铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望摘要：本文主要是对电解铝工业生产中的主要设备——电解槽的相关介绍，重点讲述预焙阳极电解槽的相关技术参数、指标、工艺等指数。其后介绍现代关于铝电解槽的新工艺、新设备。
关键词：电解槽预焙阳极阳极炭块阴极炭块
电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。
abstract: this article is mainly to the aluminum industrial production of main equipment-electrolytic cell related introduction, focuses on pre-baked anode cell related technical parameters, index, craft index. Introduced by modern about aluminum cell of new technology, new equipment.
Key words: pre-baked anode cell anode block cathode carbon blocks
Aluminum electrolytic aluminum is through get. Modern aluminum industrial production adopts BingJingShi-alumina melts salt by electro-dialysis. Molten BingJingShi is solvent, alumina as solute, with carbon body is used as an anode, liquid aluminum as a cathode, ventilation with powerful dc, in 950 ℃-970 ℃, the poles in the electric in the electrochemical reactions, both electrolysis.
1 预焙阳极电解槽的介绍
电解槽是电解炼铝的核心设备，一百多年来铝电解槽的结构有了许多改进，其中以电解阳极的变化最大。其经历的顺序大致是：小型预备阳极→侧部导电自焙阳极→上部导电自焙阳极→大型不连续预焙阳极→中间下料预焙阳极。
预焙阳极电解槽
该电解槽由阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分组成。
1.1 阳极装置
它包括三部分：阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构
1.1.1 阳极炭块组
预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2～3块预制炭块。炭块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块紧紧地黏在一起，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊与钢爪焊在一起的。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。炭块组数取决于电解槽的电流强度、阳极电流密度以及炭阳极块的几何尺寸。如180KA预焙槽，若阳极电流密度为0.7A/cm2左右，阳极规格为1520*585*535（mm)，即可算出阳极炭块为30炭。
1.1.2 阳极母线大梁
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。它由铸铝制成，由升降机构带动上下移动，以调整阳极的位置。
1.2 阴极装置
它由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。
1.2.1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。分为有底和无底槽壳；并有背撑式和摇篮式两种。目前多采用有底槽。
无底槽壳是个空的框架，底没有钢板。槽壳四周和底部用钢筋和工字钢加固。
1.2.2 阴极炭块组
它包括阴极炭块和钢棒。钢棒镶嵌在阴极炭块的燕尾槽内，也是用高磷生铁浇铸，使铁棒和炭块紧密连接在一起。
石墨化及半石墨化炭块具有质地均匀，导电、导热性好等优点。
1.2.3 保温耐火砌体
它由各种耐火砖、保温砖砌筑而成。在槽壳中自下而上一般砌有2～3层石棉板，铺有一层70mm厚的Al2O3粉，再砌上2～3层硅藻土保温砖、2层黏土砖、捣固（热捣或冷轧）一层炭素糊，最后按错缝方式安放好阴极炭块组、炭块间的缝隙要用底糊捣实填充。槽壳与其上窗口（阴极棒引出口）各处，均须用水玻璃、石棉灰调和料密封，以免在生产中炭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）、耐火砖和侧部炭块。由槽壁内衬和槽底炭块围成的空间称为槽膛，其深度一般是500～600mm。槽膛四周下部用炭糊捣固成斜坡，称为人工伸腿，以帮助铝液收缩于阳极投影区内。
1.3 导电母线及其配置
铝电解的导电母线系统包括阳极母线、阴极母线、立柱母线和槽间连接母线。它们都是用大截面的铸铝板。除此之外，还有阴极软母线和阴极小母线，前者用于立柱和阳极母线的连接，后者则用于阴极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。母线配置一般有纵向和横向两种配置方式。现代大型预焙槽多采用横向配置。
连续式预焙阳极电解槽
这种电解槽仅在西德个别厂使用，电流强度为110～120KA。它的显著特点是采用一种特制的炭糊将预制阳极块粘接在快耗尽的阳极上，炭糊在电解过程的高温下焦化，而将新旧阳极块结成为一个整体。电流从侧部导入。这种槽型与不连续预焙槽相比，消除了残阳极，阳极连续使用，无须更换阳极。同时也消除了因更换阳极而引起了电流分布不均、阳极消耗不匀的现象。而缺点是阳极接缝处电阻大，阳极结构复杂，热损失大。因而其技术经济指标低于不连续预焙槽。
预焙电解槽的发展及相关技术
2 现代预焙电解槽的介绍
沈阳铝镁设计研究院长期致力于铝冶炼技术的研究与开发。在七十年代末，开创了中国大型预焙阳极电解槽生产的历史；在九十年代，应用先进的数学模型和设计软件，成功地解决了电解槽生产过程中的磁流体稳定性问题、热平衡问题和槽壳受力变形问题，开发出SY 系列大型预焙阳极电解槽，即SY160/170、SY190/200、SY230/240、SY280/300、SY350，可以满足不同规模铝厂建设的需要。经过生产实践证明，SY系列电解槽具有合理的母线配置、稳定的磁流体稳定性、良好的热平衡、合理的槽壳结构、结构简单的传动系统和智能多模式电解槽控制系统等特点。沈阳铝镁设计研究院还开发了自焙槽预焙化改造和预焙槽扩容技术。
