电解铝生产培训教材工艺篇
安全技术部
第一章铝电解概述
第一节铝电解发展及现状
铝（Aluminium）在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为7.5%，仅次于氧（O）和硅（Si），居第三位，在各种金属元素当中，铝居首位。铝的化学性质十分活泼，但是自然界中发现了少量元素状态的铝，与其他矿物共生。含铝的矿物总计有250多种，其中主要的是铝土矿、高岭土、明矾石等。
我国开采和利用铝矿有悠久的历史，很早就开始从明矾石提取（古称矾石），供医药及工业上使用。汉代《本草经》一书中记载了16中矿物药物，其中就包括矾石、铅丹、石灰、朴硝、磁石。明代宋应星所著《天工开物》一书中记载了矾石的制造和用途。
金属铝最初用化学法制取。1825年，丹麦Oersted用钾贡还原无水氯化铝，得到一种灰色的金属粉末，在研磨时呈现金属光泽，但当时未能加以鉴定。1827年，德国Wohler 用钾（K）还原无水氯化铝，得到少量细微的金属颗粒。1845年，他把氯化铝气体通过熔融的金属钾表面，得到金属铝珠，每颗铝珠的质量为10~15mg，于是铝的一些物理性质和化学性质得到了测定。
1854年，法国Deville用纳代替钾还原NaCl-AlCl3络合盐，制取金属铝。钠和钾同为一价碱金属，但钠的相对原子质量比钾小，制取1Kg铝所需的钠大约是3.0~3.4Kg，而用钾大约需要5.5Kg，故用钠比较经济。当时称铝为“铝土中的银子”1855年，Deville在巴黎世界博览会上展出了12块小铝锭，总量约为1 Kg。1854年，在巴黎附近建成了世界上第一座炼铝厂。1865年，俄国Beketob提议用镁还原冰晶石来生产铝。这一方案后来在德国Gmelingen铝镁工厂里被采用。
自从1887~1888年电解法炼铝工厂开始投入生产后，化学法便渐渐停止了，在此之前的30多年内采用化学法总共生产了200T铝。
原来在采用化学法炼铝期间，德国Bunsen和法国Deville继英国Davy之后研究电解法炼铝。1854年，Bunsen发表了试验总结报告，声称通过电解NaCl-AlCl3络合盐，得到金属铝。他在电解时采用炭阳极和炭阴极。Deville除了电解NaCl-AlCl3络合盐之外，还电解此络合盐和冰晶石的混合物，都得到了金属铝。Deville也许是认识到氧化铝可熔于熔融氟盐的第一个人。那时候，用蓄电池作为电源不能获得较大的电流，而且价格很贵。因此电解法不能在工业上应用。只有在1867年发明了发电机，并在1880年加以改进之后，才使电解法可以用于工业生产。
1883年，美国Bradley提出利用氧化铝可熔于熔融冰晶石的特性来电解冰晶石-氧化铝熔盐方案，但未获得专利。3年之后（1886年），美国Hall和法国Heroult通过实验不约而同的申请了冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝的专利，获得批准，这就是历来所称的Hall-Heroult（霍尔-埃鲁）法。
Hall认为氧化铝是炼铝的适当原料，唯一的问题是要寻找一种适宜的溶剂，因为氧化铝的熔点很高。所以他系统地研究各种溶剂，进行实验，一直到冰晶石为止。Heroult则相
反，自从电解纯冰晶石溶液得到铝后，为了寻找炼铝原料他先添加了NaCl-AlCl3络合盐，但由于NaCl-AlCl3易于水解，故改用氧化铝。可见，他们是殊途同归的。他们发明的方法分别申请到专利。
1888年，美国匹兹堡电解厂开始用冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝。瑞士冶炼公司也在同时采用该法炼铝。与化学法相比，电解法成本比较低，而且产品质量好，故沿用到至今。
以后，其他各国相继采用电解法炼铝，法国始于1889年，英国1890年，德国1898年，奥地利1899年，挪威1906年，意大利1907年，西班牙1927年，前苏联1931年，中国1938年。
第二节铝的性质和用途
一、铝的性质
铝(Al)具有美丽的银白色光泽，且以轻兼具其他各种特性而著称。因此，在工业上被称誉“万能金属”。它的主要特性如下：
1、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。
2、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。
3、铝是一种良好的导电材料。
4、铝具有良好的导热和反光性能。
5、铝具有良好的延展性和可塑性。
6、铝的再利用率高。
7、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。
二、铝的用途
由于铝及其合金具有以上如此多的性能，而且产量在不断增长，所以得到了广泛应用，成为仅次于钢铁的第二大金属。它的应用主要表现在下面几个方面：
1、可做轻型结构材料如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业。
2、建筑工业材料如：铝合金型材。
3、电气工业材料制造电线、电缆、电容器、整流器、母线。
4、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。
5、食品包装材料仓库储槽、容缸、食品罐头盒子、零用包装铝箔。
第二章铝电解生产理论知识
截止目前，铝的工业生产，一直采用冰晶石—氧化铝熔盐电解法。长期以来，人们对新法炼铝（如高炉炼铝法、氯化铝电解法等）作了不少研究，但未能在工业上取得突破性进展。本章以冰晶石—氧化铝熔盐电解为基础，介绍有关铝电解的基本理论知识。
第一节铝电解过程中两极反应和副反应
含铝矿石在专门的氧化铝厂，生产出纯度较高的固体氧化铝作为铝电解的原料。氧化铝呈白色粉末状，其熔点很高2050℃，欲采用直接熔化提炼铝，困难很大。但是，固体氧化铝可以部分地溶解在熔点较低的冰晶石熔融液中，形成均匀熔体，并且此熔体具有良好的导电性，这就使得铝的电解冶炼能在低于氧化铝熔点较多的条件下得以实现。
固体氧化铝溶解在熔融冰晶石熔体中，当通入直流电后，即在两极上发生电化学反应，在阳极是得到气态物质，阴极上得到液态铝，其过程为：
溶解的氧化铝通入直流电液态铝（阴极）+ 气态物质（阳极）
使用不同材质的阳极，阴极上虽然都能获得相同的铝液，但阳极气态物质却不相同。当采用惰性阳极（不消耗阳极）时，阳极气体为氧气（O2）即
Al2O3(溶解的) 直流电2Al(液) + 3/2O2（气）
但至目前，还未能找到经济合理、性能满足大工业生产的惰性阳极材料来，因此没有在工业上付诸应用，仅限于实验研究之中。铝的工业生产全部采用活性阳极（碳阳极）。采用碳阳极生产时，随着电解过程的进行，阳极碳参与电化学反应，生成碳的化合物—二氧化碳，反应式为：
2Al2O3(溶解的)+3C（固）直流电4Al（液）+3CO2（一次气体）
其电极反应过程为：
Al2O3（固）溶解、电离2Al3+(络合状)+3O2-（络合状）
在阳极上：3O2－（络合的）＋1.5C－6ｅ 1.5CO2（1）在阴极上：2AL3＋（络合的）＋6ｅ2AL （2）
合并（1）与（2）式，则得总反应式：
AL2O3＋1.5C＝2AL＋1.5CO2
上述反应过程乃为当前铝工业生产的基本原理。依据此原理，随着反应不断进行，电解质熔体的氧化铝、固体碳阳极不断被消耗掉，因此，生产中需不断向电解质熔体中添加氧化铝和补充碳阳极，使生产得以连续进行。冰晶石在原理上不消耗，但在高温熔融状态下会发生挥发损失和其他机械损失，因此，电解过程中也需作一定补充。除此之外，还需向反应过程供给大量的直流电能（约为13000-15000KWH/t-Al），以推动反应向生成铝的方向进行。
一、阴极副反应
1、金属钠的析出
在阴极主反应中因钠的析出电位比铝的析出电位负，所以在阴极上首先放电析出的是铝，但在大修电解槽刨炉时出曾发现槽底炭缝间有金属钠，这就说明在阴极还有钠的析出
反应，钠的存在可能通过以下两个途径析出：
（1）铝置换碱性冰晶石中的钠。
（2）钠离子在阴极放电析出。
在电解槽中由于金属钠的析出，第一降低电流效率，增加氟化盐的消耗；第二被阴极炭素吸收而破坏了槽内衬，从而缩短槽寿命。为了减少钠析出的可能性，应采用适宜的阴极电流密度，较低的电解质分子比和电解温度，并添加适量的能抑制钠析出的添加剂如钙、镁、盐类，以保持较高的电流效率和较长的槽寿命。
2、铝的溶解和损失
在电解槽生产过程中，处于高温状态下的阴极铝液和电解质的接触界面上，有部分析出的铝溶解在电解质中，被阳极气体（CO2）氧化。
铝在电解质中溶解有以下两种情况：
（1）在碱性电解质中，可能铝与氟化钠发生置换反应。
（2）铝还可能以不带电荷状态溶解在电解质中，它们一起在电解质中构成雾状态。
在电解槽内，由于温度的不均匀和阳极气体排出时的搅拌作用，使电解质总是在循环对流运动着。这样溶解在电解质中的铝同阳极气体二氧化碳就会反复接触，其结果是铝被氧化（成为氧化铝）而损失电能，而二氧化碳被还原为一氧化碳，其反应式为：2AL（溶解的）＋3CO2（气）＝AL2O3（溶解的）＋3CO（气）
铝在电解质中的溶解损失量，与电解质的成分和温度有关，与电解质的接触界面稳定性有关，电解质温度愈高，反应愈加剧，铝的溶解度愈大；分子比过高或过低都增加铝的溶解度，而氧化铝浓度较高时，则会使铝的溶解度降低；铝液与电解质接触面积增大，铝的损失增多；所以，为了减少铝的损失量，要致力于减小铝的溶解度，并提高铝液的安定性。此外，还要保持适当的极距。
3、碳化铝的生成
