年產(chǎn)20萬噸鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、0年產(chǎn) 20 萬噸鋁的鋁電解車間設(shè)計(jì)摘摘 要要本設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，依據(jù)畢業(yè)任務(wù)書進(jìn)行了一年產(chǎn) 20 萬噸鋁錠的鋁電解車間的設(shè)計(jì)。在查閱有關(guān)文獻(xiàn)、翻閱了自己所學(xué)的相關(guān)課程下，對(duì)我國鋁工業(yè)的發(fā)展、國際煉鋁的綜合情況進(jìn)行了簡(jiǎn)明的論述；并確定了冰晶石熔鹽電解的方案，選用并論證了 420KA 電解槽的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。作了廠址的選擇與論證及鋁電解槽的設(shè)計(jì)計(jì)算、物料平衡及能量衡算、鋁電解煙氣凈化及原料輸送、環(huán)境保護(hù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及成本核算等內(nèi)容。并繪制 CAD 四張，以及完成了一份畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告書。關(guān)鍵詞：電解 鋁 電解槽 畢業(yè)設(shè)計(jì)1目目 錄錄一、緒論一、緒論.31.1 鋁的物理化學(xué)性質(zhì).31.2 國內(nèi)外鋁工業(yè)發(fā)

2、展的現(xiàn)狀及趨勢(shì).42.1 工業(yè)布局問題.82.1.1 工業(yè)布局的影響.82.1.2 各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào).82.1.3 廠址和居住區(qū)的規(guī)劃.92.2 原材料供應(yīng)及交通運(yùn)輸條件.92.3 供水供電條件及費(fèi)用.102.4 環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地問題.10三、生產(chǎn)工藝流程與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證三、生產(chǎn)工藝流程與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證.113.1 工藝流程.113.1.1 工藝流程選擇的基本原則.113.1.2 工藝流程圖.12四、冶金計(jì)算四、冶金計(jì)算.134.1 鋁電解槽的簡(jiǎn)介.134.2 鋁電解槽結(jié)構(gòu)與計(jì)算.144.2.1 陽極尺寸.144.2.2 槽膛尺寸.154.2.3 槽殼尺寸.154.

3、2.4 陰極炭塊數(shù)目.164.2.5 鋁母線.164.2.6 極距.174.3 臺(tái)數(shù)的計(jì)算以及產(chǎn)量的衡算.174.3.1 單個(gè)電解槽日產(chǎn)量計(jì)算.174.3.2 電解槽槽數(shù)的確定.174.3.3 備用槽槽數(shù).184.3.4 電流密度.184.3.5 鋁電解槽的電壓平衡計(jì)算.184.4 物料平衡計(jì)算.194.4.1 鋁產(chǎn)量.194.4.2 Al2O3 消耗量.194.4.3 氟化鹽的消耗量.204.4.4 陽極炭塊的消耗.204.4.5 物料平衡列表.204.5 熱平衡計(jì)算.214.5.1 熱收入.2124.5.2 熱支出.224.5.3 熱量平衡表.24第五章第五章 鋁電解槽正常生產(chǎn)管理鋁電解槽

4、正常生產(chǎn)管理.255.1 電解車間的生產(chǎn)管理.255.1.1車間生產(chǎn)管理的一般法則.255.1.2車間機(jī)構(gòu)及管理層次.2752 電解車間工藝技術(shù)條件管理.305.2.1 槽電壓管理.315.2.2 鋁水平及出鋁管理.325.2.3 極上保溫料的管理.335.2.4 效應(yīng)管理.335.2.5 效應(yīng)間隔管理.375.2.6 原鋁質(zhì)量管理.37第六章第六章 冶金環(huán)境保護(hù)冶金環(huán)境保護(hù).416.1 環(huán)境保護(hù)的重要性.416.2 鋁電解廠煙氣中的污染物及其危害.426.3 鋁電解的環(huán)境保護(hù).44七、編說明書繪車間平面圖及電解槽三視圖七、編說明書繪車間平面圖及電解槽三視圖.46八、結(jié)八、結(jié) 束束 語語.46

5、九、文九、文 獻(xiàn)獻(xiàn).483一、緒論一、緒論1.11.1 鋁的物理化學(xué)性質(zhì)鋁的物理化學(xué)性質(zhì)鋁的物理性質(zhì)1、銀白色的輕金屬,較軟,2、密度 2.7g/cm3,3、熔點(diǎn) 660.4,沸點(diǎn) 2467,4、它有良好的導(dǎo)電性和傳熱性.所以鋁常用來做導(dǎo)線,制造各種炊具.5、鋁對(duì)光的反射性能良好,反射紫外線比銀還強(qiáng),鋁越純,它的反射能力越好,鋁的化學(xué)性質(zhì)1、和氧氣反應(yīng)：鋁粉可燃鐃 4Al+3O2=2Al2O3（發(fā)強(qiáng)白光）2、和非金屬反應(yīng)：2Al+3S=Al2S33、和熱水反應(yīng)：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2（反應(yīng)緩慢） 鋁和水發(fā)生置換反應(yīng)：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H24、和較不活動(dòng)金

6、屬氧化物反應(yīng)：3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O35、和酸反應(yīng)：在常溫下濃硫酸和濃硝酸可使鋁鈍化.鹽酸和稀硫酸可跟鋁發(fā)生置換反應(yīng),生成鹽并放出氫氣.2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H22Al+6HCI=2AlCl3+3H26、和鹽溶液反應(yīng)：2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)347、和堿溶液反應(yīng)：主要和 NaOH、KOH 強(qiáng)堿溶液反應(yīng),可看做是堿溶液先溶解掉鋁表面氧化鋁保護(hù)膜 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2注：1.鋁和不活動(dòng)金屬氧化物（主要是難熔金屬氧化物如Cr2O3、V2O5 以及

7、Fe2O3 等）的混合物,都叫鋁熱劑,在反應(yīng)中鋁做還原劑.反應(yīng)過程放大量熱,可將被還原的金屬熔化成液態(tài)2.鋁在加熱時(shí)可以跟濃硫酸或硝酸反應(yīng),情況較復(fù)雜不做要求1.21.2 國內(nèi)外鋁工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)國內(nèi)外鋁工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)世界金屬統(tǒng)計(jì)局表示，2008 年全球前 10 個(gè)月鋁市供應(yīng)過剩 113.2萬噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過去年同期 4.4 萬噸的過剩量。值得關(guān)注的是，12 月份開始全球鋁庫存增加的速度突然變快。庫存的快速增加表明全球原鋁供需正在繼續(xù)惡化。如今全球的原鋁生產(chǎn)商都面臨著全球經(jīng)濟(jì)放緩、鋁庫存增加、價(jià)格下跌等困難，并且走出這樣的困難需要時(shí)日。全球的原鋁生產(chǎn)商都在大幅度的削減生產(chǎn)或取消擴(kuò)建計(jì)劃，

8、以平衡供需關(guān)系。 對(duì)于中國來講，首先，從政策環(huán)境來看，中國電解鋁行業(yè)的出口限制政策持續(xù)深化，鋁合金、鋁板帶或?qū)⒊蔀檎{(diào)整對(duì)象。與此同時(shí)，國儲(chǔ)局伸援手收儲(chǔ) 30 萬噸電解鋁。此舉對(duì)企業(yè)短期內(nèi)緩解經(jīng)營壓力、減少虧損是有利的。這次收儲(chǔ)價(jià)格的確定主要以企業(yè)以成本報(bào)價(jià)后再加成后確定，為 12350 元/噸，該價(jià)格比市場(chǎng)價(jià)格高 10%。但這種收儲(chǔ)行動(dòng)主要還是幫助企業(yè)度過難關(guān)，很難對(duì)市場(chǎng)價(jià)格產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的推動(dòng)作用。其次，從經(jīng)濟(jì)環(huán)境來看，宏觀經(jīng)濟(jì)面臨的國內(nèi)外環(huán)境將更加趨緊，尤其是內(nèi)部經(jīng)濟(jì)內(nèi)生性變化帶5來的周期性調(diào)整壓力可能會(huì)明顯大于 2008 年。世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)周期性變化和國內(nèi)周期性因素相疊加，增大了 2009 年經(jīng)