沈阳铝镁设计研究院铝电解技术的开发和应用，为推动中国铝工业的发展和进步，为中国原铝产量位居世界第一位，奠定了技术基础。
磁流体稳定性在设计中SAMI使用数学模型和工程软件来优化并指导电解槽母线设计，全新的阴极母线配置不但可以很好地满足电解槽磁流体稳定性的设计要求，并且结构简单、方便施工安装、便于短路而且还具有良好的安全性。
2.1 SY系列电解槽母线设计
SY系列电解槽母线设计采用大面等电流进电方式,立柱母线位置的选定既有利于磁场
的分布,又不妨碍生产操作。阴极母线采用非对称性配置，以补偿相临列电解槽产生的不利磁场。采用相同软件和技术设计的SY160/170、SY190/200、SY230/240和SY280/300，其母线设计垂直磁场大小、磁场分布、铝液流速及铝液变形大小等测量结果与理论设计值十分吻合。
2.1.1 SY系列电解槽垂直磁感应强度设计值与测试值比较表
垂直磁场的磁感应强度单位 SY160 SY200 SY230 SY300
设计值测试值设计值测试值设计值测试值设计值测值
四个象限绝对值的平均值 GS 5.6 10.2 5.6 7.5 2.9 5.6 5.0 8.7 四个象限绝对值的最大值 GS 24.0 24.3 20.3 21.2 12.2 19.9 18.0 17.9
2.1.2 SY系列预焙阳极电解槽的主要技术参数
序号项目单位数值
1 电流强度 kA 160-300
2 槽平均电压 V 4.18-4.20
3 电流效率 % 93-95
4 原铝直流电单耗 kW.h/t-Al <13600
5 氧化铝单耗 kg/t-Al 1930
6 氟化铝单耗 kg/t-Al 22
7 冰晶石单耗 kg/t-Al 4
8 阳极毛耗 kg/t-Al <550
3 电解槽的运行工艺
针对这比电解槽的实际情况，须制定合理的清槽、补槽和焙烧启动方案。在总体思路上把握以成功启动为前提，以安全节能环保为原则，结合其放置时间长，且大部分槽有20吨固体铝的情况，采取保护性清炉、低成本补槽，低电压焦粒焙烧启动法和低效应、低氧化铝浓度控制策略。
3.1 清理电解槽
在确定清槽方案时，以保护阴极及上部结构为原则，采用核心技术将铝块分割后取出，并采取阴极表面防氧化措施保护阴极。主要考虑了以下几点：
1、由于停槽加冰晶石覆盖料时，阳极上有一定量的氧化铝，因此在清理极上料时，要将冰晶石与氧化铝尽量分开盛装，以备将来物料更好的利用。
2、在清理槽膛四周的结壳时，要避免碰伤侧部碳块。
3、槽膛内的铝块是一个大整体，厚度在10cm以上，重量达10余吨，而铝块的边部紧贴电解槽侧部，清理时各种工具很难施展，因此在清理时一定要谨慎，严禁碰坏侧部、拉伤阴极碳块。
3.2 修补电解槽
电解槽覆盖料、结壳、阳极和铝块被清出后，电解槽侧部和阴极部分破损比较严重，主要表现在：人造伸腿断裂、起层、渗铝严重；侧部碳块断裂、被浸蚀氧化、掉块；阴极碳块风化、断裂、起层、掉块；阴极碳块间缝开裂、渗铝等。鉴于以上情况的普遍存在，为保证电解槽的顺利启动，电解槽在清槽后必须经过修补才能进行投产。
在确定修补方案时，主要以阻止形成铝液通道为原则，采用热捣糊扎固需修补的炭间缝及人造伸腿，扎固时糊料温度控制在90℃-120℃、阴极表面温度加热到80℃-100℃，侧块基本不更换。针对电解槽不同的破损情况，一般采取针对性的修补方法：
1、针对人造伸腿出现裂缝、起层、剥落、渗铝的现象，要求对人造伸腿清除掉2-4层并重新进行扎固。
2、针对阴极碳块间缝开裂、渗铝的现象，要求将碳块间的糊料挖开10cm，渗铝部位最
多20cm，重新进行扎固。
3、对阴极碳块起层、掉块的地方，要经过清理后用糊料进行填补扎固。
4、对阴极碳块本体所有可见缝隙，要求从缝隙处凿开1cm-2cm左右宽，用糊料进行填补。
5、对于有裂缝的侧块，要求用砂轮片将缝隙扩大，然后用糊料填抹修补。
4 电解槽的二次焙烧启动
4.1 焙烧启动方法的选择
考虑到本批二次启动槽运行时间短，炉底表面比较平整，我们采用焦粒焙烧法，可以在灌入铝液之前用高分子比电解质液体堵塞因焙烧形成的裂缝及通道。启动时采取低电压、低阳极效应系数，高分子比环保性启动方法，达到保护阴极、延长槽寿命、减少环境污染的目的。为了防止对槽边部和角部强烈的热冲击，造成槽边部和角部出现裂缝，采用湿法无效应启动。焙烧时间我们确定为96小时。二次焙烧送电很关键，电流上升梯度我们以120KA、180KA、240KA、300KA为基准，电流送至240KA测量电流分布，确认无异常且冲击电压不大于5V后，再送下一个级别，停送电时间控制在30分钟内。
4.2 装炉操作及软连接的安装
由于电解槽启动后要求电解质分子比在2.8以上，如果装槽时使用普通的酸性冰晶石，就需要投入大量的纯碱来提高分子比，因此装炉时选用高分子比冰晶石，从而使纯碱的使用量大大减少。并在装炉时加入一定量的氟化镁来保护伸腿。为了加强电电解槽焙烧时槽中间的热对流，使焙烧温度分布均匀，防止中缝阴极表面氧化，同时启动前槽内有少量的液体电解质，我们采取中空装炉法。通电前在阳极导杆与阳极大母线之间安装软带连接母线。软连接与阳极导杆及阳极大母线接触的各部位安装前要打磨、清洗干净，各部位螺栓紧固好，确保软连接有足够的弯度，以防止接触不良发生打火现象或焙烧时阳极上升把软连接母线拉断。
4.3 安装的拆除分流器
由于1、4区电解槽阴极不平整度和焦粒厚度增加，电解槽通电时的冲击电压将上升，对电解槽的热冲击加剧。为了减小这种不利，我们采取在原分流器的基础上加焊分流片的方法，来增加分流量，原电解槽分流器为5套/槽，每套分2组，每组8片，即在每组8片的基础上加焊1到9片。送全电流6小时后电压在3V以下先拆除第一组分流器和第五组分流器，12小时后拆除剩余分流器，若电压急剧上升应停止拆除工作，电压稳定后再继续拆除。
5 展望
铝电解槽的主要发展方向有：(1)采用惰性电极代替碳电极，例如采用氧化锡基或氧化镍基阳极，以及采用硼化钛基阴极，以减少电能量消耗；(2)通过加大现有铝电解槽的电流容量，提高单槽的生产能力并减少能量消耗的办法，来达到降低生产成本的目的；(3)实现连续下料作业，使铝电解槽的各项技术参数，如氧化铝浓度，冰晶石比、电解温度等基本达到稳定，把铝电解电流效率提高到95％以上，吨铝能量消耗降低到12000kW?h。
6 结束语
随着中国经济和中国铝工业的快速发展，国外大铝业公司纷纷看好中国铝工业，拟与中国的大型企业合作，建设合资企业；或采用中国的铝电解技术在国外建厂。SY系列预焙阳极电解槽技术不仅应用在中国，还出口到国外。SAMI的铝电解技术将不断进步，为中国和世界的铝工业发展提供更先进的技术。
参考文献：
【1】杨重愚．轻金属冶金学 [M]．版次（7）．出版地：冶金工业出版社，2010．114-116.