在电解槽进行大修拆除碳素内衬时，常常发现炭缝、炭块表面和槽底结壳中有黄色碳化铝存在，同样，在生产过程中有时电解质中也有大量碳化铝生成。这都说明，在一般情况下电解质和铝液里也可能有少量的碳化铝存在。若阴极炭块上生成碳化铝后。会使碳块发生疏松现象，电解质对它的润湿性大大好转，炭块能强烈地吸收电解质，因而可能降低电解槽的寿命。如果电解质中有大量碳化铝生成时，则使电解质电导率下降，粘度增加，因而电解温度升高，使电解过程走向热行程，在生产上叫病槽。
碳化铝系黄色晶体，密度较大，易沉至槽底，遇水分解生成具有强烈臭味的甲烷气体，在电解过程中避免电解温度过高，特别是局部过热，电解质中不为悬浮的炭粒所沾污，不使氟化钠含量过高，在炭素材料中添加石墨或使炭素材料石墨化等都能减少碳化铝生成。
二、阳极副反应
冰晶石－氧化铝熔盐电解阳极一次产物是二氧化碳气体，但是所有工业电解槽上对阳极气体的测量结果均不是100%的二氧化碳，实际气体分为（70～80）CO2和(20～30%)CO
的混合气体。一氧化碳的产生一般认为是在电解过程发生反应的同时，伴随着一系列副反应所致，主要过程为溶解于电解质中的种种形式的铝，被带到阳极区间与二氧化碳接触而被氧化。
2Al（溶解的）＋3CO2=Al2O3＋3CO
此外由于碳阳极散落掉渣，分离后漂浮在电解质表面，当二氧化碳气体与这些碳渣接触时，会发生还原反应生成一氧化碳。
C+CO2=2CO
在阳极副反应中，铝和二氧化碳的反应是电解过程中降低电流效率的主要方式，因此，生产中应尽量控制这类不利生产的反应。
第二节电解生产原理及工艺流程
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。其原理是以冰晶石一氧化铝熔体为电解质，炭素材料为两极，强大的直流电由阳极导入，经过电解质与铝液层，而后从阴极导出回到电源。通入直流电的目的：一方面是利用它的热能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，也就是使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一氧化碳，二氧化碳的混合气体，最后通过集气净化回收，从烟囱放入大气。在阴极上得到的液态铝，随着电解过程的不断进行，铝量也在不断增多，然后周期性的从电解槽中用真空抬包吸出，运往铸造车间，经过净化材料处理，浇铸成商品铝锭。其铝电解生产工艺流程如图2-1所示：
图2—1铝电解生产流程示意图
第三节铝电解所用物料及能源
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――预焙炭块。
一、原料――氧化铝
氧化铝的分子式是AL2O3，在生产过程中为了取得良好的生产指标，对氧化铝的要求是非常严格的，主要体现在化学纯度和物理性能上。
1、化学纯度
一般工业氧化铝纯度为99%，通常含有二氧化硅、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钠、氧化钙和水分等少量杂质。这些杂质对铝的质量有不同程序的不利影响，水分进入电解槽中，不仅可以水解冰晶石造成损失，引起电解质成分的改变，而且还要逸出大量的氟化氢，恶化了环境；水分过大时，还能引起电解质爆炸，危害工人的安全生产。
2、物理性能
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、中间壮。
二、熔剂—氟化盐
1、冰晶石的分子式是Nａ3ALF6，冰晶石是三个氟化钠分子和一个氟化铝分子所组成的复盐。氟化钠与氟化铝分子之比称为冰晶石的分子比，分子比为3时，称中性，大于3时称碱性，小于3时称酸性。
冰晶石的耗量，从理论上讲，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，故冰晶石在生产过程中是有一定损耗的。
2、氟化铝
氟化铝（ALF3）它的作用是冰晶石—氧化铝熔液的一种添加剂。它既可以弥补电解质中氟化铝的损失，又可以调整电解质的分子比，以保证生产技术条件的稳定，因为氟化铝价格较贵，用量也较大，同时易挥发和飞扬，故在向槽内添加时，应注意方法。
3、氟化钠
氟化钠（NａF）也是一种白色粉末，易溶于水，同样是电解质的一种添加剂，但它多用于电解槽的启动或启动初期，因为在这个时期，新槽的炭素内衬对氟化钠有选择性的吸收，使电解质的分子比急剧下降，同时装新槽所用冰晶石的分子比又较低，而生产条件又要求分子比要高，以便提高炉温，所以在装新槽和开动初期，要加一定量的氟化钠，然而，在多数工厂中，多用碳酸钠代替氟化钠，这样更加经济易溶。
4、氟化钙
氟化钙（CａF2）也是电解质成分之一，添加氟化钙同样多半是在新槽开动时，它的作用主要是对炉帮的形成有好处，可使炉帮比较坚固，同时也可降低电解质的初晶温度，从
而降低电解温度，氟化钙的含量在生产过程中是要随电解质的损失而减少的，但在生产的平时并不经常添加氟化钙，这是因为电解质中总有少量的氧化钙，氧化钙和氟化铝反应可生成氟化钙，所以它可自己补充。
5、氟化镁
氟化镁（MｇF2）和氟化钙的作用基本相似，但在降低电解质温度，改善电解质性质，提高电流效率方面比氟化钙的作用要更为明显。
三、阳极材料
在铝电解生产中，采用高温并具有很大腐蚀性的冰晶石—氧化铝熔盐电解，作为阴、阳两极的导电材料，目前能够抵御这种侵蚀，并且价格低而又能良好导电的，唯有碳素制品，因此，铝工业上均采用碳素电极－碳阴极和碳阳极。在电解过程中，碳阴极原则上不消耗，碳阳极由于直接参与电化学反应而消耗。
目前，工业上采用的铝电解槽有两大类－自焙阳极电解槽和预焙阳极电解槽。自焙阳极电解槽阳极材料使用阳极糊，而预焙阳极电解槽采用预焙阳极块，由于自焙阳极电解槽已处于被淘汰趋势，因此下面简单介绍预焙阳极生产要求。
生产预焙阳极所用采用材料有：油焦煅烧、粉碎磨细、配料、混捏等工序外，还有碳块成型、焙烧、阳极组装等重要工序。
为了保证阳极块上槽后，电解生产能够顺利进行，对预焙阳极块必须有严格的质量要求。下表是预焙阳极块的理化标准。
由于各厂家电解槽的容量不同，阳极块的尺寸也不一样，因此对阳极的理化标准要求也不尽一样。
除理化指标外，在外观上也严格要求，要求如下：
1、焙烧块顶面裂纹长度不得大于150mm；侧面裂纹长度不得大于300mm。
2、表面无明显氧化缺损，无爆突、弯曲；
3、掉棱角不大于100×100mm，掉棱长度不大于300mm，深度不大于60mm，数量不多于二处。
碳阳极除了上述理化指标外，在化学成分上也应有严格要求。碳阳极中的成分主要是碳，杂质含量应尽量少，特别是铁、硅、矾、钛、镍、硫等氧化物，不仅影响碳阳极的理化指标，而且会在电解过程中进入铝液而影响铝的纯度或影响电流效率，对生产不利。杂质主要来源于原料之中，因此，对进厂原料的质量要求必须严格，原料的运输、贮存、保管等必须按章，以防杂质进入。
四、能源
在铝电解生产中，其能源消耗主要为直流电，约占整个能源消耗的97%左右。但在整个世界范围内，所有发电厂输出的电能均为高压交流电，要使之变成能用于电解生产的低压直流电，必须进行变压整流。
电网供给工厂的电能为110、220、500的高压交流电，高压交流电通过户外开关引入降压变压器，将高压电降至所需的低压交流电。降压后的低压交流电便可进入整流器进行整流。整流过程即为将电流和电压随时间不断变化方向的交流电变成方向一致的直流电。最早使用的大功率整流设备为水银整流器，它有体积大，功率损失大，整流效率低的缺点，已逐步被淘汰。而现在普遍采用硅二极管和可控硅整流器，它具有体积小，整流效率高的优点，其整流效率一般在98%左右，可以高效率地将交流电转变为直流电。
在变压整流过程中，各种开关，变压器等的接入，使电路中串联或并串有电感、电容线路，引起交流电的电压和电流波形不一致，即相差一个相位角，降低了交流电的功率因素。为了消除线路中的无功功率，通常在交流端并入或串入与线路本身方向相反的电容或电感，使电流和波形一致，通常称为功率补偿器，来提高交流电的有功功率。
通过整流后的直流电，可直接送入电解槽上用于铝电解生产。
第三章铝电解槽结构
第一节铝电解槽槽型简介
电解槽是电解炼铝的核心设备。一百年来，铝电解槽的结构有了许多改进，其中以阳极结构的变化最大，阳极结构所经历的顺序大致是：小的预焙阳极—侧部导电自焙阳极—上部导电阳极—大型不连续预焙阳极及连续预焙阳极—中间下料预焙阳极。
1、自焙阳极电解槽
（1）侧插棒自焙阳极电解槽（简称侧插槽）
（2）上插棒自焙阳极电解槽（简称上插槽）
2、预焙阳极电解槽
（1）不连续预焙阳极电解槽（分中间打壳下料槽和边部打壳下料槽）
（2）连续预焙阳极电解槽
无论哪种形式的电解槽，其整体槽的结构都有阴极装置、阳极装置、母线装置和集气装置。由于我厂是中间下料预焙槽，在下面的篇幅中，将重点介绍预焙槽的结构。
第二节预焙阳极电解槽结构
预焙槽的结构主要可分为：阳极装置、阴极装置和导电系统三大部分。
一、阳极装置
它由三个部分组成，即阳极母线大梁、阳极碳块组和阳极升降机构。
阳极碳块组：预焙槽有多个阳极碳块组，每一组包括1～2块预制阳极碳块。碳块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由磷生铁浇铸在碳碗中，与碳块紧紧地粘接，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊与刚爪焊接在一起的。铝导杆通过夹具与阳极母线大梁夹紧，将阳极悬挂在大梁上。
阳极母线大梁承担着整个阳极的重量，并将电流通过阳极输入电解槽。它由铸造制成，有升降机构带动上下移动，籍以调整阳极的位置。
预焙阳极碳块组数取决于电解槽的电流强度、阳极电流密度以及碳阳极块的几何尺寸。例如180KA预焙槽，若阳极电流密度为0.7 A/㎝2左右，阳极规格为1520×585×535（㎜），即可算出阳极碳块为30块。如每组2块则共有15组，每组一块则需要30组。