9、濟(jì)進(jìn)一步向下調(diào)整的壓力。但是，我國經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期增長(zhǎng)的內(nèi)在條件沒有改變，宏觀經(jīng)濟(jì)政策有可能轉(zhuǎn)為中性偏松，2009 年經(jīng)濟(jì)繼續(xù)向下調(diào)整的幅度可能會(huì)小于 2008 年。2008 年以來，工業(yè)經(jīng)濟(jì)總體保持了平穩(wěn)較快的發(fā)展態(tài)勢(shì)。08 年前三季度，規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長(zhǎng) 15.2%，增速同比減緩 3.3 個(gè)百分點(diǎn)。其中 7、8、9 月增速分別為 14.7%、12.8%、11.4%，減速趨勢(shì)十分明顯。對(duì)于固定資產(chǎn)投資，進(jìn)入 2008 年以來，投資速度繼續(xù)加快，前三季度，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資 116246 億元，同比增長(zhǎng) 27%，比上年同期加快 1.3個(gè)百分點(diǎn)。2003-2007 年，我國房地產(chǎn)投資增長(zhǎng)速度以

10、26.32%的速度在增長(zhǎng)，進(jìn)入 08 年以來，受到國內(nèi)信貸政策及金融危機(jī)的影響，中國房地產(chǎn)投資增長(zhǎng)速度出現(xiàn)了回落，2008 年 1-10 月，全國完成房地產(chǎn)開發(fā)投資 23918 億元，同比增長(zhǎng) 24.6%，增幅比 1-9 月回落了 1.9 個(gè)百分點(diǎn)。再次，從社會(huì)環(huán)境來看，在有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開部分骨干電解鋁企業(yè)市場(chǎng)分析座談會(huì)上全體代表通過了電解鋁企業(yè)聯(lián)合減產(chǎn)“倡議書” ，并承諾自即日起一個(gè)月內(nèi)逐步達(dá)到減產(chǎn) 5-10%的目標(biāo)。并向全國電解鋁企業(yè)發(fā)出倡議，希望所有電解鋁企業(yè)加入到減產(chǎn)行列，為電解鋁行業(yè)爭(zhēng)取一個(gè)較為寬松的市場(chǎng)環(huán)境。此次聯(lián)合減產(chǎn)，不僅可以緩解電力緊張的狀況，而且可以穩(wěn)定鋁價(jià)，提高企

11、業(yè)的盈利能力。但由于目前行業(yè)并沒有出現(xiàn)虧損，加上在建產(chǎn)能較多，我們預(yù)計(jì)實(shí)際影響的產(chǎn)量較為有限。最后，從技術(shù)環(huán)境來看，目前世界上所有的鋁都是用電解法生產(chǎn)出來的。6電解鋁工業(yè)對(duì)環(huán)境影響較大，屬于高耗能、高污染行業(yè)，但是電解鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，輕工業(yè)、電器行業(yè)、機(jī)械制造、電子行業(yè)等各行各業(yè)都離不開鋁。目前電解鋁的最重要的下游行業(yè)為建筑行業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子電力行業(yè)及包裝行業(yè)，其對(duì)鋁金屬的消耗量約占總量的80%。隨著下游行業(yè)的發(fā)展以及應(yīng)用領(lǐng)域的托長(zhǎng)，電解鋁應(yīng)用前景廣闊。 國家連續(xù)出臺(tái)了一系列政策，遏制鋼鐵、電解鋁、水泥等行業(yè)基本建設(shè)投資過熱勢(shì)頭。加上氧化鋁供應(yīng)短缺價(jià)格居高不下。近期爆發(fā)的能源危機(jī)導(dǎo)

12、致電價(jià)上漲，及出口退稅率降低等因素的影響，電解鋁企業(yè)四面受敵，這對(duì)于正處發(fā)展高峰的電解鋁工業(yè)來說不亞于一場(chǎng)風(fēng)暴，據(jù)報(bào)道目前全國已經(jīng)有六十家鋁廠處于停產(chǎn)或者部分停產(chǎn)狀態(tài)，電解鋁企業(yè)陷入前所未有的困境。其中，電解鋁價(jià)格快速下跌，主要是兩個(gè)方面的原因，一是電解鋁行業(yè)產(chǎn)能過剩，另一方面是經(jīng)濟(jì)危機(jī)使來自于汽車、房地產(chǎn)等下游行業(yè)的需求大幅減少。 目前中國電解鋁產(chǎn)量過剩情況如此嚴(yán)重除了需求下降的因素外，中國電解鋁行業(yè)的非理性擴(kuò)張也是一個(gè)重要的原因。從中國的資源量來看，中國鋁土礦基礎(chǔ)儲(chǔ)量只有 7 億噸左右，只占世界的2.3%，按照現(xiàn)在的發(fā)展速度，中國的鋁土資源只能維持 10 年左右，因此行業(yè)的調(diào)整已是必然。如

13、今電解鋁的主要原料氧化鋁價(jià)格都已經(jīng)在行業(yè)平均成本價(jià)以下。從 08 年 9 月份以來，包括氧化鋁、電力及各類輔料在內(nèi)的幾乎所有成本都出現(xiàn)下降，其中氧化鋁和輔料的價(jià)格下跌尤為迅速。考慮到原料和輔料價(jià)格進(jìn)一步下跌的可能性，以及由于煤炭?jī)r(jià)格下跌，擁有自備電廠的電解鋁廠將在成本上擁有優(yōu)勢(shì)，國內(nèi)電解鋁的平7均生產(chǎn)成本有進(jìn)一步下降至 15000 元/噸，但由于中國鋁土礦的稀缺性，中國電力緊張的情況仍將長(zhǎng)期存在，因此電解鋁生產(chǎn)成本再大幅下降的可能性不大。從電解鋁產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)來看，第一，進(jìn)入者的威脅。目前中國氧化鋁完全能夠滿足國內(nèi)電解鋁生產(chǎn)的需要，并出現(xiàn)供應(yīng)過剩。氧化鋁供求彈性低，出現(xiàn)過剩將促使氧化鋁生產(chǎn)商向下

14、游電解鋁行業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈。第二，購買者分析。電解鋁行業(yè)的購買方即鋁消費(fèi)者，在中國隨著經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，中國城市化進(jìn)程中基礎(chǔ)設(shè)施、公共事業(yè)、住房和汽車等消費(fèi)品，將極大地帶動(dòng)國內(nèi)鋁消費(fèi)需求，而中國旺盛的鋁消費(fèi)是推動(dòng)電解鋁產(chǎn)量增長(zhǎng)的根源。第三，替代品分析。為了調(diào)節(jié)供需矛盾，作為電解鋁一部分替代品的再生鋁加大了加工生產(chǎn)力度，但國內(nèi)廢鋁回收比例并不高，原材料供應(yīng)量不足致使廢鋁的進(jìn)口數(shù)量居高不下。第四，行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)者分析。目前電解鋁行業(yè)處于高速發(fā)展階段，行業(yè)集中度不斷提升8二、廠址的選擇與論證廠址選擇對(duì)工業(yè)企業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)及工農(nóng)關(guān)系都能具有重要意義。2.12.1 工業(yè)布局問

