中国铝业杯首届全国有色金属行业职工技能竞赛铝电解工复习大纲

“中国铝业杯”首届全国有色金属行业职工技能竞

赛铝电解工复习大纲

第一部分：铝电解基础理论知识：

1、铝的性质及用途；

2、铝电解基本原理；

3、铝电解生产技术经济指标；

4、铝电解槽基本结构；

5、铝电解计算机控制知识；

6、铝电解物料输送与烟气净化知识；

7、炭阴极、炭阳极对电解生产影响的相关知识；

8、电解质特性；

9、电解铝生产相关计算；

10、铝电解槽破损与维护。

第二部分：铝电解操作技能知识：

1、通电、焙烧、启动及后期管理；

2、更换阳极、抬母线、出铝；

3、测量作业；

4、病槽处理；

5、效应及异常效应处理；

6、异常情况处理（停动力电、停直流电、停风等）

7、漏炉处理；

8、停槽处理；

9、技术条件调整；

10、提高技术经济指标的途径；

11、原铝质量控制；

12、延长槽寿命的途径；

13、多功能机组的作业；

14、计算机控制。

第三部分：电解槽生产情况分析与判断

1、根据测量数据分析判断槽况及作相应处理；

2、根据计算机报表分析处理电解槽；

3、电解槽炉膛规整分析；

4、电解质成分分析判断；

5、电解槽应急情况分析判断及措施；

6、阳极、阴极电流分布测量分析与判断；

7、“电压摆动”原因分析及判断。

第四部分：电解槽的节能减排

1、工艺及设备新技术；

2、降低效应系数、降低槽电压的途径；

3、强化电流技术；

4、提高电流效率的途径；

5、铝电解槽烟气治理；

6、铝电解槽的节电。

第五部分：其他

本次比赛依据《国家职业标准—铝电解工》规定的相关理论知识和技能要求，统一选用由贵州科技出版社出版的铝电解工资格培训教程，并结合企业生产实际情况作为比赛理论命题依据。

1、试题类型：填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和论述题。

2、复习参考资料：

（1）《国家职业标准——铝电解工》中华人民共和国劳动和社会保障部制定（2004.2），统一书号：155045·169

（2）《国家职业资格培训教程——铝电解工》（上下册）中国有色金属工业协会、中国铝业公司、有色金属行业职业技能鉴定指导中心等单位组织编写（2006.12），书号：ISBN 7－80662－525－9/TF·001 （3）“中国铝业杯”首届全国有色金属行业职工技能竞赛铝电解工技术文件。（见附件）

(4)专家组技术文件答疑联系人：

附件：

“中国铝业杯”