预焙槽根据加料部位又可分为边部加料和中间下料两种类型。
二、阴极装置
它由钢制槽壳、阴极碳块组和保温材料砌体三部分组成。
槽壳：铝电解槽的槽壳是用钢板焊接，或铆接而成的敞开式六面体。它分为无底和有底槽壳；并有背撑式和摇篮式两种。目前多采用有底槽壳。所谓无底槽是就其槽壳是个空的框架，底面没有钢板而言的。为了增强槽壳的强度，槽壳四周和底部用筋板和工字钢加固。
阴极碳块组：它包括阴极碳块和钢棒。钢棒镶嵌在阴极碳块的燕尾槽内，用高磷生铁浇注或碳糊捣筑而成，使铁棒与碳块紧密联系在一起的。
石墨化及半石墨化碳块具有质地均匀，导电、导热好等优点。
保温耐火砌体：它由各种耐火砖、保温砖砌筑而成。在槽壳中自上而下一般砌有2～3层石棉板，铺有一层70㎜厚的Al2O3粉，再砌上2～3层藻土保温砖、2层粘土砖、捣固（热轧或冷轧）一层碳素糊，最后按错缝方式安放好阴极碳块组、碳块间的缝隙要用底糊捣实填充。槽壳与其上窗口（阴极引出口）各处，均需用水玻璃、石棉灰调和料密封，以免在生产中碳块与空气接触而氧化。
电解槽的四侧由外至里地砌有石棉板（或作为伸缩缝）、耐火砖和侧部碳块。有槽壁内衬和槽底碳块围成的空间称为槽膛，其深度一般是500～600㎜。槽膛四周下部用碳糊捣固成斜坡，称为人造伸腿，以帮助铝液收缩于阳极投影区。
整个槽壳安装在水泥基础上，槽壳与基础之间安放有电气绝缘材料，以确保安全生产。
三、导电母线及其配置（导电系统）
铝电解槽的导电母线系统包括阳极大母线；阴极母线、立柱母线和槽间连接母线。它们都是用铸造铝板制成。除此之外，还有阴极软母线和阴极小母线，前者用于力柱和阳极母线的连接，后者则用于阴极钢棒和阴极母线之间的连接。
导电母线系统最重要的是母线的配置以及母线经济电流密度的选择，前者取决于控制电解槽的磁场分布的要求，后者则由电能消耗和基建投资的优化结果所决定。
第四章铝电解槽焙烧启动及后期管理
第一节焙烧方法简述
新电解槽在进入生产之前，必须经过预热与启动这一重要过程。电解槽预热的目的在于通过一定时间的缓慢加热，使电解槽的内衬得以烘干。阴极、阳极温度接近或达到电解槽正常生产温度，阴极碳块和槽周边的扎糊进行烧结焦化，以减免在后续启动中发生“热冲击”，造成阴极破损。预热与启动这一过程在电解槽的整个使用期内虽然很短，仅几天时间，但对电解槽的使用寿命却起着决定性影响，因此，必须予以足够重视。
一、预热方法概述
目前，工业铝电解槽有三种预热方法：
（1）用铝液作为电阻的电预热法，叫铝液预热法；
（2）用焦炭颗粒作电阻体的预热法，叫焦粒预热法；
（3）用油、天然气或煤气进行燃烧预热，叫燃料预热法（又称外加热法）
1、铝水预热法
铝水预热法是在电解槽内灌入一定量的铝液、覆盖在阴极表面上，并且与阳极接触，构成电流回路，产生热量，预热电解槽。
由于铝液本身电阻很少，大部分热量则由阴极和阳极产生，对于预焙阳极电解槽，阳极通过高温焙烧后，电阻值较小；阴极采用半石墨化碳块，电阻值也不大，所以总发热量不大，这样，铝水预热电解槽即可一次通入全电流。
铝液灌入电解槽内，可使阴、阳极良好地与液态铝水接触，这样可一次将阳极拧紧在母线梁上。
由于铝液预热总发热量不大，故阳极上需要特别加强保温一般用冰晶石覆盖阳极和填充阳极之间的缝隙，它既可作为预热过程中的保温料，又可作为启动中的原料。为了增加热量以达到预热良好，预热到一定时间须缓慢上升阳极，增大极距（阴、阳极之间的距离）而达到提高预热温度的目的。由于铝水有良好的导热性，所以铝水预热法阴极表面温度分布极为均匀。
综上所述，铝水预热法有下述优点：
（1）方法简便，易于操作，勿需增加任何其他临时设施；
（2）槽内温度分布均匀，不会出现严重的局部过热现象；
（3）阴极碳块中升温梯度小、上升均匀，可减少阴极碳块热裂纹；
（4）阴极碳块不受氧化；
（5）用冰晶石粉覆盖阳极，可完全避免阳极氧化；
（6）启动后电解质清洁，能省工省料。
其缺点为：
（1）灌入900℃以上高温铝水，会使阴极碳块受到强烈的热冲击，影响阴极内衬寿命；
（2）如若阴极出现缝隙，铝水会渗入其内而不是电解质，启动后易成为铝液渗透通
道，引起阴极早期破损；
（3）由于电阻小，预热温度上升较慢，故预热时间较长。
2、焦粒预热法
焦粒预热法是在阴、阳极之间铺上一层煅烧过的焦炭颗粒，其厚度为10～20ｍｍ。如果炉底平整，焦粒厚度可为10ｍｍ。焦粒粒度在1－5ｍｍ之间，严格控制1ｍｍ以下的焦粉。电解槽通电后，焦粒层作为电阻体便在阴、阳极之间产生焦尔热，预热电解槽。同时，阴极和阳极本身的电阻也产生热量，在其内部预热。焦粒预热法的阳极导杆与阳极母线之间用临时导电软母线连接，（我厂使用的是用软连接把阳极钢爪和阴极钢棒连接起来，焙烧过程中，按焙烧时间而逐一割下来，详见本书中的专门介绍）以便阳极重量全部压在焦粒上，保证阳极与焦粒良好接触。预热终了，在启动之前把阳极导杆拧紧在阳极大母线上，撤除临时导电软带。
在槽四周装砌电解质块和冰晶石粉，并将冰晶石与焦粉隔开，边部碳块和槽四周扎糊在预热过程中受到保护而不被受氧化。
阳极上部盖上保温板（或覆盖保温料），用以保护阳极免受氧化和保持热量。
预热开始时通入部分电流，然后逐渐增加，一般在24小时后达到全电流。具体的电流增加速度依据预热速度而定，短的可在数小时内，长的可在两天内达到全电流。
电流的控制，对于新系列第一批预热槽而言，可由整流所按要求逐渐增加供电，而对于第一批以后的槽（即已有了生产槽），或系列生产后的大修电解槽再启动，必须按预热制度装设电流分流器，方能达到逐渐增加电流的目的。
电流满负荷继续预热一定时间，使阴极表面温度达到900－950℃，即可进行启动。
纵观其过程，焦粒预热有如下优、缺点：
1）、优点
（1）阴、阳极可从常温下逐渐升温预热、避免了铝水预热法中开始灌入高温液态铝时强烈冲击；
（2）焦粒层保护了阴极表面免受氧化；
（3）在使用分流器的情况下，可以控制预热速度；
（4）部分热量产生在阴极碳块中，可使阴极内衬得以从内部烘干；
（5）如果阴极表面产生了裂缝，则可以在启动时被电解质填充而不是铝液。
2）、缺点
（1）阴极表面温度不很均匀，可能产生局部过热；
（2）需要接入和拆出电流分流器和阳极导杆导电软带，复杂了操作过程，增加了操作难度；
（3）槽四周扎糊带预热不良；
（4）启动后电解质碳渣多，需要清除碳渣，费工费料。
3、燃料预热法
燃料预热法是在阴、阳极之间用火焰来加热，因此需要可燃物质、燃烧器，同时阳极
上面要加保温罩，才能使高温气体停留在槽内，并防止冷空气窜入。火焰产生在阴、阳极之间，依靠传导、对流和辐射，将热量传输到其他部位。燃料通常为油、天然气或煤气。待电解槽预热完毕后，通电、启动同时进行。
此法最大优点为容易控制加热速度，并可移动加热器，使阴极表面均匀受热。其缺点是首先操作较为复杂，为了放入燃料器，不得不在阴、阳极之间留出较大空档，使之多耗燃料，其次是燃烧时所用的过量空气会使阴极和阳极表面氧化，尤其阴极表面氧化将会严重引起启动后阴极破损。当温度低于650℃，氧化程度较小，而温度接近950℃时，氧化相当严重，所以实施中宁愿采取600℃的较低预热温度。
第二节焦粒—石墨焙烧作业方法
在第一节中，论述了三种焙烧方法，对于它们的优点和缺点做了详细的比较。总的来说，对阴极碳块的冲击是在所难勉的，但相对的来看，使用焦粒—石墨焙烧方法，对阴极的影响比较小，所以近期使用该方法启动电解槽呈现越来越多的趋势，我厂就采用该方法启动。
一、焦粒—石墨预热焙烧前的准备工作
1. 按设计要求和技术要求全面检查设备
1）对母线回路进行检查；2）阳极升降机构，传动部分润滑；3）打壳定容下料时间测试，下料量标定；4）槽控箱试运，槽压表标定；5）装极负荷试车，阳极提升机构电动机电流测试；6）回转计调试，阳极上下限位测试；7）筑炉外观质量测试，做好记录归档；8）槽子各部分绝缘情况检查；9）机组、天车、空气压缩系统能满足生产需求。
2. 测试仪器仪表和工器具准备
1）风包1个（带风管5根）；2）分流片1套；3）标准竖直钢筋两根，直径12—15mm，L=3100mm；4）铝合金直尺2把，L=3100mm；5）热电偶保护套管7根；6）阴极、阳极电流分布工具一套；7）短路口绝缘板4对；8）扳手2把；9）小盒卡具22套；10）铁锨6把；11）扫帚2把；12）效应棒足量；13）记录本。
3. 物料准备
1）高分子冰晶石：25吨；2）CaF2 1吨；3）纯碱3吨；4）高分子比电解质块2吨；5）焦粒200Kg（1—3mm颗粒），石墨200Kg（0.25—1mm40%，1—4mm60%颗粒）；6）新极22组（阳极组装符合规范，碳块无裂纹缺角，铝导杆、钢爪与碳块底掌要垂直中正，磷生铁浇注良好）。
4. 分流器的制作
用厚1.5mm薄钢板，裁制宽120mm的分流钢带88片，带长度分别为2400mm，2550mm，2700mm，2850mm四种，每种22片。
二、装炉操作
1. 阳极母线定位
将阳极大母线停放在高于最低限位50~60mm处，将槽上部和炉底灰尘清理干净。
2. 焦粒铺设
焦粒及阳极的安装自Al1，Bl1开始连续铺设至Al，Bl结束，焦粒铺设厚度10~15mm，具体操作如下：
在要安装的阳极正投影稍宽区域中平行摆好两根钢筋，再将焦粒铺入钢筋形成的框内，用铝合金直尺沿钢筋的长度方向把焦粒填实刮平，在确认焦粒刮平且无凹凸部位时，小心将钢筋取走，准备下一块阳极铺焦粒用。
3. 安装阳极
天车在下降阳极时，要用开度较大的卡具，放在挂钩上给导杆以导向和定位。确认导杆与阳极大母线接触良好后，天车开始慢慢下降阳极，阳极放在焦粒上后，检查四周边是否压实在焦粒上，若有明显未接触的地方，要重新安放，直至导杆与阳极大母线、阳极与焦粒充分接触为止，阳极导杆应处在挂钩中间，最后拧紧卡具。
4. 装炉