15、題工業(yè)布局問題2.1.12.1.1 工業(yè)布局的影響工業(yè)布局的影響建設(shè)一座電解廠，對(duì)全國的供應(yīng)業(yè)布局、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)城市的合理發(fā)展、各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)及農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要作用，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局大分散、小集中、多搞小城市的方針，按工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié)合，有利生產(chǎn)，生活方便的原則，進(jìn)行廠址選擇和居住區(qū)的規(guī)劃，使之符合供應(yīng)業(yè)布局總體規(guī)劃及城市建設(shè)規(guī)劃要求。2.1.22.1.2 各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)我國地域遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距較大，不僅表現(xiàn)為東、中、西部三大地帶間的巨大差距，而且還表現(xiàn)為三大地帶內(nèi)部各省區(qū)之間的差距。特別是改革開放以來得以 快速發(fā)展的東部沿海地帶，其內(nèi)部各省區(qū)之間

16、、新興工業(yè)區(qū)和老工業(yè)區(qū)之間以及各省區(qū)內(nèi)部之間也存在發(fā)展差距。由于不同區(qū)域的資源稟賦和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件不同，因 而，各具獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)潛力和相對(duì)優(yōu)勢(shì)。區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展理論認(rèn)為：地區(qū)間分工應(yīng)建立在發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，中央和地方政府應(yīng)積極支持和促成這種分工的形 成;國家對(duì)地區(qū)的傾斜政策與國家的產(chǎn)業(yè)政策和地區(qū)優(yōu)勢(shì)有機(jī)地結(jié)合起來，即對(duì)重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)或國家重點(diǎn)支持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行傾斜，對(duì)其他產(chǎn)業(yè)不予傾 斜，國家加快條件較好地區(qū)發(fā)展的同時(shí)，也要重視落后地區(qū)的發(fā)展，將地區(qū)差距控制在社會(huì)能夠承受的范圍內(nèi)。92.1.32.1.3 廠址和居住區(qū)的規(guī)劃廠址和居住區(qū)的規(guī)劃我選擇的廠址位于位于秦晉豫黃河金三角中心山西省永

17、濟(jì)市境內(nèi)中條山北麓。圖紅 1 位置2.22.2 原材料供應(yīng)及交通運(yùn)輸條件原材料供應(yīng)及交通運(yùn)輸條件鋁電解廠是連續(xù)性的，物料吞吐量一般較大，大型冶煉廠每晝夜要處理數(shù)千噸物料，如不及時(shí)吞吐，勢(shì)必影響生產(chǎn)，因此在選擇廠址時(shí)，必須充分考慮交通問題，為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，在保證良好的運(yùn)輸條件下，應(yīng)使廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場(chǎng)。原材料供應(yīng)：山西鋁礦資源豐富，氧化鋁廠分布很多，多分布在山10西南部，原料的供應(yīng)充足。運(yùn)輸?shù)臈l件：在省道 S336 上建造，與其他縣之間運(yùn)輸可以走國道 G59與國道 G209，交通運(yùn)輸非常方便，而且廠之間距離短，運(yùn)輸成本低。2.32.3 供水供電條件及費(fèi)用供水供電條件及費(fèi)用鋁電解

18、廠是大量用水和耗電多的企業(yè)，例如建設(shè)一座年產(chǎn) 10 萬噸鋁錠的電解廠，需要一座容量為 250000KW 左右的發(fā)電站做保證，因此希望廠址附近有充分的 水源和電源。我選擇的廠址是在黃河邊上，水源豐富，借著豐富的水源，黃河上有許多水利發(fā)電站，離廠最近的發(fā)電站是三門峽發(fā)電站，直線距離 58 公里，年發(fā)電量：13.1 億千瓦小時(shí)，電力充足，電度電價(jià)為 0.4812,適合建廠。2.42.4 環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地問題環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地問題冶金生產(chǎn)的特點(diǎn)之一是無意例外地產(chǎn)出大量造成環(huán)境污染的三廢物質(zhì)，除必須有完善的三廢治理工程外，必須盡量考慮在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置，安排好三廢處理廠和廢渣堆放場(chǎng)地，要有

19、良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近的居民點(diǎn)、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)牧漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護(hù)區(qū)等問題，我國是農(nóng)業(yè)大國，人口多，土地相對(duì)少，耕地也較少，因此在選擇廠址時(shí)，必須節(jié)約用地，不占或少占耕地，不拆除或少拆除建筑物，盡可能選擇荒山野嶺或坡地建廠，我所選擇的廠址符合這些條件，是在郊區(qū)的山邊上建的，可以修條 1 公里的路便和S336 接上，交通無問題，并且不會(huì)占用耕地，不會(huì)拆除建筑，周圍無以上所說的居民點(diǎn)等，所以無污染問題，居民點(diǎn)距廠址有 2 公里的距離，坐公交車 10 分鐘，四周無牧漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護(hù)區(qū)等，適11合建廠。三、生產(chǎn)工藝流程與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證三、生產(chǎn)工藝流程與技

20、術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證3.13.1 工藝流程工藝流程 冶金工藝流程是指從單一的礦物原料或復(fù)雜的礦物原料經(jīng)過若干工序加工成品的過程，因此工藝流程的選擇，實(shí)質(zhì)上就是生產(chǎn)方法及生產(chǎn)工藝路線的選擇。由于原材料原有的成分、品質(zhì)等的不同，各個(gè)國家技術(shù)水平和技術(shù)政策的差別，乃至同一國家不同地區(qū)自然條件、環(huán)保要求等的不同，所選的工藝流程也不同，可見工藝流程的選擇是一項(xiàng)十分復(fù)雜的綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)工作決策。一座新建有色冶金廠的全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，都是圍繞著確定的工藝流程而展開的，所選工藝流程在技術(shù)是否先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上是否合理，將直接關(guān)系到企業(yè)的投資水平和建成后的生產(chǎn)水平、經(jīng)濟(jì)效果乃至工廠的前途。因此，工藝流程的選擇是一

21、項(xiàng)十分重要的工作。3.1.13.1.1 工藝流程選擇的基本原則工藝流程選擇的基本原則 所選工藝流程應(yīng)對(duì)原料有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能使產(chǎn)品品種具有可變性和多樣性，不致因原料成分有所變化而影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。 所選工藝流程，應(yīng)在確保產(chǎn)品符合國家及市場(chǎng)需求的前提下，能充分利用原料中各有價(jià)元素并獲得最高的金屬回收率、設(shè)備利用率、勞動(dòng)生產(chǎn)率；能有效地進(jìn)行三廢治理，保護(hù)環(huán)境；能簡(jiǎn)化工藝，縮短流程，降低能耗，從而節(jié)省投資，降低成本。123.1.23.1.2 工藝流程圖工藝流程圖下圖為我所選的工藝流程圖：3-1氧化鋁 氟化鹽 陽極塊 直流電排空陽極氣體 廢氣鋁液 回收氟化物 鋁錠 合金工藝流程圖 3-1電解槽凈化

22、澄清澆鑄干法凈化13四、冶金計(jì)算四、冶金計(jì)算4.14.1 鋁電解槽的簡(jiǎn)介鋁電解槽的簡(jiǎn)介鋁電解槽是煉鋁的主要設(shè)備。鋁電解槽分為自焙槽、預(yù)焙槽和試驗(yàn)槽。預(yù)焙槽的陽極是預(yù)先焙制好的，預(yù)焙槽中又分為不連續(xù)陽極預(yù)焙槽和連續(xù)陽極預(yù)焙槽。不連續(xù)陽極預(yù)焙槽又分為邊部下料和中間下料槽。這兩種槽尤其是后者為目前鋁電解生產(chǎn)的主力槽型。自焙槽的陽極是電解生產(chǎn)中在電解槽上自行焙燒的，按照陽極棒的插入方式又分為側(cè)插陽極電解槽及上插陽極電解槽兩種。由于自焙槽能耗大，且電解過程中產(chǎn)生有害的氣體不便收集而極易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此這種槽型正在不斷淘汰或被改造成預(yù)焙槽。下面的圖分別為不連續(xù)陽極預(yù)焙槽、連續(xù)陽極預(yù)焙槽、上插棒陽極