首届全国有色金属行业职工技能竞赛

铝电解工技术文件

全国有色金属行业首届职工技能竞赛组委会

2007年8月

目录

一、铝电解工理论知识复习资料

二、铝电解工实际操作复习资料

三、铝电解工实际操作评分标准

四、铝电解工实际操作工具清单

一、铝电解工理论知识复习资料

(一)填空题

1、电解系列中，电解槽均以（）形式连接的。

2、铝在常温下密度为（）g/cm3 ，在电解温度下密度为（）g/cm3 ，在电解温度下电解质密度为（）g/cm3 。

3、写出下列物质的分子式：氧化铝（）、氟化氢（）、二氧化硅（）、四氟化碳（）。

4、电流效率低的主要原因是（）。

5、理论上生产一吨铝需要氧化铝（）Kg。

6、阳极气体的主要成分是（）、（）。

7、理论上用1安培电流，电解1小时可在阴极上析出（）克铝。

8、氧化铝——冰晶石熔体电解时，99%的电流是由（）传导的。

9、阳极效应发生的根本原因是（）浓度降低。

10、理论上生产一吨铝所需的电耗（）kWh。

11、铝电解槽按阳极结构可分为（）和（）。

12、铝的熔点是（）。

13、电流强度是决定（）和（）大小的主要因素。

14、（）是铝电解所用的原料，又是烟气净化的（）。

15、熔融电解质开始有（）析出时的温度，叫（）。

16、电解质的分子比是指（）与（）的摩尔分子数量的比值。

17、电解槽的极距是指（）到（）之间的距离。

18、生产中，电解质的损失除了挥发外，还有（）和（）损失。

19、外取电解质或铝液时，工具先要（），防止（）。

20、发生漏炉时除集中力量抢修外，还必须有专人看管（），防止（）事故发生。

21、铝电解槽烟气净化分（）和（）两种方法。

22、铝的原子量为（）,铝的电化学当量为（）。

23、铝电解阴极副反应主要有（）、（）和碳化铝的生成。

24、决定直流电耗的两个因素是（）和（）。

25、铝电解生产过程中阳极气体主要成分为（）和（）的混合物。

26、测量电解温度的方法主要有（）。

27、原铝中杂质主要有两类，属于（），另一类属于（）。

28、电解槽生产初期，（）和（）质量好坏是引起阴极内衬早期破损的关键环节。

29、装炉过程中，一定要注意（）和（）。

30、计算机控制电解槽的原理，实际上是控制（）。

31、初晶温度是指液体开始形成（）的温度。生产中电解质工作温度一般控制在初晶温度以上（）的范围。

32、写出冰晶石-氧化铝熔液电解的总反应式（），阳极反应式（），阴极反应式（）。

33、国标GB/T1196-2002《重熔用铝锭质量标准》规定：

AL99.70 Fe 不大于（），Si不大于（），Ga不大于（），杂质总合不大于（）；Al99.70A Fe 不大于（），Si不大于（），Ga不大于（），杂质总合不大于（）。