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【4】梁鲁消．筑炉工艺：延长铝电解槽寿命的重要因素【J】．中国有色金属 2006，（8）74-75．
生阳极炭块内控标准 1 范围 本标准规定了生阳极炭块的技术要求、尺寸偏差、检验与标志。 2技术要求 生阳极炭块尺寸允许偏差应符合表1规定： 表1 生阳极炭块尺寸偏差表 生阳极炭块尺寸要求：1770××623（mm）生阳极的理化指标要求：体积密度≥g/cm 3以上生阳极炭块重量：设计值± 20kg/ 块。
3 外观要求 生阳极炭块必须吹清干净 外观掉角缺陷不得超过150mm，不得有明显的变形。 爪孔裂纹：钢爪孔内孔缘裂纹不得大于100mm；宽度不得超过1mm，孔与孔之间不得有连通裂纹。水平裂纹不得大于150mm，150mm以下的横裂纹不得多于5处。 垂直裂纹不得大于150mm，150mm以下的不得超过3处。 底部掉块不得大于150×150mm，深度不得大于30 mm。缺陷和麻面：生块不允许工作面和孔上口有大面积的麻面。麻面面积以不影响将来浇铸为合格。缺陷长度不大于80mm，深度不大于5mm，不超过l 处。爪孔底部缺陷不得深于10mm。 4 检验与标志 生阳极块的外观质量检查由质检检查。质检对生阳极块要逐块检查，检查人员负责检查每天的炭块，按不同的符号在炭块上端进行标志“√”为合
格，“×”为废品，横端写出年、月、日，及检查日期。并且进行登记，然后交接仓储入库生块取样要求500吨抽取一块，一块炭块只取一个样本。
铝电解用预焙阳极炭块内控标准1 引用标准 YS/T 285-2012 铝电解用预焙阳极 2技术要求 1 牌号 铝电解用预焙阳极按理化性能分为二个牌号：TY-1、TY-2 2 理化性能 预焙阳极理化性能指标应符合表1规定：
表 1 预焙阳极理化性能指标 表 2 预焙阳极微量元素要求指标 3 预焙阳极的尺寸允许偏差 预焙阳极炭块尺寸要求：1750×740× 620（mm）
3.3 生产工艺 （1）工艺流程 图3-7 生产工艺流程图 （2）流程说明 电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、沥青和返回料（电解铝厂返回的电
解残极、焙烧碎料、生碎料）为原料。原料经破碎、筛分、配料，生产出生阳极，再经焙烧得到预焙阳极产品。 （1）原料贮运 预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф17?20m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。 （2）返回料处理 生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统，由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度，再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后，然后经斗式提升机直接送入料仓待用。焙烧碎料、残极碎料用于配料，生碎料进入混捏工段。 （3）液体沥青制备 由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎，送入沥青熔化罐内，用高温导热油间接加热熔化，经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф8?8m沥青保温贮罐内，单座贮罐贮存容量为400t。使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。 （4）生阳极制造 生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。 ①中碎筛分 本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。石油焦（或残极料）分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机（残极进入反击式破碎机）中碎后再重新筛分。12～6mm,6～3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。 粒度料有3种,为12～6mm、6～3mm、3～0mm,6～3mm、3～0mm的料除直接进入配料仓外,还有部分送经磨粉机磨粉成粉料。 生碎料在残极处理工段经两级破碎到20mm以下粒度后,经带式输送机,斗式提升机,直接运入生碎料仓使用。
电解铝预焙阳极炭块焙烧质量分析 一、前言 我公司焙烧有54炉室和18炉室两个生产系统，焙烧炉是敞开式、w型环式炉，分别采用煤气和重油做燃料进行加热升温。54室焙烧炉结构为8火道7料箱，料箱尺寸为：3440×730×4170mm，每炉平装生块84块，有三个火焰系统每个火焰系统为18个炉室。18室焙烧炉结构为9火道8料箱，料箱尺寸为：5330×703×5240mm，每炉立装生块192块，一个火焰系统。两系统年生产能力达到8万吨。 二、制定合理的升温曲线 焙烧是炭素制品生产中的一个重要工序，生坯炭块的焙烧是生坯炭块在专门设计的加热炉内周围用填充料隔绝空气，按一定升温速度将生坯加热到1000℃---1050℃左右的生产工序。在焙烧过程中生坯炭块主要是进行粘结剂的分解和聚合反应。焙烧的升温速度、温度梯度及最高温度对阳极质量都有很大影响。 生坯炭块在焙烧过程中主要是粘结剂的焦化过程，即是沥青进行分解、环化、芳构化和缩聚等反应的综合过程。具体生坯炭块在焙烧炉内焦化过程与温度加热变化如下表。 我公司根据生坯炭块在焙烧炉内焦化的过程及54室焙烧炉室、18室焙烧炉室的结构和煤气、重油的热值计算，分别对54室焙烧炉室和18室焙烧炉室采用了252小时和168小时的加热炭块升温曲线的生产过程。移炉周期分别采用36小时和28小时。 低温预热阶段 200℃左右 制品粘结剂开始软化 中温阶段 200℃--300℃ 制品内吸附的水和化合水以及低分子烷烃被排出。 400℃ 以上变化最为突出 500℃--650℃ 碳环聚合形成半焦 高温烧结阶段 700℃以上
半焦结构分解，逐渐形成焦炭，构成乱层堆积结构基本单位的六角网状平面。 900℃以上 这种二维排列的碳原子网格进一步脱氢和收缩，以后就变成了沥青焦。 燃料生产大规格炭块和炭块平装的生产要求，及用重油作为燃料生产大规格炭块和炭块立装的生产要求，该曲线容易操作又安全，尤其在排出挥发份阶段，排出的挥发份不但能充分燃烧，焦化反映比较彻底，而且对低温炉室起到一个很好的预热作用，使系热得到合理利用，烟气进入烟斗后温度平均为200 ℃，到净化系统温度在60℃--130℃，达到技术要求，有利于净化系统对烟气的净化与排放。从产品质量取样结果分析看，理化指标和外观质量都比较好，故我公司54室焙烧炉室采用252小时加热升温曲线，18室焙烧炉室采用168小时加热升温曲线是合理的。 三、炭块变形破损原因分析及解决 生炭块经过焙烧后出下列几种废品 1．立装炭块炭碗塌陷变形 18室焙烧炉室立装炭块经焙烧后炭碗塌陷变形，导致阳极导杆不能安装。其原因: 1.1立装炭块在炉室内填充料不能将炭碗填实, 炭碗内有空隙。在焙烧炭块过程中制品处在软化阶段时,由于炭碗内有空隙炭碗处制品塌陷引起变形,造成废品。 1.2生炭块粘结剂用量偏高。 1.3振动成型压力较低。 我公司现使用纸板将装满填充料的炭碗先固定后再装炉。具体是先将填充料填满炭碗,再用根据炭碗结构尺寸制作的纸板将炭碗内的填充料固定,使立装起的炭块炭碗内被填充料填实,在焙烧过程中炭块炭碗内没有空隙就避免了炭块炭碗的变形。 2．炭块表面出现裂纹 2.1横裂：横裂是沿制品方向产生的裂纹，主要是生炭块质量偏低所引起，其原 因： 2.1.1原料煅烧温度过低，炭质原料得不到充分收缩，挥发分不能完全排除，原料理化性能达不到稳定。在焙烧进程中骨料颗粒产生大的二次收缩，则可能在炭块表面出现不规则的裂纹（网状）。 2.1.2振动成型进糊料温度低，振动时间不够。 2.1.3前后糊料的差别较大且结合不好，振动成型时造成生炭块内部结构有缺陷，虽然
