铝电解技术问答

　　《铝电解技术问答》以问答的方式将最新的铝电解生产控制理念、方法和手段介绍给读者，所介绍的内容涉及铝电解生产过程的各主要环节。主要内容包括铝电解基本原理，铝电解原材料及能源，现代预焙铝电解槽结构，大型预焙槽的阳极，预焙铝电解槽的预热焙烧与启动，铝电解槽的常规操作，铝电解槽非正常期生产管理，铝电解槽正常生产管理，预焙铝电解槽病槽及防治，铝电解槽阴极内衬破损及对策，铝电解生产中的常规测量，铝电解的计算机控制，铝电解的电流效率，铝电解的电能消耗和能量平衡，铝电解槽烟气净化及原料输送，铝及铝合金的熔炼和铸锭，铝电解产品质量及检测，铝电解厂的环境保护，铝电解生产指标、成本及发展方向。《铝电解技术问答》可作为铝电解厂技工、技师及现场生产管理人员的技术培训教材及自学参考书，也可作为职专及高等院校相关专业师生下厂实习的参考资料。

　　杨昇，1970年出生，992年获中南工业大学（现中南大学）有色冶金专业学士学位，2003年获郑州大学凝聚态物理专业博士学位。曾任郑州轻金属研究院铝电解炭素研究所电解研究室副主任，现任郑州大学材料物理教育部重点实验室副教授，主要从事轻金属冶金及金属材料的研究工作。曾获得河南省教育厅科技成果一等奖2项，通过省部级鉴定项目5项，获得发明专利7项，发表论文20余篇。杨冠群，1965年毕业于中南矿冶学院（现中南大学）冶金物理化学专业。曾任郑州轻金属研究院氧化铝研究所副所长、铝电解炭素材料研究所总工程师、教授级高级工程师。曾获省部级科技进步一等奖1项，二等奖2项，三等奖1项；河南省火炬技术产业化功勋奖1项；获国家发明专利6项，设计新型专利1项；参加编写专著2部，并担任1部专著的部分审稿工作，发表科技论文47篇。