23、自焙槽和側(cè)插陽極電解槽。圖 4-1 不連續(xù)陽極預(yù)焙槽簡(jiǎn)圖 圖 4-2 連續(xù)陽極預(yù)焙槽簡(jiǎn)圖14圖 4-3 上插棒陽極自焙槽簡(jiǎn)圖 圖 4-4 側(cè)插陽極電解槽簡(jiǎn)圖4.24.2 鋁電解槽結(jié)構(gòu)與計(jì)算鋁電解槽結(jié)構(gòu)與計(jì)算設(shè)計(jì)的參數(shù)（1）I=420ka（2）陽極電流密度選擇 0.8A/cm（3）電流效率為 95%（4）陽極尺寸選 1550*1320*620，陰極尺寸選 1600*515*450（5）大面尺寸為 300mm，小面尺寸為 420mm，陽極炭塊組間距取 45mm，陽極行間距取 250mm，陰極炭塊間距用炭糊扎縫 30mm。（6）體系電壓 4V，陽極氣體成分 CO2 75% CO 25%，排煙量 79

24、00m/h4.2.14.2.1 陽極尺寸陽極尺寸陽極尺寸是鋁電解槽一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。一般說來，電解槽容量越大，則陽極尺寸也要越大一些。預(yù)焙陽極炭塊尺寸，視陽極排列與組數(shù)不同，長(zhǎng)度各異，。在這里，炭塊的高度是一個(gè)主要參數(shù)。一15般傾向于采用稍高一些的炭塊，綜合各種因子的考慮，本設(shè)計(jì)陽極尺寸設(shè)計(jì)取為 1550*1320*620mm需要陽極面積 S=420000/0.8=525000cm需要陽極炭塊數(shù)n=52500/155*132=25.65，選 26 塊陽極，分二行排列，每行 13 組。陽極實(shí)際面積與陽極電流密度值為：S=26*155*132=531960cmD=420000/531960=0.

25、7A/cm。4.2.24.2.2 槽膛尺寸槽膛尺寸取陽極到槽膛側(cè)壁尺寸為 380mm，到槽膛端壁之距離為 420mm。陽極炭塊組之間距離取 45mm，陽極行間距離取 250mm。由此計(jì)算：槽膛長(zhǎng)=2*420+13*1320+12*45-40=18500mm槽膛寬=2*300+2*1550+250=3950mm槽深取 560mm4.2.34.2.3 槽殼尺寸槽殼尺寸槽底內(nèi)襯選擇 側(cè)部為散熱型結(jié)構(gòu)，一般底部和上部要加強(qiáng)保溫，在陰極炭塊底有炭素底墊（30mm）,三層耐火磚（3*65mm）,一層氧化鋁粉（100mm）,三層保溫磚（3*65mm） ，硅酸鹽保溫磚一層（65mm） 。由此可計(jì)算底部厚度=4

26、50+30+3*65+100+3*65+65=1035mm槽深=1035+560=1595mm 槽殼結(jié)構(gòu)有臂撐式和搖籃式兩大類。搖籃架是彈性變形體，這種槽殼受力不產(chǎn)生應(yīng)力集中，在電解槽的端角部位，不能發(fā)生斷裂現(xiàn)象，16這是搖籃式槽殼最大的優(yōu)點(diǎn)。搖籃支架選用360mm 工字鋼，厚鋼板焊接而成，槽側(cè)壁都有一些搖籃架。根據(jù)槽膛及槽內(nèi)襯尺寸可算出槽殼尺寸 ：槽殼寬度=3950+2*125+12*2+25*2+2*300=4924mm槽殼長(zhǎng)度=18500+2*125+2*400+2*25=19640mm槽殼深度=560+1035+10+40+300=1945mm4.2.44.2.4 陰極炭塊數(shù)目陰極炭塊

27、數(shù)目槽底部陰極炭塊選擇采用 1600*515*450mm陰極炭塊數(shù) n=18540/(515+30)=32炭塊到端壁邊緣尺寸：18540-（30*31+515*32）/2=565mm炭塊到側(cè)壁邊緣尺寸=（3950-3370）/2=290陰極電流密度 D=420*1000/（32*200*140*2）=0.23A/cm4.2.54.2.5 鋁母線鋁母線鋁電解槽有陽極母線，陰極母線和立柱母線，都用鋁制作。鋁母線有兩種：壓延母線和鑄造母線，后者通用于高電流的大型電解槽，鋁母線的電流密度一般為 0.250.40A/mm2。電解槽陽極母線斷面為 500mm200mm，面積電流為 0.35A/mm2，陽極

28、母線采用鑄造鋁母線，兩端用軟母線連接，以便陽極母線升降，與立柱母線的連接采用壓接。立柱母線斷面為 320mm480mm，面積電流為 0.38A/mm2。陰極母線也采用鑄造鋁母線，遠(yuǎn)電端母線面積電流為0.40A/mm2，近17電端陰極母線經(jīng)電解槽槽底沿縱向中心引出，與遠(yuǎn)電端母線匯集引入下一臺(tái)電解槽，從而使電流分布均勻，減少了母線用量，減少了大容量電解槽產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響。 4.2.64.2.6 極距極距所謂極距，是指陰陽兩極之間的距離。在工業(yè)電解槽上，浸在電解質(zhì)里的陽極表面都是陽極工作面，而槽底上的鋁液表面實(shí)際上就是陰極工作面。為便于測(cè)量起見，一般取陽極底掌到鋁液鏡面之間的垂直距離作為極距。工業(yè)電解

29、槽中，提高極距，則電解質(zhì)電壓降有所增大。根據(jù)實(shí)測(cè)，每提高極距 10mm，引起電壓降增加 400mV（旁插棒槽）或 350mV（預(yù)焙槽） 。因此在工業(yè)生產(chǎn)上宜在取得高電流效率的情況下，保持盡可能低的極距，以便減少單位鋁產(chǎn)量的電能消耗量。本設(shè)計(jì)取極距為 4.0cm。4.34.3 臺(tái)數(shù)的計(jì)算以及產(chǎn)量的衡算臺(tái)數(shù)的計(jì)算以及產(chǎn)量的衡算4.3.14.3.1 單個(gè)電解槽日產(chǎn)量計(jì)算單個(gè)電解槽日產(chǎn)量計(jì)算電解槽日產(chǎn)原鋁量按下式計(jì)算 P=0.3356It10（t/d）6鋁產(chǎn)量：P=0.3356*420000*95%*0.001=133.9kg/槽 h每年每個(gè)槽子的產(chǎn)量=133.9*365*24=1172964kg/槽

30、年=1172.964t/槽年4.3.24.3.2 電解槽槽數(shù)的確定電解槽槽數(shù)的確定工作槽數(shù)的確定年產(chǎn)鋁 20 萬噸，則電解槽臺(tái)數(shù) N 計(jì)算如下18N=200000/1172.964=170 臺(tái)Qa1000004.3.34.3.3 備用槽槽數(shù)備用槽槽數(shù)備用槽槽數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式 13n=t=170*30/2000=2.55 取 3 臺(tái)2000t 此處取為 30 天4.3.44.3.4 電流密度電流密度W=10 (KWh/t)3356. 0V3式中 :V電解槽平均電壓 取 4 VW=10 =12689(KWh/t)3356. 0434.3.54.3.5 鋁電解槽的電壓平衡計(jì)算鋁電解槽的電壓平衡計(jì)算工業(yè)電解

31、槽的電流消耗率，與電流效率和平均電壓兩個(gè)因素有關(guān)，降低平均電壓或提高電流效率都能夠減少電解槽的電能消耗率。電解槽的平均電壓V=E實(shí)際+V陽+V陰+V電解質(zhì)+V母線+V效應(yīng)+V聯(lián)（1）實(shí)際分解電壓即極化電壓，就是 Al2O3理論分解電壓與陽極過熱電壓和陰極過熱電壓之和。采用炭陽極進(jìn)行電解時(shí)，Al2O3理論分解電壓是 1.11.2V,取191.15V?，F(xiàn)代大型預(yù)焙槽的陽極過電壓大約是0.40.5V。取其值為0.45V。則實(shí)際分解電壓為1.60V。（2）電解質(zhì)電壓電解質(zhì)電壓可根據(jù)柯魯鮑夫提出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：V電解質(zhì)= L2)*(SLA（+2. 5)式中 S陽極的截面積，2; L極間距離，cm;本設(shè)計(jì)