第二篇：铝电解生产的工程技术 1、现代预焙铝电解槽的基本结构 现代铝工业已基本淘汰了自焙阳极铝电解槽，并主要采用容量在160kA 以上的大型预焙阳极铝电解槽（预焙槽）。因此本章主要以大型预焙槽为例来讨论电解槽的结构。 工业铝电解槽通常分为阴极结构、上部结构、母线结构和电气绝缘四大部分。各类槽工艺制度不同，各部分结构也有较大差异。图1、图2分别为一种预焙槽的断面示意图和三维结构模拟图；图3、图4为我国一种200kA 中心点式下料预焙槽的照片与结构图（总图）。 图 1 预焙铝电解槽断面示意图 铝液 阳极炭块 电解质液 下料器 阴极炭块 电解质结壳 耐火与 保温内衬 钢壳 阴极钢棒 集气罩 阳极导杆 氧化铝 覆盖料 图2 预焙铝电解槽三维结构模拟图
图4 我国一种200kA 预焙铝电解槽结构图 1.混凝土支柱； 2.绝缘块； 3.工字钢； 4.工字钢； 5.槽壳； 6.阴极窗口； 7.阳极炭块组； 8.承重支架或门；9.承重桁架；10.排烟管；11.阳极大母线；12.阳极提升机构； 13.打壳下料装置；14.出铝打壳装置；15.阴极炭块组；16.阴极内衬 1.1 阴极结构 电解铝工业所言的阴极结构中的阴极，是指盛装电解熔体（包括熔融电解质与铝液）的容器，包括槽壳及其所包含的内衬砌体，而内衬砌体包括与熔体直接接触的底部炭素（阴极炭块为主体）与侧衬材料，阴极炭块中的导电棒、底部炭素以下的耐火材料与保温材料。 阴极的设计与建造的好坏对电解槽的技术经济指标（包括槽寿命）产生决定性的作用。因此， 图3 我国的一种200kA 预焙铝电解槽（照片） 13 1 2 3 5 7 11 10 8 4 6 15 14 12 16 9
铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望摘要：本文主要是对电解铝工业生产中的主要设备——电解槽的相关介绍，重点讲述预焙阳极电解槽的相关技术参数、指标、工艺等指数。其后介绍现代关于铝电解槽的新工艺、新设备。 关键词：电解槽预焙阳极阳极炭块阴极炭块 电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 abstract: this article is mainly to the aluminum industrial production of main equipment-electrolytic cell related introduction, focuses on pre-baked anode cell related technical parameters, index, craft index. Introduced by modern about aluminum cell of new technology, new equipment. Key words: pre-baked anode cell anode block cathode carbon blocks Aluminum electrolytic aluminum is through get. Modern aluminum industrial production adopts BingJingShi-alumina melts salt by electro-dialysis. Molten BingJingShi is solvent, alumina as solute, with carbon body is used as an anode, liquid aluminum as a cathode, ventilation with powerful dc, in 950 ℃-970 ℃, the poles in the electric in the electrochemical reactions, both electrolysis. 1 预焙阳极电解槽的介绍 电解槽是电解炼铝的核心设备，一百多年来铝电解槽的结构有了许多改进，其中以电解阳极的变化最大。其经历的顺序大致是：小型预备阳极→侧部导电自焙阳极→上部导电自焙阳极→大型不连续预焙阳极→中间下料预焙阳极。 预焙阳极电解槽 该电解槽由阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分组成。 1.1 阳极装置 它包括三部分：阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构 1.1.1 阳极炭块组 预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2～3块预制炭块。炭块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块紧紧地黏在一起，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊与钢爪焊在一起的。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。炭块组数取决于电解槽的电流强度、阳极电流密度以及炭阳极块的几何尺寸。如180KA预焙槽，若阳极电流密度为0.7A/cm2左右，阳极规格为1520*585*535（mm)，即可算出阳极炭块为30炭。 1.1.2 阳极母线大梁 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。它由铸铝制成，由升降机构带动上下移动，以调整阳极的位置。 1.2 阴极装置 它由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。 1.2.1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。分为有底和无底槽壳；并有背撑式和摇篮式两种。目前多采用有底槽。 无底槽壳是个空的框架，底没有钢板。槽壳四周和底部用钢筋和工字钢加固。
阳极炭块基础知识： 碳素是什么？ 炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。 炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极、高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。 我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。这种分类方法，基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程，也便于进行核算，因此其计算方法也采用这种分类标准。下面介绍炭素制品的分类及说明。 一、炭和石墨制品 (一)石墨电极类 主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括： （1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A/m2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。 （2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。 （3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25 A/m2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。 （4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25 A/m2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。 （二）石墨阳极类 主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括： （1）各种化工用阳极板。 （2）各种阳极棒。 （三）特种石墨类 主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。 它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。 （四）石墨热交换器 将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化学工业。包括：