1）、投入原料前要用铁板或硅酸钙板把中缝盖上，并用牛皮纸或报纸把大面阳极立缝和阳极间缝塞好；2）将1吨CaF2均匀撒在伸腿上；3）用高分子比电解质块围绕阳极四周堆砌高300mm左右，宽200mm左右隔墙，隔墙与阳极碳块之间预留10~20mm空隙；⑷用高分子比冰晶石和纯碱物料分层填满隔墙与侧部碳块之间空隙，然后再用高分子冰晶石把中缝填平，把阳极轻微覆盖。具体先加10cm左右高分子冰晶石，后加5cm纯碱，然后再装高分子比冰晶石，冰晶石用量7—8吨，纯碱1.5吨。
5. 焊接分流器
1）、确认分流片对应的分流位置；2）按阴阳极对应位置逐级焊接分流片。焊接分流片应按层次顺序均匀地焊接在钢爪横梁与阴极钢棒过渡板上，焊接处要打磨清理干净，焊点接触面要满焊，无夹渣，分流片要与槽壳要绝缘，分流片不互相接触。
三、通电预热焙烧
1. 短路口作业
检查装炉等各项作业准确无误后，通知主控室停电，开始短路口作业。先取下紧固螺栓，用风吹净短路口处粉尘，安上绝缘套管并插入短路片中，载上螺帽后插进绝缘板，然后拧紧，短路口操作要求5分钟内完成。检查短路口作业准确无误后，立即开始送电。
2. 送电制度
按60KA、90KA、120KA、160KA四级送电，提升每级电流停留3~5分钟，观察无异常后，继续调整，要求在20分钟内送满全电流，槽冲击电压应不大于5.5V。对每级的槽电压、电流、分流片温度和等距离压降作测量和记录，估算分流量。
四、抬阳极前的管理
1. 阳极电流分布的测量
通全电流10分钟后，测一次全阳极电流分布，以后每2小时测一次，有异常时及时向班长汇报。
2. 阴极电流分布的测量
分流片拆除完后，电解槽启动后，各测一次阴极电流分布。
3. 槽电压、电流、温度的检测
在出铝端和烟道端各预埋一根热电偶，每6小时测一次温度，每两小时记录一次槽电压及电流，发现异常及时汇报。
4. 松紧卡具
通电4小时后，每2小时松紧卡具一次，直到卡具上紧抬阳极前为止。
5. 分流片的检测
通满全电流后，每3小时测分流片温度，等距离压降一次。
6. 分流片的拆除
通电6小时后拆除第一片，每4小时拆除一片，带分流片焙烧时间少于18小时。
7. 极上料的管理
通电后，如果局部因熔化出现大孔或空洞，要及时向孔洞中补充物料，但应避免物料进入中缝。
8. 异常情况的处理
电流分布不均、电流集中、阳极过热、过冷，处理方法：
（1）调整卡具松紧度；（2）提前或滞后拆除分流片；（3）短时间（1小时以内）改变导杆与大母线的接触；（4）对发红的钢爪、铸铁环、阴极钢棒、分流片、焊接点强制吹风降温；（5）动阳极；（6）振动打阳极。
9. 抬阳极
抬阳极前要拧紧小盒卡具，抬阳极应同时具备的条件：
（1）阴极表面温度达到950℃左右；
（2） 85％以上的阳极工作正常；
10. 第一次抬阳极
当确认具备抬阳极条件时，缓慢逐步手动抬阳极至4.0～4.5V（边抬阳极边观察槽控箱电压，一般上抬约20个数），第一次抬阳极终止的条件是电压达到4.5V。
11. 第一次抬阳极后的电压管理
第一次抬阳极后，每半小时抬一次阳极，当阳极度总上升量在40mm之内时（从开始抬算起），每次抬阳极必须按下列要求严格执行：
（1）每次连续抬阳极不许超过4个数；
（2）阳极上升过程中电压不得超过4.8V；
（3）抬阳极时必须由专人负责，点动抬阳极，发现电压快速上升时应立即停止。
当阳极上升总量超过40mm，测全槽所有阳极工作正常时，可以使电压保持在 5.5～6.3V(根据情况,这个阶段上升
阳极的幅度可以大一些)。
如物料下沉变色和烟气冒出，及时向高温区填补物料，加强物料封盖以减少热损失和防止阳极氧化，随时检测电解槽各部位温度情况，严防局部过烧引起早期内衬破损。
第三节铝电解槽启动方法
铝电解槽预热到900～950℃时，便可进行启动。启动的任务是在槽内熔化足量的液体
电解质，以适应电解生产需要。启动方法常采用的有两种，即干法启动与湿法启动，前者通常在新电解厂开动时尚无现成的液体电解质情况下头一、二台槽上采用，在有生产槽的系列中启动多数采用湿法启动。
一、干法启动
干法启动即是利用电解槽阴、阳极之间产生的电孤高温将固体冰晶石熔化成液体电解质，其作法是不断向预热好的电解槽的阴、阳极间添加冰晶石，慢慢提升阳极，阳极脱开阴极的部分便产生强烈电孤而形成高温，使冰晶石熔化，当槽内有了适当高度的液体电解质后，可引发阳极效应，加速熔化电解质。待到有足够高度的液体电解质后，便加入氧化铝熄灭阳极效应，电压保持在6～8V，相持一段时间后，灌入适量铝水，电解槽进入了生产阶段，启动即告结束。对于新厂头一、二台槽启动无液体铝水时，可采用慢慢向槽内加入铝锭逐渐熔化而成，此时，槽电压高些，以补充熔化铝锭的热量。
干法启动一开始两极间产生的强烈电孤，严重损伤阴、阳极表面，尤其阴极表面的损伤将会殃及电解槽的使用寿命，特别是焦粒预热清炉后进行启动的电解槽尤为严重。铝水预热的电解槽在启动之前阴极表面已有一层液态铝，电孤产生在阳极和铝液表面，铝水起到了保护阴极的作用。
干法启动时抬阳极必须小心谨慎，尤其一开始切不可抬之过快，以防发生强烈崩爆，破坏电解槽内衬，以及发生意外事故。通常利用槽电压的高低来监视，一般电压控制在10～15V。开始电压摆动较大，这是由于阴极、阳极接触不良所致，待有一定液体电解质浸没阴、阳极后，电压渐趋稳定，方可继续慢慢升高电压，加速冰晶石熔化，直到有足够液体电解质为止。
二、湿法启动
湿法启动即是向待启动的电解槽内灌入一定量的液体电解质，同时上抬阳极，逐渐引发人工效应（也有不让发生人工效应的）。在人工效应期间可将阳极上用于保温的冰晶石推入槽内熔化，若电解质量不足，还需要投入冰晶石，直到液体电解质达到规定高度，便可投入一定数量的氧化铝，熄灭效应。灌入的电解质需要在生产槽上准备，一般要求培养电解质的槽子温度尽量高些，以保证抽取顺利和倒入启动槽时有足够的流动性。
效应时间一般不超过半小时，效应电压保持在20V左右，具体根据电解槽预热温度和槽内电解质高度而定。
用焦粒预热的电解槽，启动之前若未清除焦粒，人工效应后必须组织人力捞取碳渣，以保证电解质洁净。
人工效应熄灭后，槽电压应保持较高，一般在6～8V，中、小型槽为8～10V，相持一段时间后（6～8小时），向槽内灌入一定量的铝液作为槽内在产铝，加好阳极保温料，启动便告结束。
湿法启动较干法启动有省电、操作方便、劳动强度低、安全可靠等优点。尤其不会对阴极内衬带来损伤，所以大多数电解槽的启动都采用湿法。但湿法启动需在生产槽上准备液体电解质，这样或多或少地影响生产槽的技术条件，尤其预焙阳极电解槽，在准备启动
用液体电解质时需提前提高槽电压，让电解质水平升高，容易出现熔化炉膛和熔化阳极钢瓜等情况，所以应特别注意。
近年来有些厂家采用所谓“无效应湿法”启动，则是将电解质灌入待启动槽后抬高电压（不超过10V），让其慢慢熔化固体物料，这样需经过数小时乃至十几小时，才能启动完毕，启动时间较长。但该法有启动期间物料挥发损失小，环境条件较好等优点。采用该法时电解槽预热温度应适当高些，以防止灌入的电解质凝固，影响启动质量。
无论采用何种方法启动，都必须使投入的固体物料（边部砌筑块除外）充分熔化，电解质温度应稍高于正常生产槽，这是因为启动期间投入的固体物料若不充分熔化，将以沉淀积于槽底，当灌入铝水后炉底温度降低，便难以熔化，日久天长便在炉底结成坚硬的结壳，即影响电解槽转入正常动行，也影响阴极内衬寿命。此外，新启动槽散热损失大，内衬在启动后相当一段时间内还会吸收大量热量，若启动时电解质温度低，很容易出现电解质水平急速下降，并在炉底产生沉淀，造成炉膛畸形。
第四节铝电解槽启动后期管理
电解槽启动后经过两天高温阶段，各项技术条件发生大幅度变化之后，便开始出现一个相对平缓阶段，这期间电解槽缓慢转向正常运行，虽然技术条件不甚激烈，但电解槽的运行却发生着质的变化。一是各项技术条件慢慢演变到正常生产的控制范围，二是电解槽沿四周逐渐形成一层坚固的槽帮结壳，即所谓槽膛内型。当这些变化完成之后，电解槽即进入了正常运行阶段，因此，这期间的管理重点应围绕着这些“变化”来进行，时间长达三个月。
一、技术条件的控制
技术条件主要有电解质高度、铝水高度、电解质成分、槽电压与效应系数等。
1. 电解质高度控制新槽启动时，电解质高度要求较高，其目的是通过液体电解质储蓄较多热量，使电解槽在启动初期散热较大和内衬大量吸热的情况下，也具有较好的热稳定性，电解槽从启动第二天起开始按顺序每天更换一块阳极，随着启动时间的延长，槽上阳极便出现高低齐，新旧阳极同在的局面。为了使阳极尽可能充分利用并获得较好的原铝质量，电解质水平不得超过最低阳极表面，否则，液体电解质浸没阳极钢瓜造成钢瓜熔化，降低原铝质量。
电解质高度的控制主要是通过控制槽电压来控制槽内热收入，以及冰晶石添加量，电解槽启动后随着槽电压的降低，槽内热收入减少，电解温度下降，电解质便沿着四周槽壁结晶成固体槽帮，从而使电解质水平逐渐下降。
2. 电解质成分控制对于新启动槽，电解质成分主要指分子比，其它添加剂有在启动后一次投入够量的，也有在正常期后逐渐添加的，新启动槽的分子比要求较高，第一个月内应保护在2.8（质量比1.4）以上，目的是满足电解槽能够以高分子比结晶形成坚固的槽帮，保证进入正常生产期后具有稳定的槽膛内型，再则是新启动槽阴极内衬会以较快速度吸收含钠氟化盐（NａF），为满足内衬的吸钠，也需要启动初期保持较高分子比。
随着运行时间的延长，阴极内衬吸收钠盐逐渐达到饱和，炉膛也逐渐形成和完善，电解质分子比也逐渐降低。160KA中间下料预焙槽在第一个月内要求分子比在2.8以上，第二个月下降到2.7～2.8（质量比1.35-1.40），第三个月从2.7降到2.6（质量比为1.35到1.30）即达到正常生产期的要求。