32、陽極與陰極距離4.04.5cm，這里計(jì)算取4.2cm； 2（A+B）陽極周長(zhǎng)，cm; 電解質(zhì)比電阻，cm，電解質(zhì)的分子比在2.12.3之間時(shí)，取其值為0.53 cm。 V電解質(zhì)= L2)*(SLA（+2. 5)4.44.4 物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算4.4.14.4.1 鋁產(chǎn)量鋁產(chǎn)量鋁產(chǎn)量：P=0.3356*420000*95%*0.001=133.9kg/槽 h4.4.24.4.2 Al2O3Al2O3 消耗量消耗量產(chǎn)出 1 噸鋁所需氧化鋁=1000*102/54=1888.9kg/tAL2O3 消耗量比理論多 1.56.0%，取 1 噸消耗為 1930kg，AL2O3 的槽/時(shí)消耗量=133

33、.9*1930*0.001=258.43kg/槽時(shí)20AL2O3 的理論槽/時(shí)消耗量=133.9*1888.9=252.92AL2O3 損失量=258.4-252.92=5.484.4.34.4.3 氟化鹽的消耗量氟化鹽的消耗量以下是生產(chǎn)每噸鋁的消耗：需要冰晶石 5*133.9/1000=0.67 kg需要氟化鋁 25*133.9/1000=3.35 kg需要氟化鎂 5*133.9/1000=0.67 kg需要氟化鈣 4*133.9/1000=0.54 kg4.4.44.4.4 陽極炭塊的消耗陽極炭塊的消耗實(shí)際理論炭消耗=12*12*133.9/7/54=514 kg/槽時(shí)CO2 的生成量=4

34、4*9*133.9/54/7=140.28 kg/槽時(shí)CO 的生成量=28*3*133.9/54/7=29.76 kg/槽時(shí)炭塊消耗為 450kg/tAL，則實(shí)際消耗為=133.9*450/1000=60.25 kg/槽時(shí)炭的損失=60.25-51=9.25 kg/槽時(shí)4.4.54.4.5 物料平衡列表物料平衡列表收入支出名稱數(shù)量百分百% 名稱數(shù)量百分百%AL2O3258.43 79.78原鋁133.941.34冰晶石0.670.2冰晶石0.670.21氟化鋁3.351.03氟化鋁3.351.0321氟化鈣0.540.16氟化鈣0.540.17氟化鎂0.670.2氟化鎂0.670.21陽極炭塊

35、60.2518.6CO2140.28 43.31總計(jì)323.91 100CO29.769.19碳損失量9.252.86氧化鋁損失5.581.72總計(jì)323.91 1004.54.5 熱平衡計(jì)算熱平衡計(jì)算 4.5.14.5.1 熱收入熱收入（1）電能的收 Q=4*420*1000*3600=6048000000KJ/h（2）陽極反應(yīng)所得熱：根據(jù)反應(yīng)方程式AL2O3+12/7C2AL+9/7CO2+3/7CO計(jì)算已得：CO2 的生成量 140.28kg/槽日，所以 nCO2=140.28/44=3.19kmol/槽hCO 的生成量 29.76kg/槽日，所以 nCO=29.76/28=1.06 k

36、mol/槽 h在電解溫度下:CO2 的生成熱為 394.97KJ/molCO 的生成熱為 113.07KJ/molQ=（3.19*394.97+1.06*113.07）*1000=1379808.5 KJ /槽 h（3） CO 燃燒熱22CO+1/2O2=CO2 50%的 CO 發(fā)生了反應(yīng)且 CO 的燃燒熱 282.69 KJ/molQ背=282.69*1.06*50%*1000=149825.7 槽 h 4.5.24.5.2 熱支出熱支出（1） AL2O3 的反應(yīng)熱AL2O32AL+3/2O2nAL2O3=109.59/102=1.07mol在 950下，AL2O3 分解的自由能為： G r

37、=405760=3.75T-92.22T=292986.52 G292986.52*4.2*2.53=3113274.76（2） 氣體帶走的熱量氣體平均比熱：C=1.25JK/m煙氣平均溫度 85，基礎(chǔ)溫度 25Q=1.254*7900*（85-25）=954396KJ/h（3） 鋁液帶走熱鋁比熱 298933為 C=4.96+0.002296Tcal/mol鋁比熱:9331273位 C=7.00cal/mol融化熱為 93kcal/molQ1=（4.96+0.0029*1231/2）*133.9/27*4.2*1231/2=86944.93KJ/hQ2=93*133.9*4.2=52301.

38、34 KJ/hQ3=7*133.9/27*4.2*t=145.80*1231/2=89739.9 KJ/h23Q 總=86944.93+52301.34+89739.9=228986.2 KJ/h（4） 殘極帶走熱：C 殘：C 消=160:400 C 消=60.25C 殘=60.5*160/400/13=1.85Kmol/h殘極表面溫度 450，電解溫度為 950殘極的平均溫度為（950+450）/2=700Q 殘極帶走的熱=1.85*4.1*4.2*700=10266.39 KJ/hQAL2O3=1000*4.2=4200 KJ/hQ 殘總=10266.39+4200=14466.39（5）

39、 加熱氟鹽、冰晶石 22W/kg-ALQ 鹽=22*3600*133.9*0.001=10604.88 KJ/h（6） 散熱損失Q=7577634.2-10604.88-14466.39-228986.2-954396-3113274.76=3255905.97 KJ/h244.5.34.5.3 熱量平衡表熱量平衡表收入支出名稱數(shù)量百分百名稱數(shù)量百分百陽極效應(yīng)1379808.5 18.21%AL2O3 反應(yīng)3113274.7641.09%CO 燃燒149825.71.98%氣體帶走熱95439612.59%電能收入604800079.81%鋁液228986.23.02%總收入7577634.2

40、 100.00%殘極14466.390.19%加熱氟鹽10604.880.14%散熱損失3255905.9742.97%總支出量7577634.2100.00%25第五章 鋁電解槽正常生產(chǎn)管理5.15.1 電解車間的生產(chǎn)管理電解車間的生產(chǎn)管理人類使用一定的工具，按照一定的方法對(duì)勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行勞作，從而構(gòu)成生產(chǎn)力。電解車間的管理者在從事管理活動(dòng)中應(yīng)從生產(chǎn)力的三要素來著眼，充分發(fā)揮要素的能動(dòng)作用，并注意調(diào)整三者之間的關(guān)系。電解鋁生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品永遠(yuǎn)不變，因此，作業(yè)方法也相應(yīng)穩(wěn)定。電解反應(yīng)由于是在結(jié)殼封閉的熔池內(nèi)進(jìn)行，而熔體的高溫、腐蝕和沖刷使安裝各種傳感器異常困難，故不能從多側(cè)面反映槽內(nèi)的反映情況

41、，不得不借助直觀感覺和體會(huì)。從而使對(duì)過程的判斷和處置帶有濃厚的經(jīng)驗(yàn)性。隨著槽型不斷大型化、操作機(jī)械化、自動(dòng)化水平的日益提高，與舊式電解車間相比，280KA 中心下料預(yù)焙槽顯現(xiàn)出，對(duì)作業(yè)時(shí)間安排和作業(yè)質(zhì)量更加嚴(yán)格，各工種，上下式序間配合更加緊湊，協(xié)調(diào)，指導(dǎo)生產(chǎn)更加重視數(shù)據(jù)解析的大趨勢(shì)。電解車間是工廠主體車間，供電、陽極、鑄造、化驗(yàn)、工藝車隊(duì)，原料供應(yīng)庫，槽修、電解設(shè)備維修、計(jì)器等車間工作節(jié)奏服從于電解生產(chǎn)的節(jié)拍，他們的產(chǎn)品質(zhì)量或服務(wù)質(zhì)量只有通過電解生產(chǎn)的成績(jī)才能體現(xiàn)和得到檢驗(yàn)。電解生產(chǎn)的特點(diǎn)和車間在工廠中所處的核心地位就決定了電解車間生產(chǎn)管理的基本點(diǎn)。5.1.15.1.1車間生產(chǎn)管理的一般法則車