铝电解预焙阳极生块裂纹问题的探讨 丁邦平 摘要：根据四川启明星铝业公司铝用阳极生产新线特点，对阳极生块生产中经常出现的几种裂纹以及阳极焙烧后较大的抗压强度进行了原因分析，并 提出了一些具体措施，以期对生块生产有所指导。 关键词：预焙阳极、生块、裂纹、抗压强度 1、前言 目前世界铝产量3500万吨，国内产量已达900万吨以上，产能已超过1000万吨。预焙阳极的需求将达 600万t。生块经焙烧而成预焙阳极，因而生块质量对预焙阳极的质量至关重要。就四川启明星铝业有限责任公司阳极生产而言，生块经常出现的质量缺陷主要缺损、掉棱、尺寸超标、裂纹、表面粗糙等，其中裂纹出现最多，也最难解决。本文就生块裂纹以及阳极焙烧后较大的抗压强度产生的原因进行探讨，并提出一些措施，供参考。 2、铝用阳极生产新线简介 2.1生产工艺流程新配置 中碎系统生产的四种不同粒级通过七台配料秤配料形成骨料，由集合螺旋、斗式提升机及过渡螺旋输送到四周预热螺旋加热到180—190℃，热骨料与180—190℃液体沥青连续进入到强力混捏机混捏4－5分钟，一般混捏温度在200—210℃，高温混捏后的糊料进入强力冷却机由喷入的冷却水均匀冷却到160—
165℃，冷却后糊料通过振动给料机送到真空型成型机振动成型，成型制品由悬链带入冷却水池经过两小时左右水浴冷却，制品继续被悬链带入到输送辊道处，再由推进器推到辊道上输送到制品库。 2．2生产工艺新线特点 该新线特点较多，这里仅列出可能产生裂纹有关系的工艺新线特点： ●选用EIRICH立式高速混捏机作为糊料混捏设备，替代传统的低速单轴或 双轴卧式混捏机。 ●采用真空型振型机，振型温度可达160±5℃，高于非真空型温度混捏温 度（145±5℃），高温振型要求高温混捏，因此混捏温度远高于非真空 型混捏温度。 ●混捏机虽无加热装置，但因混捏机高速运行发热，由此带来混捏温度高 于热骨料和沥青的混合温度。 ●强力冷却机不仅起到冷却作用，还对混捏后的糊料在冷却过程中再混捏。 ●真空成型机的真空度能达到730—745mmHg。 ●真空成型机的预压气囊可以在振动前充进3—5kg压力的压缩空气对糊 料提前预压实。 3、问题的由来 启明星自2005年1月28日投产以来生产近两年半的时间，产量已达25万吨，期间除生产自用产品以外，还生产有不同规格的国内铝电解需求的产品以及国外俄罗斯铝电解需求的产品，各类产品都出现过不同类型的裂纹，以下列出不同阶段一些典型裂纹案例，包括焙烧后出现的可能是上工序引起的生块暗裂纹。 （1）生产初期，成型后的生块经冷却水池冷却后出现较多的裂纹，并伴有爆裂声，一般出现在长侧面的垂直裂纹，严重时出现生块断裂。 （2）2006年年初，焙烧制品出现大面积的裂纹，焙烧废品率超过30％，同时这批制品在组装过程中也产生裂纹，进入电解槽出现较多的阳极垂 直断裂而化爪现象，导致电解槽生产不正常。 （3）2007年年初，生产外销制品时，生块出冷却水池放置几天后出现数量较多的炭碗内部各向裂纹，并伴有爆裂声。 （4）生产过程中有时发生长侧面横向裂纹，裂纹处非常光洁。
生产工艺 （1）工艺流程 图3-7 生产工艺流程图 , （2）流程说明 电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、沥青和返回料（电解铝厂返回的电解残极、焙烧碎料、生碎料）为原料。原料经破碎、筛分、配料，生产出生阳极，
再经焙烧得到预焙阳极产品。 （1）原料贮运 预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф1720m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。 （2）返回料处理 生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统，由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度，再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后，然后经斗式提升机直接送入料仓待用。焙烧碎料、残极碎料用于配料，生碎料进入混捏工段。 （3）液体沥青制备 由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎，送入沥青熔化罐内，用高温导热油间接加热熔化，经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф88m沥青保温贮罐内，单座贮罐贮存容量为400t。使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。 ￥ （4）生阳极制造 生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。 ①中碎筛分 本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。石油焦（或残极料）分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机（残极进入反击式破碎机）中碎后再重新筛分。12～6mm,6～3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。 粒度料有3种,为12～6mm、6～3mm、3～0mm,6～3mm、3～0mm的料除直接进入配料仓外,还有部分送经磨粉机磨粉成粉料。 生碎料在残极处理工段经两级破碎到20mm以下粒度后,经带式输送机,斗式提升机,直接运入生碎料仓使用。
大型预焙铝电解槽焙烧的过程控制与方法 https://www.doczj.com/doc/5e7809053.html,来源：铝博士2013-03-06 15:33 阅读次：86 信息来源：全球铝业网更多信息请参考https://www.doczj.com/doc/5e7809053.html, 摘要：简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤。 简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤，干法启动及湿法启动的工艺技术对比，分析了焙烧预热启动时影响铝电解槽寿命的诸多因素，在焙烧预热启动过程中所采取的预焙铝电解槽早期破损的措施。 关键词：电解槽；铝液焙烧；焦粒焙烧；干法启动；湿法启动 1 概述 现代大型预焙铝电解槽的焙烧启动，国内近几年新建电解铝厂大多采用铝液焙烧启动和焦粒焙烧启动两种方法，尤其是焦粒焙烧启动，目前更是各新建电解铝厂广泛使用的焙烧预热工艺技术，它较铝液焙烧启动预热时间短、温度梯度不大，可弥补槽内衬及材料质量问题的缺陷等优点，但是，也有它的不足之处，那就是较铝液焙烧启动操作复杂，技术条件要求高，阴极电流分布不均匀，电解质含碳量过高，能耗增加。还有两种焙烧启动方法就是石墨粉焙烧启动技术方法和气体焙烧启动技术方法。前者价格太高，造成费用增加，操作复杂(此法国内仅丹江铝厂在114.5kA铝电解槽的启动中使用过)，后者易氧化碳块，用于启动的设备复杂，操作难度大，所以，这两种方法很少被铝电解生产厂家采用。 铝电解槽的预热焙烧启动是影响槽寿命的重要因素之-，而槽寿命又直接影响到铝电解的生产成本的稳定，尤其是对大型预焙铝电解槽的焙烧启动。但是，无论采用那种技术方法，几乎都难以避免使阴极碳块及内衬产生裂纹或孔隙，可是，不让铝液浸入裂纹和孔隙是可以避免的，焦粒焙烧启动方法就具有这种优点，在白银铝厂应用较早，近年来才在国内新建铝厂及自焙槽改造的预焙槽厂家陆续广泛采用。 2 铝电解槽焙烧启动技术