3. 铝水高度控制新槽启动后灌入4000～5000㎏铝水，但新启动槽炉膛较大，因此铝水高度仍然不高，容积逐渐变小，铝水高度会增加，若铝水高度较高，每天出铝量增加，同时放慢电压下降速度。若到第一次出铝时铝水高度低，可以推迟出铝时间。启动后的20天左右，应将铝水高度调整到180～190ｍｍ，并以此作为基准高度保持。
4. 电压管理电解槽从启动经过初期阶段，槽电压已从7～8V下降到4.1～4.2V。电解槽启动后的头一个月，由于炉膛还未形成，尤其启动后的前半月，边部槽帮很小，散热量很大，另外这期间阴极内衬仍处于吸热阶段，也需要大量热量，因此电压还需保持较高。尤其在前半月内电压应慎重下降。
电解槽启动进入第二个月后，炉膛已逐渐形成，并朝着完善和规整的阶段发展，槽周散热量大大减少，同时电解质分子比逐渐降低，使电解质初晶温度有所下降，电解槽热需求逐渐减少，相应逐渐降低热输入，故电压还需缓慢降低，第三个月降到正常。
5. 效应系数管理由于新启动槽前期四周无电解质结壳建立起的炉膛保温，散热量很大，而且前期内衬吸热，电解槽热支出较大，再加上电解质分子比高，其初晶温度也高，虽然前期有较高电压维持热收入，但炉底仍然容易出现过冷现象，致使电解质在炉底析出。久之形成炉底结壳。一旦出现此种情况，很容易导致形成畸形炉膛，严重影响电解槽转入正常生产期，此外，对阴极内衬会带来裂纹、爆块、起坑等危害，导致电解槽早期破损。因此，新启动槽前期必须保持足够的炉底温度，其作法是要适当增大效应系数，通过效应产生的高热量使炉底沉淀及时被溶化掉，保持炉底干净。
二、槽膛内型的建立
电解槽进入正常生产阶段的重要标志，一是各项技术条件达到正常生产的范围，二是沿着槽四周内壁建立起了稳定的槽膛内型。这是一层由液体电解质析出的高分子比冰晶石和刚玉（a-AL2O3）所组成的固体结壳，均匀分布在电解槽内侧壁上，形成一个椭圆形环。这层椭圆形的结壳环是电和热的不良导体，它能够阻止电流从侧壁通过，并减少电解槽的热量损失。同时它还保护着电解槽侧壁碳块和四周炉底，它的另一个重要作用是把炉底上的铝液挤到槽中央部位，使铝液的表面积（铝液镜面）收缩，这对于提高电流效率，降低磁场的影响是有益的，因此，现代铝电解生产上十分重视槽膛内型的建立，要求槽膛内型规整而又稳定，让电流全部均匀地通过炉底，防止边部漏电和局部集中，使电解槽热场均匀，以获得电解槽稳定运行和良好经济指标，新启动槽非正常期生产管理的又一重要任务是让电解槽建立起稳定规整的槽膛内型。
160KA中心下料预焙槽启动后，随着电压和槽温的降低，便沿着边部自然析出高分子比的固体电解质结壳，即炉膛开始建立，直到启动后的三个月内，随着各项技术条件的演变，炉膛才能建立完善，为了使建立起的炉膛热稳定性好，首先启动的第一个月必须采用高分子比的电解质成分。因为低分子比成分的电解质初晶温度低，形成的炉膛热稳定性差，
很容易熔化而使侧部碳块被破坏。随着炉膛的逐渐完善，分子比也应逐渐降低，向正常生产期的范围靠拢。其二是必须控制好电解温度的下降速度，温度下降过快，虽然可以加速电解质结晶，促进炉膛快速形成，但这样形成的炉膛结晶不完善，稳定性差，同时结晶速度过快，容易出现伸腿生长不一，形成局部突出或跑偏（一边大，一边小）的畸形炉膛，但电解温度下降过慢，不利于边部伸腿的结晶生长，长时间建不起炉膛，使边部内衬长期浸没在液体电解质中，严重侵蚀边部内衬，影响电解槽寿命。一般在启动后的前3天，要求槽温下降快些，使其尽快在槽四周内壁结晶一层较薄的电解质槽帮，先将边部内衬保护起来，之后槽温下降适当放慢，目的是利用较长时间的平缓下降温度让结晶晶格完善，建立的炉膛坚实、稳固。电解温度的控制，主要是通过电压来控制的。因此，电压管理曲线也应与炉膛形成过程相适应，此外是，为了不出现畸型炉膛，在炉膛形成关键的第一月采用增加效应系数之方法，规范炉膛的形成。因为阳极效应能在短时间内于阴、阳极间产生高热量，可有效地熔化炉底沉淀和边部伸腿局部突出部分，保证炉膛均匀规整。
在炉膛形成过程中，除了严格控制好各项技术条件外，还应利用各种机会检查炉膛形成情况，如利用换阳极触摸边部伸腿状况，发现异常苗头，及时调整技术条件使之纠正，否则畸型炉膛一旦形成，再纠正十分困难，甚至会造成电解槽长期不能进入正常运行状态。
第五章铝电解槽正常生产管理
电解槽生产的技术参数是视电解槽的类型，容量和操作人员的技术水平而定。技术参数包括电解质成分、槽工作电压、电解温度、电解质水平、铝液的水平、和阳极效应系数。是电解生产中必须控制的参数，在生产过程中控制的好坏直接影响了电解槽的产能，槽寿命，以及电解槽是否平稳运行，所以电解最基本也是最重要的就是控制好参数，下面对各个参数管理及影响生产过程的计算机报表分析，槽况分析逐一进行论述。
第一节电解质成分以及管理
在生产过程中，电解质成分在不断发生着变化，最显著的是分子比升高。升高的原因一是原料中杂质的影响，二是电解质挥发。
在生产所用的Al2O3、氟化盐和阳极中均含有一定量的杂质，如H2O、Na2O、SiO2、CaO、MgO、SO42-（以Na2SO4形式存在）等，这些杂质将会分解电解质中的氟化铝和冰晶石，生成Al2O3和其它氟化物。
3H2O + 2AlF3 = Al2O3 + 6HF↑
3Na2O + 2AlF3 = 6NaF + Al2O3
3SiO2 + 4Na3AlF6 = 2Al2O3 + 12NaF + 3SiF4↑
3CaO + 2Na3AlF6 = 3CaF2 + 6NaF+ Al2O3
3MgO + 2Na3AlF6 = 3MgF2 + 6NaF + Al2O3
3Na2SO4 + 2Na3AlF6 + 3C = 12NaF +Al2O3 + 3SO2↑+ 3CO↑
反应的结果或是直接分解氟化铝，引起分子比升高，或是分解冰晶石而形成NaF，使分子比升高。
在分子比小于3（质量比小于1.5）的情况下添加MgF2,也会引起分子比升高。
MgF2+Na3AlF6=NaF+Na2MgAlF7
电解质在高温下挥发，挥发分中大部分是AlF3，这是因为成分中AlF3的沸点最低（1260 ℃）,电解质分子比越低，电解温度越高，AlF3的挥发越大。
生产中为了确保电解质成分稳定，必须定期（3~5天）对成分进行分析，按分析结果及时补充AlF3。
严格的讲，电解质成分的调整，应根具分析结果和槽内电解质量来计算，求出添加剂量来。下面推导计算公式，为了推导方便，采用重量比进行。
设槽内液体电解质量为P，调整前重量比为K1，调整后为K2，AlF3，添加量Q AlF3，添加前电解质中AlF3重量为Q（1+K1），添加后为P+Q AlF3/(1+K2)，列出等式
P/（1+K1）+Q AlF3=P+ Q AlF3/1+K2
整理得Q AlF3= P（1+K1）/K2(1+K2)
如果需要将分子比提高（主要在新槽非正常生产期）的调整，（Na2CO3,俗称苏打），碳酸钠加入电解质中发生下列反应：
3Na2CO3+2Na3AlF6=Al2O3+12NaF+3CO2
反应式表明，加入Na2CO3，即产生NaF，并消耗冰晶石中的AlF3，这对提高分子比更有效，而且Na2CO3比NaF廉价。
例：今有一电解槽，液体电解质为8000Kg，成分为CaF25%、Al2O35%,需将分子比从2.7（质量比1.35）降到2.6（质量比1.30），计算加入的AlF3量。
解：电解质中冰晶石量为8000（1-5%-5%）=7200Kg 代入公式（a）中，得
Q AlF3=P(K1-K2)/K2(1+K1)=7200(1.35-1.30)/1.30(1+1.35)=118Kg 管理中通过一次计算后列成对照表，每次分析按结果与目标值的相差情况对照投入。与目标值相差太大的，进行多次调整，逐渐达到目标值。表4—1列出了第一批160KA电解槽AlF3,添加量对照表。
表5—1 160KA槽AlF3添加量对照表
深圳市青佺电子有限公司 电容器基本知识试卷 單位﹕ 姓名﹕ 分數﹕ 一﹑选择题（请把正确答案之序号填在前面之括号内）(答案每题不一定为一个/每题2.5分) （ ）1.本公司生产之电容器为﹕ A.铝质电容器 B.铝质电解电容器 C.电容 D.电解电容器 （ ）2.电容器能贮存（ ） A.电荷 B.能量 C.质量 D.负荷 （ ）3.表征电容器贮存电量之能力﹐称为此电容器之 A.容量 B.能量 C.质量 D.电荷 （ ）其一般表示单位为﹕ A. 法拉第（F ） B. 法拉（F ） C.安培 D.伏特 （ ）4.电路中表征电解电容器之组件符号﹕ A. B. C. D. （ ）5.本公司生产之电容器﹐其正箔由( )组成 A.铝箔且表面有一曾致密的氧化膜 B.铁箔 C.两者皆可 （ ）6.电容器真正之负极为﹕（ ） A.导针 B.铝箔 C.电解液 D.电解纸 （ ）7.本公司生产之电容器之构造: A.电解液 电解纸 正负导针 正负铝箔 B.电解液 电解纸 铝壳 胶盖 胶管 C. E/L 电解液 铝壳 胶盖 胶管 D. E/L 胶盖 胶管 铝壳 ( )8.正箔表面有一层氧化膜﹐它的作用是﹕ A.绝缘 B.非绝缘 C.导体 ( ) 9.电解纸之作用﹕ A.吸收电解液避免正负箔直接接触 B.隔绝正负箔 C.导电 ( ) 10.法拉第定律为﹕ A.d s C ∑= B. s d C ∑= C. s d c C ??= ( ) 11.电容器之电容量与两极间的相对面积成﹕ A.反比 B.正比 C.比例 （ ）13.电解电容器中两极间的距离指﹕ A.电解纸之厚度 B.氧化皮膜之厚度 C.电解纸与氧化皮膜厚度之和 （ ）14.电解电容器之三大特性分别为﹕ A.静电容量 损失角 泄漏电流 B.阻抗 静电容量 泄漏电流 C.静电容量 损失角 阻抗 （ ）15. 计算损失角之公式为（低频下）﹕ A.DF=fCR π2 B.DF=fCV π2 C.DF= CR π2 （ ）16.漏电流之单位﹕ A.V B. μA C.?