34、我国大型预焙槽主要采用（）、（）、（）输送技术输送物料。

35、电解生产工艺技术参数主要有系列电流强度、槽电压、（）、（）、（）、（）等。

36、我国铝行业现阶段电解槽的焙烧启动方法有（）、（）、（）三种。

37、阳极设置过高或过低则会造成（），致使阳极（），导致电压摆。

38、提出残极后，应检查槽内（）、（）、（）、（）、以及两水平等项目。

39、加极上氧化铝的目的是（）、（）和（）。

40、料箱有料，电解槽下料点不下料的原因有（）、（）和（）。

41、熄灭AE前应检查（），槽控箱是否（），下料气阀（）等情况。

42、槽控箱具有AE处理、（）、（）等控制功能。

43、电解槽炉帮较空时，一般出现（）、（）、（）、（）、和（）等现象。

44、当对地电压异常，（）、（）、（）、（）和（）时，应终止测定阳极电流分布作业。

(二)单项选择题

1、某电解系列生产槽200台，当日发生阳极效应30个，那么当日系列效应系数为（）次/日.台。

A、0.25

B、0.32

C、0.60

D、0.15

2、某大组全月产原铝180 t，全月消耗氧化铝360 t，那么该大组当月每吨原铝氧化铝消耗为（）Kg。

A、1898 Kg

B、1900 Kg

C、1945 Kg

D、2000 Kg

3、冰晶石是作为（）往电解质中补充添加。

A、熔质

B、熔剂

C、添加剂

D、原料

4、铝液的比重要比电解质的重，一般两者相差（）g/cm3。

A、0.05

B、0.2

C、0.4

D、0.6

5、电解质中挥发性最大的物质是（）。

A、NaF

B、AlF3

C、Na3AlF6

D、MgF2

6、添加MgF2能（）电解质的表面张力，促进炭渣分离。

A、增大

B、减小

C、不改变

D、去消

7、分子比降低使电解质的挥发损失（）。

A、增大

B、减小

C、不改变

D、为零

8、氟化盐的理论消耗量为（）Kg/t·Al

A、0

B、10～20

C、20～30

D、30～40

9、在计算机控制的中间下料电解槽上，电解质中氧化铝浓度一般应控制在（）。

A、0～1.0%

B、1.5～3.0%

C、3.5～5.5%

D、6～8%

10、电解槽启动后期是指（）。

A、从开始启动到停槽之间

B、从启动结束到停槽之间

C、从启动结束到正常生产之间

D、从正常生产到停槽之间

11、破损槽炉底修补后在工艺上应注意（）。

A、多造沉淀形成炉底结壳

B、保持低铝水平

C、保持适当低的电解温度和高铝水平

D、勤加工勤扒沉淀

12、氧化铝电解过程中，E极化 = E分解（）E过

A、+

B、－

C、×

D、÷

13、自然界中的铝含量极为丰富，几乎占地壳中全部金属含量的（）。

A、二分之一

B、三分之一

C、四分之一

D、五分之一

14、在电解温度下，铝液比电解质的比重（）对生产越有利。

A、愈大

B、愈小

C、不变

D、为零

15、电解槽烟气净化用的吸附剂是（）。

A、AlF3

B、NaF

C、Na3AlF6

D、新鲜Al2O3

16、铝电解生产电能利用率为（）。

A、20～30％

B、40～50％

C、60～70％

D、80～90％

17、电解槽炼铝通入的电是（）。

A、交流电

B、直流电

C、交直流电

D、无线电

18、预焙槽换阳极采取的方法是按（）。

A、自然数顺序法

B、交叉法

C、随机抽样

D、无顺序

19、最适合电解生产的氧化铝是（）。

A、砂状氧化铝

B、中间状氧化铝

C、粉状氧化铝

D、微粉氧化铝

20、槽子焙烧结束时槽温一般要达到（）。

A、400～600℃

B、600～800℃

C、800～950℃

D、950～1050℃

21、电解质中炭渣多时应该（）。

A、在出铝口捞炭渣

B、在熄效应口捞炭渣

C、在加工面捞炭渣

D、在利用一切机会捞炭渣

22、下面是某厂电解槽的一组参数，单位正确的是（）

A B C D

母线电流密度0.30 A/cm2 A/mm A/cm2 A/mm2

阳极电流密度0.80 A/cm A/mm2 A/mm A/cm2

23、LiF是一种有益的添加剂，下列说法不准确的是（）

A、LiF能降低电解质的初晶温度

B、LiF能提高电解质的导电度

C、LiF能提高电解质中AL2O3的溶解度

D、LiF能使电解质密度降低

24、电解槽工作电压包括以下各项，不正确的一项是（）

A、极化电压降

B、阴极电压降

C、阳极电压降

D、效应分摊压降

25、能够提高电解质导电性的物质有（）

A、氧化铝

B、氟化铝

C、氟化钠

D、氟化镁

26、杂质中含有下列物质混入电解原料中，能影响原铝质量的有（）

A、氧化镁

B、氯化钠

C、氧化钙

D、二氧化硅

27、降低分子比，下列说法不正确的是（）

A、降低电解初晶温度

B、增加氟化盐挥发损失

C、降低电解质电导率

D、提高Al2O3的溶解度

28、正常生产条件下，下列说法正确的是：（）

A、温度高则阳极单耗低

B、电流大则阴极单耗大

C、电流效率高则阳极单耗高

D、电流效率高则阳极单耗低

29、能提高电解质初晶温度的物质有（）

A、氟化铝

B、氟化钠

C、氟化镁

D、氟化锂

30、阳极效应时，阳极气体成分中（）

A、CO2含量不变

B、CO2含量增加

C、CO2含量减少

D、CO含量减少

31、杂质中含有下列物质混入电解质原料中，能影响电解质成分的是（）

A、氧化铁

B、二氧化硅

C、氧化钙

D、氧化铜

32、工业生产中，氟化镁是一种有益的添加剂，下列叙述不正确的是（）

A、氟化镁能降低电解质的熔点

B、氟化镁增加电解质的表面张力

C、氟化镁能提高电解质对Al2O3的溶解度

D、氟化镁是一种矿化剂

33、铝的熔点为（）℃。

A、550

B、660

C、770

D、880

34、不能影响阳极消耗速率的是（）

A、电解温度

B、电流强度

C、阳极电流密度

D、阴极电流密度

35、160KA系列电解生产中，阳极电流密度是0.72A/cm2,电流效率是92.5%，阳极消耗量为556Kg/t-Al，阳极假比重为1.55g/cm3，则阳极消耗速度约是（）。