预焙阳极组的组装工艺 1铝电解用炭阳极块的准备和调整 1.1将预焙炭阳极块从机动辊道传送或汽车运送到工作厂房，在厂房内用天车、吊具将其吊到组装线上（每次吊4块），至达到需要数量为止。 1.2在辊道传运和摆块时，应检查炭阳极块的外观质量，发现问题时做出记号，废品要挑出，不准用于组装。 1.3用于组装的炭阳极块必须符合GB 8742-88和FLQ33-89的规定和要求。 1.4将经过检查合格的炭阳极块每3块编成一组。块的高度差应小于20mm，端部露头差应小于20mm块的间距10-30mm，阳极组的工作表面要求平整。 1.5在浇铸线上的所有炭阳极块都要摆正，要求其均在一条直线上，以便于调整铝导杆。 2铝导杆的组装 2.1铝导杆必须符合FLQ33-89的规定，不合格的不准组装使用。
2.2铝导杆以汽车或叉车运送到厂房，用天车、吊具将其吊到预焙阳极组浇铸线上的炭阳极块上。 2.3组装时对铝导杆要进行调整，用铁支架支好，使其与阳极组工作面垂直，其垂直度偏差不准超过FLQ33-89的规定即垂直度偏差不得大于3度。组装好的铝导杆在浇铸线上应该在一条直线上。 2.4钢爪与炭阳极块棒孔内壁的空隙不得少于10mm。 3浇铸磷生铁 3.1将预热好的铁水抬包放到工频炉炉咀口下，从炉中向抬包倒铁水，铁水至抬包上口应保持100-120mm的距离，以免吊运时溅出铁水。 3.2铁水浇注温度为1330-1380℃。 3.3浇注时铁水流要适中，由钢爪和炭阳极块棒孔内壁的间缝中浇入，不准将铁水直接浇到钢爪上。 3.4浇注时铁水应尽量注满棒孔，浇铸后的铁水表面至炭阳极顶面的距离不超过10mm。 3.5浇铸完毕后，须将溅落在炭阳极块表面上的铁渣、铁豆
3.3 生产工艺（1）工艺流程
气 图3-7 生产工艺流程图 （2）流程说明 （电解铝厂返回的电沥青和返回料电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、． 解残极、焙烧碎料、生碎料）为原料。原料经破碎、筛分、配料，生产出生阳极，再经焙烧得到预焙阳极产品。 （1）原料贮运 预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф17?20m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。 （2）返回料处理 生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统，由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度，再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后，然后经斗式提升机直接送入料仓待用。焙烧碎料、残极碎料用于配料，生碎料进入混捏工段。 （3）液体沥青制备 由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎，送入沥青熔化罐内，用高温导热油间接加热熔化，经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф8?8m沥青保温贮罐内，单座贮罐贮存容量为400t。使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。 （4）生阳极制造 生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。 ①中碎筛分 本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。石油焦（或残极料）分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机（残极进入反击式破碎机）中碎后再重新筛分。12～6mm,6～3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。粒度料有3种,为12～6mm、6～3mm、3～0mm,6～3mm、3～0mm的料除直接进入配
第二篇：铝电解生产的工程技术 1、现代预焙铝电解槽的基本结构 现代铝工业已基本淘汰了自焙阳极铝电解槽， 并主要采用容量在 160kA 以上的大型预焙阳极铝 电解槽（预焙槽）。因此本章主要以大型预焙槽为例来讨论电解槽的结构。 工业铝电解槽通常分为阴极结构、上部结构、母线结构和电气绝缘四大部分。各类槽工艺制度 不同，各部分结构也有较大差异。图 1、图2分别为一种预焙槽的断面示意图和三维结构模拟图； 图3、图4为我国一种200kA 中心点式下料预焙槽的照片与结构图（总图） 。 阳极导杆 阳极炭块 电解质液 铝液 阴极炭块 阴极钢棒 下料器 集气罩 氧化铝 覆盖料 电解质结壳 钢壳 耐火与 保温内衬 rrT|i|TITTT 图1预焙铝电解槽断面示意图 图2预焙铝电解槽三维结构模拟图
图3我国的一种200kA 预焙铝电解槽（照片） 1.1阴极结构 电解铝工业所言的阴极结构中的阴极，是指盛装电解熔体（包括熔融电解质与铝液）的容器, 包括槽壳及其所包含的内衬砌体， 而内衬砌体包括与熔体直接接触的底部炭素（阴极炭块为主体） ■n n J 10- ］ 【 1 - 心 L — L J — — J 图4 我国一种200kA 预焙铝电解槽结构图 1.混凝土支柱； 2.绝缘块； 3.工字钢； 4.工字钢；5?槽壳；6.阴极窗口； 7.阳极炭块组; 8.承重支架或门；9.承重桁架；10.排烟管；11.阳极大母线；12.阳极提升机构； 13.打壳下料装置；14.出铝打壳装置；15.阴极炭块组；16.阴极内衬 r M 〒■■ m T X T I I 5 6 nu
与侧衬材料，阴极炭块中的导电棒、底部炭素以下的耐火材料与保温材料。 阴极的设计与建造的好坏对电解槽的技术经济指标（包括槽寿命）产生决定性的作用。因此，阴极设计与槽母线结构设计一道被视为现代铝电解槽（尤其是大型预焙槽）计算机仿真设计中最重要、最关键的设计内容。众所周知，计算机仿真设计的主要任务是，通过对铝电解槽的主要物理场（包括电场、磁场、热场、熔体流动场、阴极应力场等）进行仿真计算，获得能使这些物理场分布达到最佳状态的阴极、阳极和槽母线设计方案，并确定相应的最佳工艺技术参数（详见本书第三篇“铝电解槽的动态平衡及物理场”），而阴极的设计与构造涉及到上述的各种物理场，特别是它对电解槽的热场分布和槽膛内形具有决定性的作用，从而对铝电解槽热平衡特性具有决定性的作用。 1.1.1槽壳结构 槽壳（即阴极钢壳）为内衬砌体外部的钢壳和加固结构，它不仅是盛装内衬砌体的容器，而且还起着支承电解槽重量，克服内衬材料在高温下产生热应力和化学应力迫使槽壳变形的作用，所 以槽壳必须具有较大的刚度和强度。过去为节约钢材，采用过无底槽壳。随着对提高槽壳强度达成共识，发展到现在的有底槽。有底槽壳通常有两种主要的结构形式：自支撑式（又称为框式）和托 架式（又称为摇篮式），其结构图分别见图5a， b。过去的中小容量电解槽通常使用框式槽壳结构，即钢壳外部的 加固结构为一型钢制作的框，该种槽壳的缺点钢材用量大，变形 程度大，未能 很好地满足强度要求。大型预焙铝电解槽采用刚性极大的摇篮式槽 壳。所谓摇篮式结构，就是用40a工字钢焊成若干组”型的约束 架，即 摇篮架，紧紧地卡住槽体，最外侧的两组与槽体焊成一体，其余用 螺栓与槽壳第二层围板连结成一体（结构示意图如图6所示）。 图6 大型预焙铝电解槽槽壳结构图 a —纵向； b —横向图5铝电解槽的槽壳结构示意图 a—自支撑式（框式）；b—托架式（摇篮式）