空气呼吸器培训方案 目的:中试室员工能正确使用空气呼吸器。 培训围：中试室全体员工。 容：一、了解空气呼吸器的结构组成。 1、RHZK系列正压式空气呼吸器（Positive Pressure Air Breathing Apparatus）是一种自给开放式空气呼吸器，又称：空气呼吸器，正压式空气呼吸器，消防空气呼吸器，业安空气呼吸器等呼吸器。主要适用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、厂矿、薰仓、粮食熏蒸等处，使消防员或抢险救护人员能够在充满浓烟、毒气、蒸汽或缺氧的恶劣环境下安全地进行灭火、抢险救灾和救护工作。 业安空气呼吸器配有视野广阔、明亮、气密良好的全面罩，供气装置配有体积较小、重量轻、性能稳定的新型供气阀；选用高强度背板和安全系数较高的优质高压气瓶；减压阀装置装有残气报警器，在规定气瓶压力围，可向佩戴者发出声响信号，提醒使用人员及时撤离现场。 同类空气呼吸器产品中，本产品具有重量轻、体积小、性能可靠、安全程度高、佩戴舒适、呼吸舒畅、视野广阔、适应性强、操作维护方便等优点，是从事抢险救灾、灭火作业理想的个人呼吸保护装置。 1.钢瓶型正压式空气呼吸器（气瓶为钢制气瓶） A.RHZK-5/30型（5L钢制气瓶） B.RHZK-6/30型（6L钢制气瓶）
2.复合气瓶型正压式空气呼吸器（铝胆碳纤维全缠绕复合气瓶） A.RHZKF-6.8/30型（6.8L铝胆碳纤维全缠绕复合气瓶） B.RHZKF-6.8×2/30型-双瓶（2只6.8L铝胆碳纤维全缠绕复合气瓶） 1.空气呼吸器面罩：为大视野面窗，面窗镜片采用聚碳酸酯材料，具有透明度高、耐磨性强、具有防雾功能，网状头罩式佩戴方式，佩戴舒适、方便，胶体采用硅胶，无毒、无味、无剌激，气密性能好。 2.空气呼吸器供气阀：结构简单、功能性强、输出流量大、具有旁路输出、体积小。 3.空气呼吸器腰带组：卡扣锁紧、易于调节。 4.空气呼吸器快速接头：小巧、可单手操作、有锁紧防脱功能。 5.空气呼吸器减压器：体积小、流量大、输出压力稳定。 6.空气呼吸器瓶头阀：具有高压安全装置，开启力矩小。 7.空气呼吸器背托：背托设计符合人体工程学原理，由碳纤维复合材料注塑成型，具有阻燃及防静电功能，质轻、坚固，在背托侧衬有弹性护垫，可使配戴者舒适。 8.空气呼吸器肩带：由阻燃聚酯织物制成，背带采用双侧可调结构，使重量落于腰胯部位，减轻肩带对胸部的压迫，使呼吸顺畅。并在肩带上设有宽大弹性衬垫，减轻对肩的压迫。 9.空气呼吸器压力表：大表盘、具有夜视功能，配有橡胶保护罩。 10.空气呼吸器报警哨：置于胸前，报警声易于分辩，体积小、重量
原平市矿山救护队呼吸器培训教材 引言:矿山救护队是处理矿井各类灾害的一线特种作业人员，所从事的是在急、难、险、重等危险环境下的救护工作。靠什么保障我们在保证自身安全的情况下，又能够圆满完成各项任务？不单要靠过硬的身体素质，良好的业务技能，活学活用的战略战术，更要靠我们的技术装备。矿山救护队的技术装备按用途不同分为个人防护类、灭火装备类、检测仪表类、运输通讯类和装备工具类。个人防护类装备包括工作型呼吸器、备用型呼吸器、氧气补给器、自动苏生器、自救器、冰冷防热服等。目前各国矿山救护队使用的氧气呼吸器，以大气压力为基准划分，有负压氧气呼吸器和正压氧气呼吸器。负压氧气呼吸器按其用途又可分为救护工作型、抢救型和逃生型3 类，按储气容积分为呼吸仓式和气囊式呼吸器两种。 AHY6 四小时呼吸器属第二代负压工作型呼吸器。 一．构造 该呼吸器主要由供氧系统、呼吸循环系统和附件三大部分组成。供氧系统由氧气瓶、氧气分配器和压力表组成；呼吸循环系统由气囊、冷却器、呼吸阀、软管、颜面部分、清净罐、自动排气阀组成；附件部分由外壳、背带部分、联络绳、防烟眼镜组成。可配用m8 螺纹的呼吸器面罩。 二．性能该呼吸器是一种与外界隔绝的供氧装置，可在 H2Sv1%,S02v2%,COv10%,N02v1%,C02v100%,CH4-100%,02<21%煤(岩)尘7g/m3 以下使用。(不论这些气体是单独存在或是组合存在) ，可在-20 度—60 度，相对湿度100%以下，大气压力70kpa—125kpa 的条件下正常工作。主要技术参数 (1)正压气密800pa压力下，1分钟内压力下降不超过50pa, (2)定量供氧1, 3-1,5L/分钟，能足够完成人员中等强度的呼吸用。 ( 3) 自动排气阀开启压力100pa-300pa ( 4) 自动补气阀开启压力-100pa_-300pa (5)负压气密性-800pa压力下，1分钟以内上升不超过50pa (6)自动补供氧量当瓶压18Mpa-20Mpa时，不少于100L/分钟 (7)手动补供氧量当瓶压为3Mpa时，在60-150L/分钟范围内。 (8)额定防护时间4小时 ( 9) 氧气储量瓶压(个)乘以2 ( 10)气囊有效容积不小于4.5 升 三．主要部件名称、作用 (1) 氧气瓶；储存高压氧气。氧气瓶压力不得低于18Mpa. ( 2) 氧气分配器降低氧气压力并向呼吸循环系统供氧. ( 3) 安全阀当减压器膛室达到0.8-1.2Mpa 时自动开启，进行泄压，保护分配器. (4)自动补当压力达到-100pa_-300pa时自动开启，补充供氧? (5)手动补当减压器或自动肺发生故障时，向呼吸系统手动供氧。 ( 6) 压力表开关压力表或毛细管漏气时，关断高压，防止漏气。 ( 7) 压力表指示瓶压。 （8）呼吸软管和颜面部分保证人体器官和气囊之间的气体循环。 （9）连接盒呼吸气体沿相应管路分流，并连接颜面部分。 （10）呼吸阀使吸入气体和呼出气体定向流动。 （11）清净罐装化学药剂，吸收co2。 （12）膜片型排气阀排出呼吸系统中多余气体。 （13）冷却器向外界导热或冷却原件融化吸热，降低吸气温度。冷却原件的有效作用时间大约为2 小时。
空气呼吸器培训方案 目的：中试室员工能正确使用空气呼吸器。 培训范围：中试室全体员工。 内容：一、了解空气呼吸器的结构组成。 1、RHZK系列正压式空气呼吸器( Positive Pressure Air Breathi ng Apparatus )是一种自给开放式空气呼吸器，又称：空气呼吸器，正压式空气呼吸器，消防空气呼吸器，业安空气呼吸器等呼吸器。主要适用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、厂矿、薰仓、粮食熏蒸等处，使消防员或抢险救护人员能够在充满浓烟、毒气、蒸汽或缺氧的恶劣环境下安全地进行灭火、抢险救灾和救护工作。 业安空气呼吸器配有视野广阔、明亮、气密良好的全面罩，供气装置配有体积较小、重量轻、性能稳定的新型供气阀；选用高强度背板和安全系数较高的优质高压气瓶；减压阀装置装有残气报警器，在规定气瓶压力范围内，可向佩戴者发出声响信号，提醒使用人员及时撤离现场。 同类空气呼吸器产品中，本产品具有重量轻、体积小、性能可靠、安全程度高、佩戴舒适、呼吸舒畅、视野广阔、适应性强、操
作维护方便等优点，是从事抢险救灾、灭火作业理想的个人呼吸保护装置。 1.钢瓶型正压式空气呼吸器（气瓶为钢制气瓶） A.RHZK-5/30型（5L钢制气瓶） B.RHZK-6/30型（6L钢制气瓶） 2.复合气瓶型正压式空气呼吸器（铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶） A.RHZKF-6.8/30型（6.8L铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶） B.RHZKF- 6.8 X 2/30型-双瓶（2只6.8L铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶） 1.空气呼吸器面罩：为大视野面窗，面窗镜片采用聚碳酸酯材料， 具有透明度高、耐磨性强、具有防雾功能，网状头罩式佩戴方式，佩戴舒适、方便，胶体采用硅胶，无毒、无味、无剌激，气密性能好。 2.空气呼吸器供气阀：结构简单、功能性强、输出流量大、具有旁路输出、体积小。 3.空气呼吸器腰带组：卡扣锁紧、易于调节。 4.空气呼吸器快速接头：小巧、可单手操作、有锁紧防脱功能。 5.空气呼吸器减压器：体积小、流量大、输出压力稳定。 6.空气呼吸器瓶头阀：具有高压安全装置，开启力矩小。 7.空气呼吸器背托：背托设计符合人体工程学原理，由碳纤维复合材料注塑成型，具有阻燃及防静电功能，质轻、坚固，在背托内侧衬有弹性护垫，可使配戴者舒适。
目录 第一章体格检查 (1) 第一节全身体格检查的顺序及项目 (1) 第二节体格检查规范化操作 (6) 第二章临床基本操作技能 (22) 第一节伤口换药 (22) 第二节氧气吸入法 (23) 第三节胸膜腔穿刺术 (25) 第四节腹膜腔穿刺术 (26) 第五节腰椎穿刺术 (27) 第六节骨髓穿刺术 (28) 第七节伤口的止血包扎 (29) 第八节脊柱损伤病人的搬运 (30) 第九节人工呼吸、胸外心脏按压 (31) 第十节电除颤 (32) 第十一节简易呼吸器的使用 (33) 第三章器械检查与实验室检查结果判读 (36) 第一节心电图检查 (36) 第二节X线检查 (42) 第三节实验室检查 (43) 第一章体格检查 第一节全身体格检查的顺序及项目 一、一般状态及生命征 1. 一般状态 (1) 被检查者取仰卧位。 (2) 观察发育、营养、神志、面容、表情、体位。 2. 生命征 (1) 测量体温(取体温计，观察汞柱高度，置于左腋下5min) 。 (2) 触诊脉搏(一般触诊右侧桡动脉，脉律规整者检查15s ，不规整者检查lmin) ，同时触 诊双侧脉搏，注意是否对称。 (3) 测量呼吸频率，至少30s，注意节律、类型和深度。 (4) 测量血压，一般测量右上臂血压。右上臂外展约45°，肘部置于心脏同一水平，将袖带 缚于上臂(距肘窝2~3cm) ，气囊对准肱动脉。触摸肱动脉，听诊器胸件置于触摸之肱动脉处。向气囊充气、放气并听诊动脉音，两眼平视汞柱升降，计数。测量 2 次，取低值者为 血压值。 (5) 取出体温计，计数，轻轻甩下汞柱至35°C 以下。 二、头部及颈部 1. 头颅及眼 (1) 观察头部外形及触诊头部(注意观察头颅大小，有无畸形，有无异常隆起及凹陷，头发分 布、密度、颜色和光泽，有无折断现象。要用手循一定顺序分开头发，观察头发)。 (2) 观察眉毛、眼险、睫毛的分布，用拇指在内毗部压迫小囊，观察有无分泌物。 (3) 嘱被检查者往上看，双手拇指翻双眼下眼险，观察下部分巩膜及结膜。
RUBYCON CORPORATION 12 6. SERIES CAPACITOR CONNECTION C1/C2 = 0.95 – 1.05 I WV R = (k ?) --------- 5.4 WV : Rated voltage (V) I : Leakage current (mA) Fig. 5.3 C 1: Capacitance of Capacitor A C 2: Capacitance of Capacitor B V 1: Terminal voltage of Capacitor A V 2: Terminal voltage of Capacitor B E: Voltage of Power Supply When two capacitors are connected in series, voltage at terminals of each capacitor on charging is applied in reverse proportion to the capacitance of each capacitor as shown below. 2 12 1 C C C E +× =V ------- 5.1 2 11 2C C C E +× =V ------- 5.2 21V V E += ------- 5.3 This means that voltage applied to either capacitor may be over the rated capacitor to cause safety vent operation if capacitance values of them are much different. After the completion of charging, terminal voltage on each capacitor varies with the level of leakage current. Then over voltage may be applied to the terminals on either capacitor if another capacitor has high leakage current, which possibly causes safety vent operation. To prevent difference in terminal voltage values, it is useful to put Voltage Distribution Resistors as shown in Fig. 5.4 or to select two capacitors having capacitance difference within 5%. Follow the formula 5.4 to use Voltage Distribution Resistors. Fig. 5.3 https://www.doczj.com/doc/1f5135118.html, 风华直接授权代理／片式无源器件整合供应商 【南京南山】