42、間生產(chǎn)管理的一般法則人是生產(chǎn)力最活躍的要素。生產(chǎn)管理的核心，就是要發(fā)揮其活力。26所謂“活力”有兩層意義。其一，是指從事電解工作的人都能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，始終保持旺盛的工作熱情和責(zé)任態(tài)度，其二是操作著要熟練掌握各項(xiàng)操作，基層管理者要懂得技術(shù)條件和操作管理的方法，并具備較強(qiáng)過程分析和改善的能力。對(duì)此，車間的管理者應(yīng)調(diào)動(dòng)政治、行政、分配、教育等手段，長(zhǎng)期不懈地致力提高操作者和基層管理者的政治素質(zhì)及業(yè)務(wù)素質(zhì)。從構(gòu)成生產(chǎn)力的另兩個(gè)要素考慮，結(jié)合電解生產(chǎn)特點(diǎn)，應(yīng)從如下方面入手實(shí)施管理：同步化電解車間每天的所進(jìn)行的作業(yè)都有固定的時(shí)間和程序，這是由過程平穩(wěn)所要求的，也是多功能天車作業(yè)能力決定的。因此，一到

43、某一時(shí)間，所有參與作業(yè)的不同工種的操作都必須到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，并且在指定的時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)。根據(jù)電解車間作業(yè)時(shí)間表，排出了其他車間配合作業(yè)的節(jié)奏，從而形成了整個(gè)工廠的工作拍節(jié)。電解車間和其他車間都必須遵守已經(jīng)約定的配合時(shí)間表，到時(shí)同步動(dòng)作，使任務(wù)完成協(xié)調(diào)，高效。標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于連續(xù)性強(qiáng)，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，工序間環(huán)環(huán)相扣的大工業(yè)來說，成百上千的人集中在一起，從事著相同的勞動(dòng)，制造著同樣的產(chǎn)品，這就需要在操作方法，管理制度和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上的高度統(tǒng)一。因此，現(xiàn)代工廠中都把制訂標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)作為生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，工廠只有執(zhí)行了標(biāo)準(zhǔn)化，才有可能使生產(chǎn)指標(biāo)跨上一個(gè)新臺(tái)階。均衡化27指進(jìn)入電解車間物流和從電解車間移出的物流

44、均衡。 “均衡”含兩重要意義：第一，物流不能中斷；第二，投入和產(chǎn)出都保持在一定范圍之內(nèi)，維護(hù)投入產(chǎn)出的均衡是生產(chǎn)的重要內(nèi)容。簡(jiǎn)言之，槽子穩(wěn)定是物流均衡的基礎(chǔ)，物流均衡又是槽子穩(wěn)定的客觀表現(xiàn)。設(shè)備管理電解的主要操作，技術(shù)條件的調(diào)整，物流的進(jìn)出都是建立在設(shè)備正常的基礎(chǔ)上，有人講，設(shè)備好壞是電解死或活的問題，工藝的好壞是指標(biāo)高或低的問題。一句話，設(shè)備不正常，同步化，標(biāo)準(zhǔn)化，均衡化均為奢談。在電解車間，除電解槽外最重要的設(shè)備是多功能天車、凈化大風(fēng)機(jī)、計(jì)算機(jī)、槽控箱和電解槽，因此要加強(qiáng)對(duì)此設(shè)備的管理。全面質(zhì)量管理全面質(zhì)量管理是發(fā)動(dòng)群眾參加管理，實(shí)現(xiàn)從把關(guān)的一種行之有效的管理形式，全面質(zhì)量管理的基本思想是

45、，以防為主，處理為輔；把管結(jié)果變成管原因，把處理事故變?yōu)樽ト粘９ぷ鞯膰?yán)格管理，使每個(gè)操作，每項(xiàng)技術(shù)條件都處于受控狀態(tài)，且整個(gè)過程中，始終貫徹用數(shù)據(jù)說話，對(duì)于鋁電解這個(gè)連續(xù)性強(qiáng)，多人參與，效果反映遲緩，經(jīng)驗(yàn)色彩較濃的行業(yè)，全面質(zhì)量管理非常有用。5.1.25.1.2車間機(jī)構(gòu)及管理層次車間機(jī)構(gòu)及管理層次車間管理機(jī)構(gòu)電解車間的生產(chǎn)管理，涉及面寬，內(nèi)容復(fù)雜，絕非一個(gè)人能包打天下，需要一批人按照不同的分工，構(gòu)成不同的層次去進(jìn)行管理。電解廠房、計(jì)算機(jī)室、供料與凈化部在流程上是互相聯(lián)系不能分割的。三者產(chǎn)28生的各種數(shù)據(jù)都是電解過程分析所不可缺少的。其具體分工如下：管理者（車間主任、區(qū)長(zhǎng)） 、監(jiān)督者（區(qū)長(zhǎng)、班長(zhǎng)

46、） ，執(zhí)行者（各類操作工人）層次分明，職位明確。作業(yè)組工種齊全，減少了因按工種劃分，而造成任一作業(yè)都需要電解工區(qū)對(duì)外聯(lián)系的麻煩和扯皮。廠房自成小系統(tǒng)，配備的設(shè)備管理員、技術(shù)員、吸出管理員、資料員能獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)備管理，電解操作管理，日常對(duì)外聯(lián)系和過程的初步分析。車間具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和過程分析能力，能夠提供廠房各種資料，指導(dǎo)廠房改善過程，使電解生產(chǎn)始終充滿向上的活力。電解車間管理層次電解車間管理者層次一般劃分為管理者、監(jiān)督者、執(zhí)行者、三者承擔(dān)的職能不同，不同層次管理者管理的內(nèi)容和深度不同。車間正、副主任按照工廠下達(dá)的計(jì)劃，制定符合車間實(shí)際的實(shí)施計(jì)劃；研究計(jì)劃實(shí)施中生產(chǎn)存在的操作質(zhì)量，技術(shù)條件，設(shè)

47、備運(yùn)轉(zhuǎn)，原材料質(zhì)量，工種間配合協(xié)作等方面的問題，并及時(shí)發(fā)出改善指示。遇到重大問題負(fù)責(zé)與配合車間聯(lián)結(jié)，或向廠長(zhǎng)匯報(bào)并接受指示。區(qū)長(zhǎng)他們是第一線的管理人員，每天都要處理大量的業(yè)務(wù)問題和協(xié)調(diào)方面的問題。他們應(yīng)精通操作和異常狀況發(fā)布操作或處置，能夠做到：按操作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廠房、區(qū)的操作質(zhì)量和技術(shù)條件進(jìn)行嚴(yán)格管理；及時(shí)、準(zhǔn)確地異常情況發(fā)布操作或處理指示；將車間方針和實(shí)施計(jì)劃具體化，制訂落實(shí)措施，向班組貫徹，并檢查班組長(zhǎng)工作。定期向管理人員對(duì)電29解生產(chǎn)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出存在的問題，提出改善的可能性和可行性意見；定期或不定期向廠房，區(qū)提供操作質(zhì)量和槽子趨勢(shì)的分析資料；協(xié)助車間，廠房，區(qū)制訂槽基準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期目標(biāo)