生阳极、预焙阳极炭块内控标准 2015.05.10
生阳极炭块内控标准1范围 1.1 本标准规定了生阳极炭块的技术要求、尺寸偏差、检验与标志。2技术要求 2.1 生阳极炭块尺寸允许偏差应符合表1规定： 表1 生阳极炭块尺寸偏差表 2.2生阳极炭块尺寸要求：1770×742.5×623（mm） 2.3生阳极的理化指标要求：体积密度≥1.63 g/cm3以上。 2.4 生阳极炭块重量：设计值±20kg/块。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
3外观要求 3.1 生阳极炭块必须吹清干净 3.2 外观掉角缺陷不得超过150mm，不得有明显的变形。 3.3 爪孔裂纹：钢爪孔内孔缘裂纹不得大于100mm；宽度不得超过1mm，孔与孔之间不得有连通裂纹。 3.4 水平裂纹不得大于150mm，150mm以下的横裂纹不得多于5处。 3.5 垂直裂纹不得大于150mm，150mm以下的不得超过3处。 3.6 底部掉块不得大于150×150mm，深度不得大于30 mm。 3.7 缺陷和麻面：生块不允许工作面和孔上口有大面积的麻面。麻面面积以不影响将来浇铸为合格。缺陷长度不大于80mm，深度不大于5mm，不超过 l处。爪孔底部缺陷不得深于10mm。 4检验与标志 4.1 生阳极块的外观质量检查由质检检查。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
4.2 质检对生阳极块要逐块检查，检查人员负责检查每天的炭块，按不同的符号在炭块上端进行标志“√”为合格，“×”为废品，横端写出年、月、日，及检查日期。并且进行登记，然后交接仓储入库。 4.3 生块取样要求500吨抽取一块，一块炭块只取一个样本。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢4
提高电解铝预焙阳极质量的研究 铝电解槽中阳极是铝电解生产技术关键之一,是铝电解工艺中最主要的组成部分,阳极常被誉称为铝电解槽的心脏.其质量的好坏将直接影响着铝电解的正常生产及经济技术指标的提高,因此提高预焙阳极质量显得尤为重要.本文结合青海黄河水电再生铝业公司炭素预焙阳极生产的实践经验,就生产过程中出现的阳极质量问题进行探讨。 主要从原料控制、煅烧温度、配方优化、改善混捏效果以及加强焙烧管理等方面加以分析并采取措施.从生产实践中探索出提高阳极质量的途径,主要研究内容及获得的主要研究结论是:(1)对影响预焙阳极质量的因素进行了研究,研究表明原料质量是前提,成型配料是关键,焙烧制度是保证.(2)对石油焦质量进行了研究,研究表明石油焦除了控制其理化指标外,粒度分布也很重要,应该建立这方面的正式标准.(3)对沥青质量进行了研究,研究表明沥青质量指标中软化点固然重要,但其它指标亦不能忽视.尤其是甲苯不溶物含量不应小于28﹪,喹啉不溶物含量在8﹪~12﹪、β-树脂含量在18﹪~25﹪为宜.(4)对煅烧工序进行了研究,研究表明煅烧温度应保持在较高水平,达到1240~1300℃、真密度应达到2.00~2.05g/cm<'3>.(5)对成型工序进行了研究,研究表明稳定的成型生产条件是一个关键因素,它直接影响到焙烧阳极质量.尤其是-0.074mm粉料比例应严格控制,它对阳极生产的稳定影响较大.生产质量稳定的阳极其重要性丝毫不亚于提高阳极质量;混捏效果的好坏影响到阳极的使用性能.(6)对焙烧工序进行了研究,研究表明焙烧中温的升温速率、最高温度、保温时间及火道平衡影响到体积密度、比电阻值及外观合格率,应严格控制.通过改善工艺条件,稳定了生阳极生产质量,预焙阳极外观质量及理化指标也有了改善,预焙阳极在电解使用过程中掉渣、脱极现象明显降低,返回残极均匀,每组重量为120~140kg,使用周期由原设计的33天提高至34天,阳极毛耗由原来的594kg/t-Al降至564kg/t-Al.
铝用预焙阳极生产常用中英文对照表一、石油焦煅烧部分（Petroleum coke calcination） 1、2001—2006年我国石油焦价格变化 2、窑头、窑尾 3、耐火材料 4、回转窑 5、煅烧实收率 6、回转窑窑头结构示意图 7、回转窑下料管 8、回转窑温度带 9、回转窑煅烧实收率统计图 10、石油焦粒度分析统计表 11、石油焦指标要求 12、石油焦挥发份 13、炭质烧损 14、石油焦煅烧 15、石油焦理化性能统计表 16、石油焦煅烧回转窑 17、二、三次风 18、通过改变回转窑而三次风的位置和方向 19、回转窑寿命 20、高硫石油焦1、The price variety of domestic petroleum coke in2001—2006 2、kiln inlet；kiln outlet；at the tail of rotary kiln 3、Refractory material 4、Rotary kiln 5、Yield rate of calcinations 6、Sketch of rotary kiln，s head 7、Rotary kiln，s feeding pipe 8、Temperature zones in rotary kiln 9、Statistics of yield rate of rotary kiln 10、Statistics of petroleum coke,s particle size 11、Requirement of petroleum coke 12、Petroleum coke volatiles 13、Burnt loss of carbon/carbon burnt loss 14、Petroleum coke calcinations 15、Statistics of physico-chemical properties of petroleum coke 16、Petroleum coke calcining rotary kiln 17、Secondary airflow and tertiary airflow 18、Through changing the direction and position of the Secondary and tertiary airflow 19、The rotary kiln working life 20、High-sulfur petroleum coke
生阳极炭块内控标准1范围 1.1 本标准规定了生阳极炭块的技术要求、尺寸偏差、检验与标志。2技术要求 2.1 生阳极炭块尺寸允许偏差应符合表1规定： 表1 生阳极炭块尺寸偏差表 2.2生阳极炭块尺寸要求：1770×742.5×623（mm） 2.3生阳极的理化指标要求：体积密度≥1.63 g/cm3以上。 2.4 生阳极炭块重量：设计值±20kg/块。