A、1.4cm

B、1.6cm

C、1.9cm

D、2.2cm

(三)判断题

1、一般认为电解温度越低，电流效率越高。（）

2、阳极电流越小，阳极电压越高。（）

3、阳极电压降的高低与槽工作电压升高降低无关。（）

4、电解质液与铝液界面分离越清亮，铝的二次反应就越少。（）

5、减少电解槽的热损失，可为降低电解槽的能耗创造条件。（）

6、原铝中的杂质主要有硅、铁、铜、镓、镁。（）

7、系列零点位漂移与生产槽的对地绝缘无关。（）

8、增加生产槽数或缩短停槽大修时间，可增加槽昼夜总数。（）

9、降低吨铝直流电耗，主要是降低槽平均电压和提高电流效率。（）

10、添加锂盐可降低电解质初晶温度和降低电解质的导电性。（）

11、铝的化学性质十分活泼，铝在自然界中都是以化合态形式存在。（）

12、天然冰晶石呈中性，人造冰晶石呈酸性。（）

13、电能效率是指每千瓦时能产多少铝。（）

14、电解质应具有极小的粘度，这样对生产有利。（）

15、添加氟化镁可以降低电解质的初晶温度。（）

16、金属铝在阳极反应中析出，然后沉集到阴极碳块上面。（）

17、电解槽启动后应进行高分子比、高温建炉膛。（）

18、炭素阴极材料在电解槽开动初期具有明显的吸钠性。（）

19、消除电解槽针振及电压摆动的方法就是提阳极。（）

20、侵蚀到阴极炭块中的黄色颗粒是钠。（）

21、阳极效应的发生通常与电解质中缺少氧化铝有密切关系。（）

22、阳极效应通过微机可以提前预报。（）

23、氧化铝中过多的杂质Fe2O3和SiO2，在电解过程中析出铁和硅，进入铝中，影响着原铝质量。

（）24、电解槽在正常生产时，电解质成份的变化往往是分子比自动升高和添加剂含量自动降低。

（）

25、凡是已生产的电解槽因故停产后，经过大修又重新启动时称为电解槽的二次启动。（）

26、电流强度和电压的变化影响电解槽热量收入的变化，铝水平和电解质水平的高低影响电解质热量支出和热稳定的好坏。（）

27、化炉膛时，分子比易降低，长炉帮炉膛收缩时，分子比易升高。（）

28、槽电阻直接等于槽电压除以槽电流强度。（）

29、铝电解生产中，“阳极过电压”远大于“阴极过电压”。（）

30、电解槽中添加氟化铝会使电解质密度增加。（）

31、电解温度一定大于电解质的初晶温度。（）

32、砂状Al2O3的粒度大，在电解质中不易溶解，因而容易产生沉淀。（）

33、每日分摊到每台槽的阳极效应次数称为阳极效应系数。（）

34、铝电解生产的电流效率就是电能效率。（）

35、由于磁场的作用会导致铝液在槽内倾斜，使槽极距高低不一致。（）

36、热槽下料（Al2O3）少也不易来阳极效应，主要原因是槽温过高。（）

37、原铝直流电耗只与槽平均电压和电流效率有关（）

38、调整电解质分子比的方法是向槽内加入适量的氟化铝（）

39、出铝前，电解槽容易发生阳极效应的原因是氧化铝的溶解度和溶解速度降低。（）

40、启动初期容易造成分子比降低，原因是氟化铝挥发损失所造成。（）

(四)简答题

1、简述影响电流效率的主要因素？

2、简述压槽是什么原因造成的？

3、简述电解槽焙烧的目的？

4、低分子比生产有什么好处？

5、减少炭阳极消耗的途径有哪些？

6、什么叫压槽？压槽的处理方法？

7、砂状Al2O3有哪些优点？

8、写出铝电解槽的阴极和阳极的电化学反应方程式及总反应式？

9、铝电解的生产原理是什么？画出工艺流程简图？

10、电流效率降低的原因是什么？其本质和主要原因是什么？

11、什么叫“铝的二次反应”，写出反应式？

12、目前世界铝电解槽工业发展的方向是什么？

13、什么叫电解质的“过热度”？一般保持多高？炭渣对过热度有何危害？

14、什么是极距，有什么作用？

15、AL2O3原料中杂质对电解生产有什么危害？

16、铝电解通入直流电的目的是什么？

(五)计算题

1、某系列电解槽原电解电流240000安培，槽工作电压为4.150伏，如果降低电解电流8000安培，求该槽工作电压降低多少伏？（该槽反电动势为1.600伏，计算保留三位小数）