铝电解电容器基础 一、电容器的原理 只要在当作电极之相对两导体中间存在电气绝缘体，即可构成电容器。原理图如图1所示 1、电容量的定义及单位 电容量定义：对某一特定的电容器，充电后的电荷量与充电电压成正比即Q/V=常数，我们就定义Q/V 为该电容器的电容量（C） 即C=Q/V，它代表一个电容所能储存电荷的多少，也可以定义为电压每升高1V，极板两端电荷的增量。若极板面积为S，电气绝缘体的厚度为d，相对介电常数为εr,真空介电常数为ε0，两极板间的介质电场强度为E， 因为Q=ε0εr S×E, V=E×d， 则该电容器的电容量C=Q/V=ε0εr S/d，也就是说电容量与相对面积和电气绝缘体介电常数成正比，与电气绝缘体的厚度成反比。 单位：电容量的国际单位为法拉（F），但实用上法拉这个单位太大，使用不方便，实际上经常使用uF 、mF、nF、pF等单位。 1uF=10-6F、1mF=10-3F、1nF=10-9F、1pF=10-12F 2、电容器在线路中的特性及应用 电容器有以下特性和应用： (1)通交流隔直流——旁路作用、滤波作用、耦合作用 (2)通高频、阻低频——频率分离作用 (3)电流的相位超前于电压——移相作用、功率因数改善、电机启动用 (4)储能作用——闪光灯、点熔接、放电加工 (5)电压不能突变——电器接点的防火花、尖脉冲吸收 (6)RC时间常数——定时作用 (7)电流非线性变化——S校正作用 二、铝电解电容器的原理 铝电解电容器的原理示意图如下：
阳极箔为一个电极，其上氧化膜为电气绝缘体 电解液为真正的阴极，同时起修补氧化膜作用(电解质包括电解液（electrolyte）、二氧化锰（MnO2）、有机半导体TCNQ、导体聚合物（PPy、PEDT）、凝胶电解质PEO等) 电解纸起隔离阳极箔和阴极箔作用，同时贮存电解液 阴极箔起引出电极作用。 三、铝电解电容器的结构和特点 1、结构部件图 引出条、铝导针：引出作用 橡皮头、铝壳：密封作用，保护芯子 盖板：引出固定作用 套管：绝缘、美观、标识。
电解电容器简介 一.电容器基本原理: 1.电容器定义:一种能贮存电荷的电子组件. 2.电容器的构成: 由中间夹有电介质的两块金属板构成.当两极板分别带有等量异号的电荷Q时,若极间的电位差为V,则两者之比就称为电容器的电容量. AL2O3） 引导端 二.铝质电解电容器特色与原理之运用: 1.铝电解电容器的构造. 由阳极化成铝箔与阴极腐蚀箔、导针、电解纸、电解液结合而成 化成:利用电解液在直流电作用下在纯AL表面生产一层致密的AL2O3皮膜. 阳极箔经化成后，含有一高介电常数的氧化膜(AL2O3).此氧化皮膜当作阳极箔与阴极箔的绝缘层.氧化皮膜的厚度即为两箔间的距离(d),此厚度的厚薄可由化成来加以控制。由于氧化皮膜的介电系数高，且厚度薄，故电解电容器的容量较其它电容器的容量为高。电解电容器的实际阴极是与氧化膜接解之电解液。而阴极箔只是将电流传到电解液而已民，电解纸是用来帮助电解液之吸收及避免阳极箔、阴极箔直接接触，因磨擦而使氧化皮膜受损 2.E/C特色与原理之运用。 电容器是电子设备中大量使用的主要组件之一.它具有隔直流和分离各种频率的能力.广泛用在隔直流﹑耦合﹑旁路﹑滤波﹑谐振回路调谐﹑能量转换﹑控制电路中的时间常数组件等方面. 三. E/C电气特性介绍. 铝质电解电容器一般电气特性包括:←静电容量;↑损失角;→泄漏电流. 1.静电容量:表征电容器贮存电荷能力的大小. 静电容量: C= =ε(法拉第定律). ε—介电常数d—两极间距离s—两极间相对面积 电容器的标称容量:E24﹑E12﹑E6三个系列.分别适用于允许偏差±5%(Ⅰ级) ﹑±10%(Ⅱ级)﹑±20%(Ⅲ级)的规格.这三个系列内的数值是按下式计算并经过必要的修正得到,即: E24系列X= 10n =lg -1 其中n=1--24 E12系列X= 10n=lg -1 U Q d S 2424 n 1212 n
铝电解电容器原理及应用
电容器基本结构（Basic Structure ） dielectric C=εr.ε0.S/d C: 电容器容量（F） εr:介电常数 ε0:真空中的介电常数 8.85×10-12F/m S:极板面积(m2) d:极板距离（m ） 介质相对介电常数介质相对介电常数铝氧化膜7~8陶瓷10~120薄膜树脂 3.2聚丙烯 2.2 云母6~8钽氧化膜10~20
铝电解电容器基本结构 Structure of Aluminum electrolytic capacitors
铝电解电容器等效电路 Equivalent circuit of Aluminum electrolytic capacitors C: 电容器容量（μF）,随频率增加而下降； : 等效串联电阻（ESR/mΩ），随频率增 R 加、温度上升而下降； : 等效串联电感（ESL/nH）,随正负极间 L S 距增大而增大； R P:等效并联电阻，反映电容漏电流特性， 越大； 漏电流越小，R P D: 齐纳二极管模型，代表具有单向导电性 的阳极氧化膜。当电容通反向电压或高于 50V浪涌电压时，电容漏电流会急剧增大。
铝电解电容器内部构造Structure of Aluminum electrolytic capacitors 引线式: 焊针式: 螺栓式-带固定剂:螺栓式-无固定剂:
裁切Slitting 卷绕 Winding 含浸Impregnation 组立Assembling 封口Sealing 套管 Sleeving 老化Aging测试Testing 包装packaging 电容器的生产流程：
铝电解电容器基础知识 美国知名电容制造商CDE提供 1,电解电容器的构造 腐蚀 Etching 阳极和阴极金属箔是由高纯度的,很薄的只有0.02—0.1mm铝箔做成的,为了增加盘面积和电容量,与电解液接触的表面积的增加是通过蚀刻金属箔去溶解铝,使整个铝箔的表面形成一个高密度的网状的有几十亿个精细微管道的结构. 化成 Forming 阳极箔上有电容器的电介质.电介质是一层很薄的铝氧化物,AL2O3,那是一个在阳极箔上的化学生长过程,这个过程叫“化成”. 这个电压是最后电容器额定电压的135%-200%. 阴极箔不用化成,它保持着很高的表面积和高密度的蚀刻模式. 氧化膜的耐电压不足和电解液自身的闪火放电都会造成短路. 卷绕 Winding 电容元件的卷绕是一层隔离纸,一层阳极箔,另一层隔离纸和阴极箔.这些隔离纸防止箔之间接触形成短路,这些隔离物后来保留住电解液. 在卷绕铝箔芯子或卷绕过程中为后来连接电容器端子附上箔.最好的方法是通过冷焊,把箔焊上带子,冷焊可以减少短路失效,有更好的高纹波电流性能和放电性能. 内引出端面切口、与引出端铆接的箔条和电极箔剖面的切口都会有毛刺,从而造成相对电极间短路. 电容器发热芯包膨胀和安全阀打开时的压力冲击,芯包发生变形,导致电极间短路. 封口 Sealing 电容元件被密封在一个罐子里. 为了释放氢,密封圈不是密闭的,它经常是压力封闭的即将罐子的边沿滚进一个橡胶垫圈,一个橡胶末端插销或滚进压成石碳酸薄板的橡胶. 太则紧密封会导致压力增加,太松则密封会因为电解液的可允许的流失而导致缩短寿命. 2, 电容量 电容量公差 Capacitance Tolerance 电容量的公差是指可允许的电容量的最大值和最小值,用相对于额定电容量的百分数的增加和 减少来表示,即ΔC/C. 电容量的温度特性 Capacitance Temperature characteristics 电容量随温度的变化而变化.这个变化的本身很小程度上是依赖于额定电压和电容的尺寸的. 从25℃到限制的最高温度电容量的增加量小于5%. 大部份电容在-20℃至-40℃時,容值下降很快, 对於標稱-40℃的產品,在-40℃時低压的电容, 电容值一般下降20%,高压电容下降40% . 对于额定温度为-55℃的电容,在-40℃时电容值的下降量一般小于10%,在-55℃时电容值的下 降量一般小于20% . 电容量的频率特性 Capacitance frequency characteristics 等效电容值随频率的增加而降低.根据电容量自谐振频率一般低于100kHz.
讲座 第9讲电解电容器基础知识（四） ——一般用途电解电容器（续2） （铝电解电容器的应用环境对铝电解电容器参数的影响） 陈永真 Chapter 9 Basic Knowledge of Electrolytic Capacitor (4) --General Purposes of Electrolytic Capacitor (Effect of Application Environment of Aluminum-Electrolytic Capacitor on its Parameter) 1 电容量的温度特性 电容量随温度变化，变化本身由额定电压和电容器尺寸决定。在25℃到高温限，电容量增加一般不超过10%。对最低额定温度-40℃，低压电容器的电容量典型下降20%，对高压电容器的电容量下降到40%。大多数在－40C下降小于10%，在-55℃小于20%。EPCOS的不同额定电压，铝电解电容器电容量与温度的关系如图1。 图1 EPCOS的铝电解电容器的电容量与温度的关系 由图中可以看到，通常低额定电压时特性曲线比较陡峭，这是由于为增加阳极表面积而腐蚀得更加粗糙性（深度腐蚀）的结果。当然，也可以应用特殊的电解液（电解液的粘度随温度变化小些）获得较小的随温度变化的电容，使得电容器能够工作在0℃以下很大范围内电容量变化不大，这在特殊的应用中是有意义的。
国产高压电解电容器，一般最低工作温度为-20℃，而温度-40℃则需要定制。 2 电容量与频率的关系 铝电解电容器的有效电容量随频率增加而下降可，如图2所示。 图2 铝电解电容器的电容量与频率的关系 其原因是由于介质吸收和损耗因数造成，这在以介质损耗为最主要损耗的薄膜电容器无疑是正确的。但是，在铝电解电容器中的损耗是作为电极的电解液自身电阻产生的损耗，氧化铝的频率特性绝不会那么差。所以，铝电解电容器的电容量随频率上升而减小的特性不应该是介质损耗的问题。作者认为：由于铝电解电容器为增大电极表面积而将阳极/阴极铝箔腐蚀得非常粗糙，这样，与粗糙的阳极电极深处对应的是电解液的阴极。由于电解液具有较高的电阻率，使得粗糙的阳极电极深处的电容到引出端实际上已成为RC电路，随着频率的上升，这个子电容的作用越来越弱，等效电容也越来越小，这才是铝电解电容器的电容量随频率上升而减小的真正原因。 铝电解电容器的传统应用，主要是整流滤波、旁路等对电容量变化不敏感的应用中，因此铝电解电容器也就不需要严格的电容量问题。铝电解电容器相对于温度、频率的变化，对应用来说是几乎没有影响的。所以，在实际应用时铝电解电容器的电容量与温度、频率的关系可以忽略，不予考虑。 3 漏电流与应用环境的关系 漏电流是对流层电解电容器损伤最大的问题之一，因为漏电流会消耗电解液，造成铝电解电容器过早的干涸失效。因此，要格外的关注漏电流问题。 3.1 长期放置会增加铝电解电容器的漏电流以及解决方法