3外观要求 3.1 生阳极炭块必须吹清干净 3.2 外观掉角缺陷不得超过150mm，不得有明显的变形。 3.3 爪孔裂纹：钢爪孔内孔缘裂纹不得大于100mm；宽度不得超过1mm，孔与孔之间不得有连通裂纹。 3.4 水平裂纹不得大于150mm，150mm以下的横裂纹不得多于5处。 3.5 垂直裂纹不得大于150mm，150mm以下的不得超过3处。 3.6 底部掉块不得大于150×150mm，深度不得大于30 mm。 3.7 缺陷和麻面：生块不允许工作面和孔上口有大面积的麻面。麻面面积以不影响将来浇铸为合格。缺陷长度不大于80mm，深度不大于5mm，不超过 l处。爪孔底部缺陷不得深于10mm。 4检验与标志 4.1 生阳极块的外观质量检查由质检检查。 4.2 质检对生阳极块要逐块检查，检查人员负责检查每天的炭块，按不同的符号在炭块上端进行标志“√”为
合格，“×”为废品，横端写出年、月、日，及检查日期。并且进行登记，然后交接仓储入库。 4.3 生块取样要求500吨抽取一块，一块炭块只取一个样本。
铝电解用预焙阳极炭块内控标准1引用标准 YS/T 285-2012 铝电解用预焙阳极 2技术要求 1 牌号 1.1 铝电解用预焙阳极按理化性能分为二个牌号：TY-1、TY-2。 2 理化性能 2.1 预焙阳极理化性能指标应符合表1规定：
铝用炭素材料检测方法 第23部分 预焙阳极空气反应性的测定热重法 （YS/T 63.23—201X） 编制说明 中国铝业股份有限公司郑州研究院 2010年7月
编制说明 根据中国有色金属工业协会中色协综字[2010]015号《关于下达2009年第二批有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划的通知》文件的精神，由中国铝业股份有限公司郑州研究院承担标准YS/T 63.23—201X《铝用炭素材料检测方法第23部分预焙阳极空气反应性的测定热重法》的起草工作，由参加起草。 本部分主要起草人：、、。 预焙阳极空气反应性的测定，国内现有的为行业标准，标准号为YS/T 63.11—2006，采用质量损失法测定空气反应性；本次等同采用ISO 12989-2:2004《铝生产用炭素材料—预焙阳极和侧部炭块—空气反应性的测定第二部分热重法》。本部分对ISO 12989-2:2004进行了以下编辑性修改： ——删除了12989-2:2004的目录、前言、引言和参考文献； ——标准名称按照本系列标准的要求进行了修改； 全国有色金属标准化技术委员会于2010年3月29日～4月1日在上海市召开了2010年度第一次有色金属国家标准和行业标准审定会和讨论会，来自70多个单位的120多名代表参加了会议。会议轻金属分标委会16个单位的22名代表讨论了《铝用炭素材料检测方法（8项分标准）》，对由郑州研究院负责起草修订的7项标准进行了认真的讨论，提出了一些意见和建议，主要修改如下： 1、在前言部分增加“本部分为非仲裁方法。” 2、对翻译过的关键部分进行核对，尽量符合我国国家标准的编写模式。 按照GB/T1.1—2000《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写规则》、GB/T20001.4—2001《标准编写规则第4部分化学分析方法》的要求，对本部分进行了编写。 本部分已达到国际一般水平。 建议颁布本部分为有色金属行业标准。 建议本部分为推荐性行业标准。
《预焙阳极用煅后石油焦》 送审稿 编制说明 中国铝业股份有限公司郑州研究院 二О一二年二月
编制说明 一、工作简况 1、任务来源 根据全国有色金属标准化技术委员会2010武汉年会的安排，由中国铝业股份有限公司郑州研究院承担《预焙阳极用煅后石油焦》标准的修订工作，由山东晨阳碳素公司、索通公司等单位共同参与修订。项目已经国家工业和信息化部以“关于印发2010年第三批行业标准制修订计划的通知（工信厅科[2011]75号）”文件下达，项目编号：2010-3577T-YS，计划起始年为2011年，完成年限2011年。在标准修订过程中，为了更加严谨，将标准名称中的“炭阳极”修改为“预焙阳极”，即《预焙阳极用煅后石油焦》。 2、标准负责起草单位简况 中国铝业股份有限公司郑州研究院是国内唯一的从事铝、镁轻金属研究的专业性机构，成立于1965年，一直致力于行业重大、关键、共性技术的开发研究，包括大型预焙铝电解槽、皮江法炼镁、氧化铝的砂状化、选矿拜耳法等国家重点科技攻关项目的研究。拥有铝土矿处理、氧化铝工艺、铝用炭素和电解铝工艺、镁冶炼工艺、化学品氧化铝和轻金属材料工艺、轻金属检测等技术领域的研究实验室，具有完善的铝、镁基础理论研究技术平台，包括TEM、SEM、EDS、XRD、XRF、IC等在内的大型仪器设备50余套，建有世界上最大的氧化铝中间试验厂和电解铝中间试验厂，以及铝土矿综合利用试验基地，同时依托郑州研究院设立了国家铝冶炼工程技术研究中心、国家轻金属质量监督检验中心和中国铝业股份有限公司博士后科研工作站。郑州研究院是国际标准化组织ISO/TC79、ISO/TC129、ISO/TC226在国内的主要技术支撑单位，在全国有色金属标准化技术委员会的直接领导下，承担了轻金属行业大部分分析检测方法标准的起草或修订工作，近几年来，作为负责起草单位，完成了《铝土矿石化学分析方法》、《镁及镁合金化学分析方法》、《铝用炭素材料检测方法》等多个系列160项标准的起草或修订。 3、修订的必要性 煅后石油焦是铝电解行业生产预焙阳极的主要原料，预焙阳极是电解铝行业的主要消耗品之一。我国目前有近2000万吨电解铝产量，消耗的预焙阳极量
大型预焙槽工艺技术发展 一、我国大型预焙电解槽的发展 我国现代大型预料电解槽的发展起步较晚。国外在六十年代较快发展了大型预焙槽生产，而我国于1973年才开始于抚顺铝厂进行大型预焙槽的开发研究工作，经两年的筹建，1975年4月10日我国第一台135kA预焙槽投入工业试验。经过二十年的努力，至1995年，通过引进和消化引进技术，我国已形成大型预焙槽各具特色的生产系列，拥有135kA、140kA、155kA、160kA、180kA、280kA 大型预焙槽，总槽数达近1600台，产能为60万吨。至2002年底，我国电解铝企业已达136家，生产能力达到5300kt/a，居世界首位；其中年产100kt/a生产规模的企业已达17家，产能2650kt/a，占总产能的50%；电解槽容量在160kA 以上的企业有35家，能力达2800kt/a，占总产能的53%。 我国电解铝企业技术改造、扩建和新建的项目，一直以200～240kA电解槽为投资主流，对于300kA级电解槽的三场、槽寿命等问题，许多人一直持有怀疑态度。随着我国第一个200kt/a规模300kA级电解系列在河南豫港龙泉铝业有限公司的顺利建成投产，不但使SY300（300kA）电解槽在国内外得到广泛认可，而且它还标志着中国电解铝工业的综合技术已达到世界先进水平。SY300电解槽已成为国内众多新建的200～250kt/a规模电解铝项目的主要槽型。 西方发达国家的原铝生产主要集中于加铝、美铝、俄铝、法铝、海德鲁、科马尔科等大型企业集团，主要槽型为AP18、AP21、AP30、Hydro23和CD200等，单系列产量为100～250kt/a。在20世纪90年代，建成的电解铝系列（除中国外）80%采用了法国彼施涅公司的电解铝技术，特别是300kA级预焙阳极电解槽技术几乎全部采用AP30技术，单系列产能达到250kt/a。 加入WTO后，中国电解铝工业面临进一步发展，做大做强的机遇，为了满足中国电解铝工业全球发展战略的需求，建设一批规模大、技术起点高、有竞争能力的现代化的企业势在必行。2000年，沈阳铝镁设计研究院在总结SY系列电解槽的设计和实践经验的基础上，开发了SY300预焙电解槽。它是目前中国已投产的产能最大的电解系列。 二、我国大型预焙电解槽的槽型及主要技术参数 大型预焙槽中，从进电方式上分为：两点进电、四点进电和五点进电三种；从电解槽槽壳结构上分为：摇篮式和臂撑式两种，其中摇篮式约占94%；从下料方式上分为：现我国大多数电解槽都采用中间下料方式，它包括点式下料、插板式下料和闸刀式下料三种方式，后两种方式正在逐步地进行改造成先进的点式下料方式；从电解槽容量上分为：135kA、140kA、155kA、160kA、180kA、