2、某系列生产槽160台，效应系数0.15次/台.日，系列电流强度200000安培，槽平均效应电压升高35伏，问每年（365天）应发生阳极效应比正常生产多消耗多少直流电？（每次效应持续3分钟计算保留整数）

3、电流强度为280000安培的某个电解系列，正常生产电解槽有252台，电流效率为93.30%，若阳极效应系数由0.25次/槽.日降到0.15次/槽.日，问该系列全年可节约多少电？吨铝成本因降低阳极效应系数节电而下降多少元？（已知电价为0.40元/kWh,效应电压为35伏，电解槽工作电压为4.15伏，效应时间为3分钟, 计算结果精确到小数点后面一位数。）

4、某电解厂电流效率在93.30%时测定阳极气体中含CO2为75.6%，电流效率在94.30%时测定阳极气体中含CO2为77.6%，假设阳极气体中全为 CO2和CO ，则问电流效率由93.30%提高到94.30%时，理论上吨铝炭耗应节约多少公斤？

5、某厂2005年正常生产有电解槽168台，电流强度为200000安培，电流效率为93％，2006年有正常生产电解槽253台，电流强度为210000安培，电流效率为93.5％，问该厂2006年比2005年铝产量提高多少吨？

6、某系列电流强度为200000安培，有200台工作电解槽，若电解效率由92%提高到93%，问每年（365天）可增加原铝多少吨？

7、今有一电解槽，液体电解质为8000Kg，成份为CaF25%，Al2O35%，需将分子比从2.7（质量比1.35）降到2.6（质量比1.3），计算需加入的AlF3的量。

8、某厂有一260台槽的电解系列，年平均工作槽数是253个槽，年平均供电电流是155kA，系列槽平均电压4.2V, 年平均电流效率92.5%，若采取措施降低平均电压100mv，提电流效率1%，则全年可多生产原铝多少吨？全年可节约用电多少kWh?