第一章 铝电解基本原理
1.什么是铝？
2.铝的冶炼技术经历了怎样的发展过程？
3.什么是冰晶石？
4.铝电解为什么用冰晶石和氟化物作电解质，电解质具备哪些基本性质？
5.什么是电解质的酸碱度？
6.怎样测定电解质的酸碱度？
7.什么是电解质的初晶温度，它对铝电解过程有何重要意义？
8.电解质初晶温度主要受哪些因素影响？
9.怎样测定电解质初晶温度？
10.什么是电解质的密度，它在铝电解生产中有何重要意义？
11.影响电解质密度的主要因素有哪些？
12.怎样测定电解质的密度？
13.什么是电解质的电导率，它在铝电解生产中有何重要意义？
14.影响电解质电导率有哪些主要因素？
15.怎样测定电解质的电导率？
16.什么是电解质的黏度，它在铝电解生产中有何重要意义？
17.电解质的黏度主要受哪些因素影响？
18.什么是电解质的表面性质，它在铝电解生产中有何重要意义？
19.影响电解质表面性质的主要因素有哪些？
20.什么是电解质的挥发性，它主要受哪些因素的影响？
21.工业铝电解槽的电解质主要由哪些物质组成，各组成成分主要起什么作用？
22.铝电解的基本过程是怎样的？
23.阴极过程主要发生怎样的反应？
24.阴极上还可能发生哪些副反应，它们有何危害？
25.阳极过程主要发生怎样的反应？
26.阳极上还可能发生哪些副反应？
27.什么是阳极效应，它有什么宏观表现？
28.阳极效应对铝电解生产过程有什么影响？
29.阳极效应发生的机理怎样？
30.怎样才能熄灭阳极效应？
第二章 铝电解原材料及能源
31.现代铝电解生产工艺采用怎样的基本流程，生产过程中需消耗哪些原材料？
32.什么是氧化铝？
33.氧化铝是怎样获得的？
34.我国和世界生产的铝需消耗多少氧化铝？
35.地球上的铝资源多吗，能满足人类的需求吗？
36.铝电解对氧化铝的化学纯度有什么要求，为什么？
37.铝电解对氧化铝的物理性能有什么要求？
38.怎样测定氧化铝的安息角？
39.怎样测定氧化铝的真密度？
40.怎样测定氧化铝的松装密度？
41.怎样做氧化铝的粒度筛分测定？
42.怎样测定氧化铝的磨损指数？
43.铝电解用冰晶石是怎样获得的，对它有怎样的质量要求？
44.铝电解用氟化铝是怎样获得的，对它有什么质量要求？
45.对铝电解所需的其他氟化物的质量有什么要求？
46.铝电解对能源条件有什么要求？
47.怎样获得电解槽上所用的低压直流电？
第三章 现代预焙铝电解槽结构
48.预焙铝电解槽结构大体包括哪些部分？
49.预焙铝电解槽的阴极结构由哪几部分组成？
50.预焙铝电解槽槽壳的作用和结构怎样？
51.预焙铝电解槽有怎样的底部内衬结构？
52.预焙铝电解槽底部内衬所用各种材料有什么质量要求？
53.预焙铝电解槽侧部内衬是什么样的结构，各有何优缺点？
54.预焙铝电解槽的阴极炭块组是什么样的结构？
55.怎样选择预焙铝电解槽阴极炭块的材料？
56.预焙槽用阴极扎糊有什么样的技术要求？
57.预焙铝电解槽上部结构主要由哪些部分组成？
58.铝电解过程中会产生多少烟气需要排烟装置处理？
59.预焙阳极铝电解槽排烟装置的排烟量如何计算？
60.预焙铝电解槽有什么样的母线结构？
61.铝电解车间及预焙铝电解槽在哪些部位设置了电气绝缘，绝缘要求怎样？
第四章 大型预焙槽的阳极
62.预焙铝电解槽使用怎样的阳极？
63.炭素材料基本的宏观结构性质有哪些，它们如何测定？
64.炭素材料的基本力学性质有哪些，它们如何测定?
65.炭素材料的基本热学性质有哪些，它们如何测定?
66.炭素材料基本电磁学性质有哪些，它们如何测定?
67.炭素材料的重要化学性质有哪些?
68.生产预焙阳极时常用哪些原料作骨料和粉料，对其有何质量要求?
69.生产预焙阳极时所用黏结剂是什么，对其有何质量要求?
70.预焙阳极炭块经过怎样的生产流程，各主要工序的作用和注意事项是什么?
71.对预焙阳极炭块的理化指标有些什么要求?
72.预焙阳极炭块怎样组装成阳极组?
73.对预焙阳极炭块及阳极组的外观性质有什么要求?
第五章 预焙铝电解槽的预热焙烧与启动
74.铝电解槽预热焙烧的目的和要求是什么?
75.目前预焙铝电解槽的预热焙烧方法有哪几种?
76.什么是铝液焙烧法，它有何优缺点?
77.什么是焦粒焙烧法，它有何优缺点?
78.什么是石墨粉焙烧法，它有何优缺点?
79.什么是燃料焙烧法，它有何优缺点?
80.新建系列电解槽预热焙烧前应具备哪些条件?
81.电解槽的验收及生产交接应把握哪些环节?
82.怎样进行短路试验?
83.预焙槽焦粒焙烧启动的管理流程是怎样的?
84.预焙槽焦粒焙烧通电前有哪些准备工作?
85.预焙槽焦粒焙烧通电后有哪些操作程序?
86.焦粒焙烧作业有些什么注意事项?
87.怎样预防和处理焦粒焙烧中的异常情况?
88.什么是预焙槽的干法启动?
89.什么是预焙槽的湿法启动?
90.预焙铝电解槽启动作业有哪些操作步骤及注意事项?
91.什么是铝电解槽二次启动?
92.新电解槽焙烧启动常会出现什么故障，怎样处理?
第六章 铝电解槽的常规操作
93.预焙铝电解槽常规操作主要包括哪些内容?
94.怎样计算阳极更换周期?
95.如何确定阳极更换顺序?
96.更换阳极应遵守怎样的操作程序?
97.高残极及脱落极如何处理?
98.预焙铝电解槽出铝经过哪些作业步骤?
99.预焙铝电解槽出铝有些什么注意事项?
100.怎样识别阳极效应即将发生或正在发生?
101.阳极效应对铝电解过程有何利弊?
102.熄灭阳极效应应遵守怎样的操作程序?
103.怎样调整异常电压?
104.怎样计算抬母线周期?
105.怎样进行抬母线操作?
106.抬母线作业要注意哪些事项?
107.什么是三点测量作业，它有何优缺点?
108.怎样进行预焙铝电解槽扎边部作业?
109.预焙铝电解槽的炭渣是怎样形成的，为什么要捞炭渣?
110.怎样完成捞炭渣作业?
111.预焙槽下料异常如何处理?
112.短路口什么时候要进行断开或短路操作，怎样进行?
113.停槽作业须遵守怎样的操作规程?
第七章 铝电解槽非正常期生产管理
114.什么是铝电解槽非正常期生产管理?
115.铝电解槽启动初期的技术条件如何控制?
116.铝电解槽启动初期的管理须注意哪些事项?
117.铝电解槽启动后期管理的主要目的是什么?
118.启动后期如何控制电解质高度?
119.启动后期如何控制电解质成分?
120.当需要时怎样用NaF或NaCO2，提高电解质摩尔比?
121.启动后期如何控制铝液高度?
122.启动后期如何进行电压管理?
123.启动后期如何控制效应系数?
124.启动后期为什么要建立槽膛，要建立什么样的槽膛?
125.铝电解槽的正常槽膛是怎样形成的，建立槽膛过程应注意什么?
126.以焦粒焙烧为例，整个焙烧启动阶段全过程是怎样的?
……
第八章 铝电解槽正常生产管理
第九章 预焙铝电解槽病槽及防治
第十章 铝电解槽阴极内衬破损及对策
第十一章 铝电解生产中的常规测量
第十二章 铝电解的计算机控制
第十三章 铝电解的电流效率
第十四章 铝电解的电能消耗能量平衡
第十五章 铝电解槽烟气净化及原料输送
第十六章 铝及铝合金的熔炼
第十七章 铝电解产品质量及检测
第十八章 铝电解厂的环境保护
第十九章 铝电解生产指标、成本及发展方向
参考文献