1. 铝电解电容器的基本概要 1-1. 电容器的基本原理 电容器的基本原理可以用图1来描述 当在两个正对的金属电极上施加电压时，电荷将据电压的大小被储存起来 Q=CV Q:电量( C ) V:电压(V ) C:电容量(F C:电容器的电容量，可以由电极面积S [m2]，介质厚度t [m]以及相对介电常数ε来表示 C[F]= ε0·ε·S/t ε0:介质在真空状态下的介电常数(=8.85x10-12 F/M) 铝氧化膜的相对介电常数为7~8，要想获得更大的电容，可以通过增加表面积S或者减少其厚度t来获得。 表1-1列出了电容器中常用的几种典型的介质的相对介电常数，在很多情况下，电容器的命名通常是根据介质所使用的材料来决定的，例如：铝电解电容器、钽电容器等。 表 1-1 并且它的介质氧化膜非常薄。 图1-2形象地描述了铝电解电容器的基本组成。 1-2电容器的等效电路 电容器的等效电路图可由下图2表示 R1：电极和引出端子的电阻 R2：阳极氧化膜和电解质的电阻 R3：损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻 D1：具有单向导电性的阳极氧化膜 C1：阳极箔的容量 C2：阴极箔的容量 L ：电极及引线端子等所引起的等效电感量 1-3基本的电性能 1-3-1 电容量 电容器的由测量交流容量时所呈现的阻抗决定。交流电容量随频率、电压以及测量方法的变化而变化。铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。 和频率一样，测量时的温度对电容器的容量有一定的影响。随着测量温度的下降，电容量会变小。 另一方面，直流电容量，可通过施加直流电压而测量其电荷得到，在常温下容量比交流稍微的大一点，并且具有更优越的稳定特性。 1-3-2 Tan δ（损耗角正切） 在等效电路中，串联等效电阻ESR同容抗1/ wC之比称之为Tan δ，其测量条件与电容量相同。 tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR 其中：RESR=ESR（120 Hz） w=2πf f=120Hz tan δ随着测量频率的增加而变大，随测量温度的下降而增大。
铝电解电容器的基本概念 1引言 1.1电容器的机理与电气功能顾名思意，可以作这样的形象理解：所谓电容器（capacitor）就是能够储存电荷的“容器”。只不过这种“容器”是一种特殊的物质——电荷（charge），而且其所存储的正负电荷等量地分布于两块不直接导通的导体板上。至此，我们就可以描述电容器的基本结构：两块导体板（通常为金属板）中间隔以电介质（dielectric）。即构成电容器的基本模型。了解了电容器的基本构造后，可能会产生这样的问题：电容从何而来？电容的物理意义为何？电容器的主要参数有哪些？电容器在电子线路中起哪些作用？下面我们将对上述问题一一作出解答。 众所周知，空间中的一个带电体具有两个电参数：电荷电量Q和电位势U。而这两者的比值（Q/U）表现出一种有趣的规律：这个比值仅与带电体本身的尺寸、形状及其所处的空间环境有关，而与带电体所带电荷的多少无关。也就是说，带电体所带电荷与其电位势的比值表征了带电体及其周围环境所构成的系统的一种固有属性，我们把此比值称为电容量，以C(=Q/U)来表示。电容量也可以理解为带电体（电位势一定的情况下）容纳电荷的能力。 我们通过两个例子来了解电容量C的计算方法： （1）真空中孤立带电球（R=r0）的电容量如何计算？设孤立电荷的电量Q=q，其相对于无穷远处的电位势U=q/(4πε0r0)，则其电容量C=Q/U=4πε0r0。从计算结果可以看出，电容量只与带电体的本体尺寸，形状和所处的空间环境有关，而与所带电量无关。 （2）平行板电容器的电容量计算方法。所谓平行板电容器是指两块相对平行的金属板中间隔以相对介电常数为εr、厚度为d的电介质所构成的电子元件。设平行板电容器储存的电荷Q=q，则正负极板的电荷分别为＋q、－q，两极板间的电位差为u。平行板电容器可以看作是两个孤立带电体电容器串联构成。设正极板相对于无穷远处的电位U＋=u＋，则负极板的电位U－=u＋－u。正负极板具有的电容量分别为＋q/u＋，－q/(u ＋－u)。两者串联的合成容量1/C=1/(＋q/u＋)＋1/－q/(u＋－u)=u/q，即C=q/u。由物理学的推导可以得出，u=4πdq/(εrε0S),所以C=εrε0S/4πdq。同样，电容量仅与其结构尺寸有关，而不依赖其带电量的多少。 电容量（Capacitance）、工作电压（Operating Voltage）、损耗因子（Loss Factor）、绝缘电阻（ Insulating Resistance）等是标定电容器特性的基本电气参数。电容器的电容量、损耗因子通常以120Hz 下数字电桥测定的数值为准；绝缘电阻则是电容器隔离直流作用的数值化表征，希望电容器的绝缘电阻越高越好。表征电容器特性的参数还有：击穿电压（Breakdown Voltage）、容许流通的最大纹波电流（Max. Ripple
球囊面罩加压通气术培训教材 学习、培训内容： 简易人工呼吸器又称加压给氧气囊（AMBU），它是进行人工通气的简易工具。与口对口呼吸比较供氧浓度高，且操作简便.尤其是病情危急，来不及气管插管时，可利用加压面罩直接给氧，使病人得到充分氧气供应，改善组织缺氧状态。性能与装置 简易呼吸器具有结构简单，操作迅速方便，易于携带，可随意调节，不需要用电动装置，通气效果好等优点。主要由弹性呼吸囊、呼吸活瓣、面罩、气管插管接口和氧气接口等组成。 辅助装置 面罩、流量表、氧气连接管。 基本原理 氧气进入球形气囊和贮气袋或蛇形管，人工指压气囊打开前方活瓣，将氧气压入与病人口鼻贴紧的面罩内或气管导
管内，以达到人工通气的目的。 适应证 无自主呼吸或自主呼吸微弱患者的紧急抢救。 操作程序 1 评估 （1）评估有无使用简易呼吸器的指证和适应证，如急性呼吸衰竭时出现呼吸停止或呼吸微弱，经积极治疗后无改善，肺通气量明显不足者；慢性重症呼吸衰竭，经各种治疗无改善或有肺性脑病者及呼吸机使用前或停用呼吸机时。 （2）评估有无使用简易呼吸器的禁忌，如中等以上活动性咯血、心肌梗死、大量胸腔积液等。 2 连接面罩、呼吸囊及氧气，调节氧气流量5～10L/min （供氧浓度40%～60%），使储气袋充盈。 3 开放气道，清除上呼吸道分泌物和呕吐物，松解病人衣领等，操作者站于病人头侧，使患者头后仰，托起下颌。 4 将面罩罩住病人口鼻，按紧不漏气。若气管插管或气管切开病人使用简易呼吸器，应先将痰液吸净，气囊充气后
再应用。 5 双手挤压呼吸囊的方法。两手捏住呼吸囊的中间部分，两拇指相对朝内，四指并拢或略分开，两手均匀用力挤压呼吸囊，待呼吸囊重新膨起后开始下一次挤压，应尽量在病人吸气时挤压呼吸囊。 6 使用时注意潮气量、呼吸频率、呼吸比等。 （1）一般潮气量8～12ml/kg（通常成人400～600ml的潮气量足以使胸壁抬起），以通气适中为好，有条件时测定二氧化碳分压以调节通气量，避免通气过度。 （2）呼吸频率成人为12～16次/分，快速挤压气囊时，应注意气囊的频次和患者呼吸的协调性。在患者呼气与气囊膨胀复位之间应有足够的时间，以防在患者呼气时挤压气囊。 （3）呼吸时间比成人一般为1：（1.5～2）；慢性阻塞性肺气肿、呼吸窘迫综合征患者频率为20～25次/分，呼吸比为1：（2～3），潮气量咯少。 7 观察及评估病人。使用过程中，应密切观察病人对呼
煤气防护、救护培训教材 （煤气防护站） 第一章：发生炉煤气介绍 一、发生炉煤气生产简介 发生炉煤气是指以无烟煤、焦炭或烟煤作原料，与空气、水蒸汽混合介质为气化剂在发生器内反应生成的煤气称混合发生炉煤气。(以下简称煤气) 我公司煤气厂目前生产的煤气，为冷发生炉煤气。它的生产特点是原料为无烟煤(也可以用焦炭)，煤气中焦油含量少、水质较干净，容易处理水中的酚、油、氰化物和氨等杂质，并能输送给较远的煤气用户，作业环境较干净。 二、发生炉煤气的成份 2422 O2、N2。 主要性质：无色、有臭味、剧毒、易燃、易爆 煤气的性质主要取决于煤气的成份，不同成份的煤气其性质略有不同，但有毒、易燃、易爆是各种煤气的三大共性。 发生炉煤气的主要性质： 1、易燃易爆：发生炉煤气易于燃烧，自身温度在350℃以上，遇到空气即可燃烧。发生炉煤气中一般含有9％-16％的氢气，并含有一氧化碳(CO)：20％、甲烷(CH4)等，它们易与空气混合形成爆炸性混合气体，其爆炸范围很大为20-75％。其可燃成份的爆炸极限如下表：
氢（H2） 4.1 ＞5.9 一氧化碳（CO）12.5 ＞4.2 甲烷（CH4） 5.0 15.0 硫化氢（H2S） 4.3 45.5 使人(缺氧)窒息中毒，并且由于煤气比重为0.8-0.99，较空气轻，易于扩散。当空气中CO含量达到1600PPm时，可致人死亡。室内空气中允许的CO含量为24PPm(30mg/m3)。 3.无色有臭味：发生炉煤气本身无色无味。但由于发生炉煤气中含有少量的焦油和硫化氢、酚等杂质，因此有一定的臭味。 第二章：煤气设施检修的安全规定 根据《工业企业煤气安全规程》GB6222-86，为了保障职工的安全与健康，防止煤气中毒、着火、爆炸事故的发生，对煤气设施的检修特作如下安全规定： 一、在运行中的煤气设施上动火，设施内煤气应保持正压稳定，只能用电焊进行焊接，动火部位要有可靠接地线。 二、煤气设施停煤气检修时，必须可靠地切断煤气来源。 1、必须用蒸汽吹扫煤气设施，打开末端放散管，自末端放散管处冒出蒸汽10至15分钟，经化验合格后才能动火。 2、在吹扫或引气过程中，严禁在煤气设施上栓、拉电焊线；且煤气设施周围40m内严禁有火源。 3、检修动火前要打开所有人孔、放散管，提前放散。 4、将煤气设施内易燃物清扫干净，同时要将设施内部煤气吹扫干净，确认在动火全过程中不形成爆炸性混合气体，才能动火。 5、停气吹扫后，进入煤气设施内部工作时，安全分析取样时间不得早于动火前半个小时，检修动火工作过程中每2小时必须进行一次检测分析。 6、检修工作中断2小时以上必须按第5条的规定分析合格后，才能进入煤气设施内检修。 7、经一氧化碳含量分析后，允许进入煤气设施内工作时，应采取防护措施并设专职监护人。 三、带煤气作业(为带煤气抽堵盲板、带煤气接管等危险工
正压式空气呼吸器操作规程一、正压式空气呼吸器的组成及适用范围 正压式空气呼吸器一般可分为气瓶、呼吸器具（背架组件）、面罩三大部分 1.气瓶 2 3 1 4 5 1 - 气瓶瓶体 2 - 气瓶瓶阀 3 - 压力保护膜片 4 - 气瓶接口 5 - 操作手轮
2.呼吸器具（背架组件） 1 7 4 2 3 6 5 1 - 背板 2 - 背带 3 - 减压器 4 - 高压管 5 - 中压管 6 - 供气阀 7 - 压力表 1 – 气瓶固定带 2 – 背板 3 – 背带 2 1 3
4 5 1 2 3 1 – 报警哨 2 – 安全压力阀 3 – 气瓶接口 4 – O 型密封圈 5 – 手轮 3 2 4 1 1 – 中压管 2 – 面罩连接口 3 – 操作手轮 4 – 开关
3.面罩 4.适用范围 1.有毒，有害气体环境 2.烟雾，粉尘环境 3.空气中悬浮有害物质污染物 4.空气氧气含量较低，人不能正常呼吸 5.消防员或抢险救护人员在浓烟、毒气、蒸汽或缺氧等各种环境下安全有效地进行灭火，抢险救灾和救护工作。 6.用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、仓库、试验室、矿山 1 2 3 4 5 6 1 – 透镜 2 – 口鼻罩 3 – 通话膜片 4 – 进气口 5 – 出气口 6 – 头带
二、空气呼吸器的检查和使用 1.检查步骤 a.检查面罩气密性 ①将颈带挂在脖子上， ②套上面罩， ③使下颌放入面罩的下颌承口中 检查佩戴气密性： 用手心将面罩的进气口堵住，深吸一口气，如感到面罩有向脸部吸紧的现象，且面罩内无任何气流流动，说明面罩和脸部是密封的。