9、某电解槽有液体电解质8000Kg,成分为CaF2 5%、Al2O35%, 请计算：将分子比从2.1提高到

2.4,需加入曹达量。

(六)论述题

1、请论述预焙槽在电流效率稳定不变的情况下降低吨铝直流电耗的途径。

2、什么叫“冷槽”？冷槽产生的原因及处理方法是什么？

3、现代大型预焙阳极电解槽生产一般采用哪些先进的技术和工艺？

4、请论述提高电解电流效率需从哪些方面入手？

二、铝电解工实际操作复习资料

(一)目测判断电解槽温度（°C）

(二)用钢钎检测电解槽判断上下水平高度（cm）。

(三)应用正确的方法取电解质试样，并判断分子比。

1、要求用正确的方法抽取电解质试样且完整，试样内不得夹有炭渣或铝珠。

2、判断分子比。

(四)用仪表检测电解槽炉底电压降，并针对所测值高低，口述对电解

生产的影响及所采取的对策？

1、要求正确使用仪表并用正确的方法检测炉底电压降（mV）。

2、针对所测炉底电压降高低值，对电解生产的影响及所采取的对策。

(五)摸炉膛。

选取一台电解槽，A、B大面贴边均匀分布各打5个洞，两小面中间各打一个洞。选手按抽签顺序，依次摸炉膛，然后画出炉膛内型（包括底部、侧部等部位）。

(六)分析电解质状况。

选手综合分析电解质状况，其中包括电解质成份、流动性、清亮度、温度、过热度等等。

(七)综合分析电解槽行程。

选手根据对电解槽的全方位了解，对该电解槽进行综合评述。

(八)换极操作技术比武

1、操作记录见表A。

2、4人/组，平均计分。

3、如遇脱落极，时间可延长，主要看配合动作。

4、联系天车到位，计时自天车开口起，至收拾卫生结束止。

5、所需准备的工器具包括：炉前耙（1把）、铁钩（2把）、

碳渣瓢、扫把（1把）、铁铲（2把）、测定棒（1根）、直尺（1把）、氧化铝耙（1把）、毛刷（1把）、兜尺（1把）。

(九)阳极电流分布测定比武

1、操作记录见表格B。

2、4人/队，对同一台槽进行测定比武。

3、测定时间，从揭炉盖起至提出处理意见完为止。

(十)换阳极操作

(十一)电解槽操作

(十二)根据某槽的24h日报曲线，分析报表内所有曲线的内容及判断该槽槽况正常与否？

(十三)问答题

A、换阳极操作

1、铝电解为什么采用碳作为阴阳两极？

2、电解槽的结构包括哪几部份？电解槽按阳极结构可分为几种类型？

3、换阳极操作质量对电解槽有什么影响？

4、换阳极的原则是什么？

B、电解槽炉膛操作

1、理想的炉膛什么样？多大？

2、如何规整炉膛？

3、炉膛伸腿大如何处理？

4、如何控制炉底沉淀？

5、炉膛规整的意义？

C、病槽及事故的原因和处理

1、漏炉产生的原因及事故的处理

2、什么叫“热槽”？热槽产生的原因及处理方法是什么？

3、电阻“针振”和电压“摆动”产生的原因是什么？如何处理？

4、什么叫“滚铝”？滚铝产生的原因是什么？如何处理？

D、技术参数的测量

1、测量电解质水平和铝水平的方法及注意事项？

2、电解质温度测量方法及注意事项？

3、取电解质分子比试样方法及注意事项？

4、测量炉底压降的方法及注意事项？

三、铝电解工实际操作工具清单

1、换极工具大耙（1把）、铁钩（2把）、扫把（1把）、漏铲（2把）、两水平测量钎（1根）、直尺（1把）、氧化铝耙（1把）、毛刷（1把）、兜尺（1把）、试料勺（1把）、大勺（1把）等。

（以上工具由赛场提供）

2、测量工具电压表（1套）、测温表（2套）、热电偶（2根）

（以上工具由赛场提供）

3、劳保用品自带。

附：

一、铝电解工理论试题参考答案（一）填空题

1、串联

2、2.7 2.3 2.1

3、Al

2O

3

HF SiO

2

CF

4

4、铝的再溶解损失

5、1889

6、CO

2

CO

7、0.3356 8、Na+ 9、Al

2O 3

10、6320 11、预焙槽自焙槽 12、660℃

13、槽型生产能力 14、氧化铝吸附剂 15、固体初晶温度

16、氟化钠氟化铝 17、阳极底掌铝液表面 18、水解机械损失19、预热爆炸烫伤 20、槽电压断路 21、干法净化湿法净化22、27 0.3356克/安培·小时 23、钠的析出铝的溶解和损失24、槽平均电压电流效率 25、CO

2

CO

26、热电偶测温法 27、金属杂质非金属杂质

28、焙烧启动

29、阳极底掌摆平炉料不能进入阳极底掌内

30、槽电阻 31、固体 10～20℃

32、2Al

2O

3

+ 3C＝4Al +3 CO

2

3O2-（络合的）+ 1.5C－6e → 1.5CO

2

2Al3+（络合的）+ 6e → 2Al

33、0.20％ 0.12％ 0.03％ 0.30％

0.20％ 0.10％ 0.03％ 0.30％

34、稀相浓相超浓相

35、电解温度分子比电解质和铝液水平阳极效应系数

36、铝液焙烧焦粒焙烧燃气焙烧

37、阳极导电不良阳极偏流发红

38、有无结壳碳渣情况邻极情况炉底情况

39、保温防止阳极氧化降低钢爪与炭块之间压降

40、电磁阀坏下料阀被关风动溜槽堵塞

41、AE电压处于自动下料气阀是否打开。

42、正常处理调整电压

43、壳面裂纹下陷火眼多电解质水平高槽温高电压摆

44、降电流出铝抬母线发生AE 换极

（二）选择题

1、D

2、D

3、B

4、B

5、B

6、A

7、A

8、A

9、B 10、C 11、C 12、A 13、B 14、A 15、D 16、B