48、的措施；指導(dǎo)廠房，區(qū)操作質(zhì)量的推進(jìn)；負(fù)責(zé)對(duì)操作標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件提出修正意見。班、組長(zhǎng)是操作班的負(fù)責(zé)人，必須精通操作標(biāo)準(zhǔn)，善于做群眾工作。他們應(yīng)做到，經(jīng)常檢查操作質(zhì)量，貫徹操作標(biāo)準(zhǔn)；負(fù)責(zé)異常情況下的處置和協(xié)調(diào)；負(fù)責(zé)貫徹車間在操作方法的改善意見；團(tuán)結(jié)，領(lǐng)導(dǎo)好部下，完成操作，現(xiàn)場(chǎng)清掃和設(shè)備維護(hù)任務(wù)，不發(fā)生人身，設(shè)備事故。電解車間定員電解車間定員是根據(jù)設(shè)計(jì)車間擬定的產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模規(guī)定具有一定質(zhì)量的各類人員的數(shù)量指標(biāo)。定員工作的中心任務(wù)是在保證生產(chǎn)需要的前提下，按照精兵簡(jiǎn)政、提高效率的原則。合理使用勞動(dòng)力，節(jié)約勞動(dòng)力。對(duì)生產(chǎn)崗位的定員主要是按照崗位的性質(zhì)和勞動(dòng)量來選定，不同素質(zhì)的勞動(dòng)力應(yīng)有不同的崗位配

49、置，做到用其所長(zhǎng)，避其所短，優(yōu)化組合；各車間的管理人員按全車間的 5%來確定。人員崗位是：每個(gè)車間三個(gè)主任，兩個(gè)副主任分別負(fù)責(zé)設(shè)備和生產(chǎn)，每車間分 4 個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)有兩個(gè)班長(zhǎng)和兩個(gè)區(qū)長(zhǎng)，每個(gè)區(qū)一個(gè)生產(chǎn)班，生產(chǎn)班分 4 個(gè)作業(yè)組，每個(gè)組設(shè)立一個(gè)作業(yè)組長(zhǎng)，每個(gè)作業(yè)組包括天車工、操爐工兩個(gè)工種，車間設(shè)立一個(gè)綜合班，負(fù)責(zé)整個(gè)車間的抬母線、檢修、以及檢測(cè)等工作。即臺(tái)母線兩個(gè)組，每組 4 人，檢修槽兩個(gè)組，每組 8 人，檢測(cè) 4 人，另外車間辦公室 2 人，負(fù)責(zé)車間的原財(cái)物料的領(lǐng)用、發(fā)放、保管，以及日常辦公工作，總?cè)藬?shù)為 454 人。具體見表電解車間定員表。30表 5-1 電解車間定員表 崗位每個(gè)車間（2

50、 個(gè)車間）每個(gè)工區(qū)（4 個(gè)工區(qū)）每個(gè)作業(yè)組（4 個(gè)作業(yè)組） 總?cè)藬?shù)備注車間主任361 正 2 副工區(qū)長(zhǎng)82161 正 1 副生產(chǎn)班長(zhǎng)82161 正 1 副作業(yè)長(zhǎng)164324 班 3 倒天車工48123964 班 3 倒操爐工1122872244 班 3 倒綜合班30601 正 1 副班長(zhǎng)辦事員24合計(jì)427454以上就是電解車間的不同層次的管理的人員配置。5 52 2 電解車間工藝技術(shù)條件管理電解車間工藝技術(shù)條件管理新槽啟動(dòng)后，經(jīng)過三個(gè)月的調(diào)整，逐漸形成規(guī)整的爐膛，電解槽進(jìn)入正常生產(chǎn)階段。在正常生產(chǎn)期，需要對(duì)各項(xiàng)工藝技術(shù)條件進(jìn)行管理，這些工藝技術(shù)包括槽電壓，加料量（指氧化鋁通過加料間隔管理來實(shí)

51、現(xiàn)），鋁水平和電解質(zhì)水平，陽極效應(yīng)，槽溫等，在保證電解槽操作質(zhì)量的前提下，管理好這些技術(shù)條件，電解槽就能在長(zhǎng)期的狀態(tài)下工作，獲得31高電流效率和低能量消耗，此為電解生產(chǎn)管理的主體，須特別重視。5.2.15.2.1 槽電壓管理槽電壓管理槽電壓指電解槽正常工作的電壓，由電解槽的陽極母線壓降、卡具壓降、鋁導(dǎo)桿壓降、爆炸焊壓降、鋼爪-碳?jí)K壓降、陽極碳?jí)K壓降、陰極壓降、分解與極化壓降、電解質(zhì)壓降、效應(yīng)分?jǐn)倝航到M成。生產(chǎn)中槽電壓的管理主要是注重于隨槽子狀態(tài)而變化的，主要是對(duì)陽極壓降、陰極壓降、電解質(zhì)壓降和效應(yīng)分?jǐn)倝航档目刂?，其中陽極壓降則是由陽極生產(chǎn)單位取保證。由于各個(gè)槽安裝質(zhì)量有異，槽工作狀態(tài)不一。每個(gè)

52、槽的電壓并不絕對(duì)一致，需要依據(jù)實(shí)際情況人為設(shè)定。槽電壓的管理就是依照人為設(shè)定的槽電壓為目標(biāo)，通過計(jì)算機(jī)忠實(shí)地實(shí)行監(jiān)控進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整控制。在電流恒定的條件下，電壓是調(diào)節(jié)電解槽能量平衡最重要、最易實(shí)現(xiàn)的因素之一，因此，電壓管理實(shí)質(zhì)是電解槽能量平衡的管理。通過變更設(shè)定電壓實(shí)行對(duì)槽電壓進(jìn)行控制，實(shí)質(zhì)是通過增減極距來變更電解質(zhì)電壓降，因?yàn)椴垭妷号c極距呈現(xiàn)確定的線性函數(shù)關(guān)系，即隨著極距的增長(zhǎng)而升高。當(dāng)槽電壓恒定，但爐底、陽極電壓降增高時(shí)，或電解質(zhì)電阻變大時(shí)，極距就會(huì)被壓縮，從而引發(fā)病變。為了使電壓能真正與極距呈現(xiàn)確定的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，在實(shí)際中應(yīng)盡量保證陽極、陰極電壓降接近設(shè)計(jì)值，并按基準(zhǔn)要求保持電解質(zhì)成分，并

53、使這些項(xiàng)目穩(wěn)定。在電流恒定的條件下，電壓是調(diào)節(jié)電解槽能量平衡的最重要，最易實(shí)現(xiàn)的因素之一，因此，電壓管理實(shí)質(zhì)是電解槽能量平衡的主要管理。實(shí)際生產(chǎn)中，通過增減極距來變更電解質(zhì)電壓降來實(shí)現(xiàn)對(duì)槽電壓的控制。32下列情況需要將電壓上升：電解槽熱量不足，效應(yīng)多發(fā)或早發(fā)。需要指出的是：凡是通過變更其它技術(shù)條件能達(dá)到同樣的目的，就盡量不要上升是電壓。這樣以防止提高電壓對(duì)槽膛產(chǎn)生的副作用。在電解槽恢復(fù)過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整，否則產(chǎn)生熱量收支不平衡，惡化槽況。5.2.25.2.2 鋁水平及出鋁管理鋁水平及出鋁管理 鋁水平的作用主要是穩(wěn)定磁場(chǎng)，降低針振和電壓擺發(fā)生的機(jī)率與幅度，并減少對(duì)陰極的侵蝕等。由于鋁

