上常用铝及其合金制造各种反应器、储槽和管路等。 食品包装材料 仓库储槽、容缸、食品罐头盒子、零用包装铝箔。,2.铝的用途,3.电解生产原理,现代铝工业生产，普遍采用冰晶石氧化铝融盐电解法。它的主要设备是铝电解槽。 化学反应式：2Al2O3(溶解的)+3C（固）4Al（液）+3CO2 在冰晶石氧化铝融盐电解法中，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质溶解在其中，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流后，在950左右时，发生电化学反应，电解质中的铝离子从阴极上得到电子而析出，从而得到铝液，氧离子则在阳极上放电生成二氧化碳等气体。 通入直流电的目的：一方面是利用它的热能
5、将冰晶石熔化呈熔融状态，并保持恒定的电解温度；另一方面是要实现电化学反应。,4、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）。 冰晶石的化学式为Na3AlF6，从分子结构上讲，它是由3mol氟化钠（NaF）与1mol氟化铝（AlF3）结合而成，所以可以写成3NaFAlF3，此种配比的冰晶石称为正冰晶石。,正冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为冰晶石的摩尔比（俗称分子比） 分子比等于3时，称中性，大于3时呈碱性，小于3时呈酸性。 冰晶石的耗量，从理论上讲，在电解过程中是不消
6、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，故冰晶石在生产过程中是有一定损耗的。 正常生产过程中，电解质的分子比一般保持在2.4左右，因此电解质呈弱酸性。,初晶温度,初晶温度是指液体开始形固态晶体的温度。固态晶体开始熔化的温度称为该晶体的熔点。初晶温度与熔点物理意义不同，但在数值上相等。 纯的正冰晶石熔液初晶温度约为1010，在添加氧化铝和其它添加剂后，初晶温度降低。,密度,密度是指单位体积的某物质的质量，单位为g/3。 冰晶石在接近熔点处的密度为2.112g/3,表面性质,熔体（液体）的表面质点（分子，原子，离子）所受
7、的力与熔体内部质点不同，熔体内部质点受其周围质点的作用力（斥力和引力）是对称的，合力为零，但表面质点一面受到熔体内部相同质点的作用力，另一面受不到不同质点的作用力，两相性质不同，产生的作用力也不相同，从而使得表面质点受到不对称的作用力，其合力不为零。 湿润性。是表示液相对固相的湿润能力。 电解过程中，随着电解质中氧化铝含量的降低，电解质对阳极碳块的湿润能力降低，电解反应所产生的气体排不出来，聚集在阳极下方，形成气膜，使槽电压急剧上升，俗称阳极效应。,4.主要原材料介绍,铝电解生产所用的原材料大致分三类：原料氧化铝；熔剂氟化盐（它包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂等）；阳极材料预
8、焙炭块。,氧化铝（Al2O3）,是一种白色粉状物，熔点为2050，沸点为3000 。它的流动性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔体中，它是铝电解生产中的主要原料。 工业铝电解对氧化铝物理性能的要求是：吸水性要小、活性要大、粒度适宜、飞扬要少，同时能够较好地封闭炭阳极，保温良好。根据物理性质不同可把氧化铝分为三类：即砂状、粉状、中间状。,冰晶石 (Na3AlF6),冰晶石分天然和人造两种。 工业生产过程中用的全部为人造冰晶石，其分子比为2.1左右，属酸性，呈白色粉末，略粘手，微溶于水,氟化铝（AlF3）,是一种白色粉末，其粒度比氧化铝稍大，不粘手。它在常压下加热不熔化，但在高温下升华。它是冰晶石氟化
9、铝熔体的一种添加剂，主要用于降低熔体的分子比和电解温度。 是冰晶石氧化铝熔液的一种添加剂。 也是一种人工合成产品。,5、铝电解槽主要操作,铝电解槽的主要操作有：阳极更换、出铝、熄灭阳极效应、抬母线、铝/质水样测量等。,阳极更换,阳极更换周期是由阳极高度与阳极消耗速度决定的。 我公司的阳极更换顺序为：A1B4A7B10A2B5A8B11A3B6A9B1A4B7A10B2A5B8 A11B3A6B9-A1,出铝,电解产出的铝液积存于炉膛底部，需定期取出来，送往铸造车间。 我公司的出铝周期为24H。,熄灭阳极效应,阳极效应是熔盐电解过程中发生在阳极上的特殊现象。 发生阳极效应的主要原因为氧化铝浓度低
10、或槽温过低。 效应系数=效应个数槽日,抬母线作业,阳极导杆固定在电解槽阳极大母线上，随着阳极不断消耗，母线位置不断下移，当母线接近上部结构在的底部罩板时，必须进行抬母线作业。 抬母线使用专门的母线提升机，由多功能天车配合作业。,两水平测量,两水平是指电解质水平和铝水平，即电解质液体的高度和铝液的高度。,水平,铝液高度,电解质高度,6、正常生产期技术条件介绍,正常生产期间，主要的技术条件有：槽电压、加料管理、电解质成分管理、铝水高度和吸出管理、极上保温料及效应管理、原铝质量管理。 电解生产主要是围绕能量平衡和热量平衡来控制的。,电解槽来效应时主要特征,在阳极与电解质接触的周边上出现许多细小的电孤光； 槽电压上升到数十伏； 电解质停止沸腾，并以小滴状在阳极周边上飞溅； 电解槽上部结构出现微微颤动，并伴有响声。,正常生产状态电解槽的外观特征,火焰从火眼强劲有力地喷出，火焰的颜色为淡紫蓝色或稍带黄线 槽电压稳定，或在一个很窄的范围内波动。 阳极四周边电解质“沸腾”均匀。 炭渣分离良好，电解质清沏透亮。 槽面上有完整的结壳，且疏松好打。,阳极效应对电解生产的利和弊,利：洁净槽底，规整炉膛，清理阳极底掌，校正Al2O3浓度，清洁电解质。 弊：浪费大量电耗、人力、物力，严重时烘化炉帮，使系列最大负载值增加。,