54、的導(dǎo)熱性好，使電解槽內(nèi)溫度分布比較均勻，因此保持較高的鋁水平使陽極底部熱量能夠及時(shí)地散發(fā)出去，有利于調(diào)節(jié)、降低槽溫，減弱二次反應(yīng)。較高的鋁水平能儲(chǔ)存較大的熱容量，因此使得電解槽有較大的熱穩(wěn)定性。在偶然發(fā)生的陽極效應(yīng)、槽電壓升高和電流增大時(shí)，可使電解槽內(nèi)產(chǎn)生的大量多余熱量?jī)?chǔ)入鋁水中，而不至于使電解槽溫度上升得過高，不會(huì)給電解槽的熱穩(wěn)定性帶來很大的影響，這對(duì)改進(jìn)和提高電解槽的電流效率是有好處的。事實(shí)證明，電解槽容量越大，電解質(zhì)和鋁水越多，電解槽的這種熱穩(wěn)定性就越好，越能承受諸如換極作業(yè)等對(duì)電解槽的干擾。鋁具有良好的導(dǎo)電性能，具有使陽極電流和陰極電流分布比較均衡的功能。較高的鋁水平能使電解槽周圍形成

55、規(guī)整、穩(wěn)固的槽幫，收縮鋁液鏡面，提高陰極電流密度，這些因素均有利于提高電流效率、降低電耗、提高電解槽壽命。低鋁水平，對(duì)電解槽的平穩(wěn)、高效和安全生產(chǎn)均帶來了較為不利的后果。33由上可以看見，電解槽的鋁水平的管理十分重要。管理的重點(diǎn)是平衡保持確定的鋁水平，防止偏高偏低。鋁水平的管理，首要條件是采用正確的測(cè)量方法，取得準(zhǔn)確的鋁水平數(shù)據(jù)。測(cè)定的方法一般為一點(diǎn)測(cè)定法和三點(diǎn)測(cè)定法。出鋁量的管理是指怎樣確定各臺(tái)槽吸出多少鋁，即確定指示量。嚴(yán)格地講，每臺(tái)槽每次的出鋁量應(yīng)等于出鋁周期內(nèi)所產(chǎn)的鋁量，但實(shí)際生產(chǎn)中難以做到準(zhǔn)確把握此量。由于鋁水平關(guān)系到槽子的熱平衡以及正常生產(chǎn)，我們也應(yīng)以鋁水平來決定出鋁量的多少，保證

56、電解槽穩(wěn)定生產(chǎn)。5.2.35.2.3 極上保溫料的管理極上保溫料的管理極上保溫料是維持電解槽熱平衡的一個(gè)重要因素。槽子的熱設(shè)計(jì)確定之后，生產(chǎn)中必須保證熱輸入與熱支出的平衡，才能達(dá)到槽子平穩(wěn)運(yùn)行。極上保溫材料主要是保持槽子熱量的作用，但它也可作為調(diào)節(jié)熱支出的手段，通過增減極上保溫料的厚度，調(diào)節(jié)電解槽的熱支出，但不能只考慮這一種手段，必須與槽電壓，鋁水平高度調(diào)整配合實(shí)施。正常槽極上保溫料加的不足，自然會(huì)導(dǎo)致槽子走向冷態(tài)，必須升高槽電壓來維持熱平衡，勢(shì)必造成多耗電能。生產(chǎn)管理中必須按設(shè)計(jì)所確定的來添加。當(dāng)輸入熱量過剩時(shí)，可適當(dāng)減薄保溫料厚度加大槽散熱，否則過剩的熱量就會(huì)通過側(cè)部散出，使槽幫變薄。當(dāng)輸

57、入熱量不足時(shí)，可適當(dāng)增加保溫料厚度，角部和廠房?jī)深^及過道邊易散熱槽的保溫料要稍厚些，冬季時(shí)節(jié)也可適當(dāng)厚些。極上氧化鋁厚度的標(biāo)準(zhǔn)值為 1618cm，即與陽極鋼爪橫梁下限23cm 齊為標(biāo)準(zhǔn)。345.2.45.2.4 效應(yīng)管理效應(yīng)管理陽極效應(yīng)是鋁電解過程中發(fā)生在陽極上的一種特殊現(xiàn)象，無論哪種解釋機(jī)理都有氧化鋁濃度降低的原因。傳統(tǒng)的電解工藝認(rèn)為陽極效應(yīng)的發(fā)生可以調(diào)整槽子的熱平衡，校正電解槽內(nèi)電解質(zhì)中氧化鋁的濃度，并達(dá)到潔凈電解質(zhì)，清理陽極底掌爐底沉淀以及規(guī)整爐膛的目地。但是當(dāng)陽極效應(yīng)發(fā)生時(shí)，電解過程會(huì)中止，很容易燒壞良好的側(cè)部爐幫，使熔體電解質(zhì)過熱，造成電流效率降低及環(huán)境污染并浪費(fèi)大量電能、原材料、人

58、力。因此國內(nèi)外各大鋁廠都在努力降低陽極效應(yīng)系數(shù)減少效應(yīng)的發(fā)生。在電解槽的正常生產(chǎn)中，我們總是希望能按照設(shè)定的陽極效應(yīng)系數(shù)發(fā)生效應(yīng)。但是在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中不可避免存在設(shè)備故障及技水條件不合理的情況因此不正常的效應(yīng)發(fā)生在所難免。在大型預(yù)焙鋁電解槽煉鋁生產(chǎn)過程中，所謂非正常效應(yīng)就是沒有按照設(shè)定的效應(yīng)系數(shù)在效應(yīng)等待以外期間發(fā)生的效應(yīng)。其主要有以下幾種類型。(1)突發(fā)效應(yīng)未到效應(yīng)等待期發(fā)生的效應(yīng)即為突發(fā)效應(yīng)。其主要產(chǎn)生的原因是電壓偏低。熱輸入不足，鋁水平偏高。極上保溫料不足。加料量不足?？砂匆韵鲁绦蜻M(jìn)行判斷與處理，如圖 51 所示。35 圖 5.1 突發(fā)效應(yīng)處理程序(2)延遲效應(yīng)AE 在設(shè)定的效應(yīng)系數(shù)的等待期

59、以后，推遲發(fā)生或不發(fā)生即為延遲效應(yīng)，其發(fā)生的主要原因是陽極本身有異常。物料過剩，電壓過高或 Al 水平過低，可按以下程序判斷處理，如圖 62 所示。 圖 5.2 延遲效應(yīng)處理程序(3)異常效應(yīng)(1)效應(yīng)電壓小于 15 V 的效應(yīng)，其產(chǎn)生的主要原因是陽極底掌有局部病36變，引起短路，電解質(zhì)水平過高引起槽子過熱，可按以下程序進(jìn)行判斷與處理，如圖 53 所示。圖 5.3 效應(yīng)電壓小于 15V 的處理程序(2)效應(yīng)電壓高于 35 V，其產(chǎn)生原因主要是 AE 時(shí)人為提高電壓；電解質(zhì)水平壓低；鋁水平過高或槽子過冷?？砂匆韵鲁绦蚧M(jìn)行判斷處理如圖 64 所示。 圖 5.4 效應(yīng)電壓小于 35V 的處理程序?qū)?/p>

60、踐證明，只要認(rèn)真把好操作關(guān)，提高陽極質(zhì)量，把好支配物料和熱因37素的各項(xiàng)技術(shù)條件，并合理將他們組合，可望能取得效應(yīng)管理的滿意效果。5.2.55.2.5 效應(yīng)間隔管理效應(yīng)間隔管理AE 間隔，亦稱 AE 設(shè)定時(shí)間，即指上次 AE 結(jié)束時(shí)刻起，到停止本次加料歷程，開始等待 AE 時(shí)止的規(guī)定時(shí)間，這是人為設(shè)定的。AE 間隔越短，效應(yīng)次數(shù)越多，等待 AE 的時(shí)間越長(zhǎng)，加料次數(shù)越少，說明 AE 間隔這個(gè)參數(shù)能夠影響加料量，其實(shí)際意義為：相隔多長(zhǎng)時(shí)間清理一次槽內(nèi)積料，校準(zhǔn)一次氧化鋁濃度，這個(gè) AE 間隔取值取決于加入量與槽實(shí)際需要量的偏差的大小。因此要按照槽子的實(shí)際情況，調(diào)整好效應(yīng)間隔。5.2.65.2.6