22槽底板导电出电
第二篇铝电解槽
10.2 铝电解槽
10.2.1 铝电解的工作原理
• 电解质：冰晶石—氧化铝融盐， • 电流：直流电（4~22kA）； • 电解温度：950~970℃； • 电极：阴、阳极均为碳质，阴极上析出铝、而阳 极上析出
CO2（70%）和CO（30%）气体； • 电解总反应：2Al2O3(aq)+3C(s)=4Al(l)+3CO2(g)
1自焙槽
2预焙槽
1自焙阳极电解槽 （1）侧插式 （2）上插式
2预焙阳极电解槽 （1）连续式 （2）不连续式
根据下料方式又可分为中间下料和边部下料 两种槽型。
电解槽的总体结构：
电解槽是在一个钢制槽壳，内部衬以耐火砖和保温层， 压型炭块镶于槽底，作为电解槽的阴极。电流通过电 解质由炭质阴极流入炭质阳极，完成电解过程。
自焙阳极旁插棒式电解槽
1.基础：绝缘; 2. 阴极：保温、坚固、密封防氧化、底糊防 侵蚀、挡板防淌料、侧部炭糊筑坡; 3. 阳极: 铝箱、钢 质框架; 4. 上部金属结构：支柱、平台、AO料斗、阳极升 降机构、槽帘和排烟系统 5. 导电母线和绝缘设施
下料，集气排烟装置等。
阳 极 装 置
（2）阴极装置 由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体组成。
阴极装置
（3）母线装置 包括阴极母线，阳极母线，立柱母线和槽间母线。
槽 间 母 线
氧化铝下料装置立体图
氧化铝下料装置剖面图
10.2.3.1 不连续预焙阳极电解槽
依加料方式分：边部打壳电解槽、中部打壳电解槽 阳极炭块组：阳极导杆、钢爪、炭块。 阴极装置：阴极炭块、钢质导电棒 铝母线：阳极母线、阴极母线、立柱母线. 进电方式：一端进电、双端进电
23——密封圈 24——钢壳
铝电解技术总结
铝电解技术总结1、熔度：有两种或更多的晶体组成的混合熔体，在冷凝时有一个固定的初晶温度，即熔度2、电导率：指长1cm，截面积1cm2的体积的熔体的电导，也称比电导3、离子迁移数:某种离子输送电荷的数量，或输送电荷的能力4、近程有序规律：根据液体与固体结构相似的理论，晶体在略高于起熔点的温度下，仍然有不同程度地保持着固态质点所固有的有序排列5、热分解：冰晶石熔化时进程有序排列（AlF63-）破裂程度6、分解电压：维持长时间稳定电解，并获得电解产物所必需外加在两极上的最小电压（实际分解电压>理论分解电压）理论分解电压等于两平衡电极电位之差7、润湿角：又称接触角，是液滴曲面切线与所接触的固相表面的夹角8、临界电流密度：指在一定条件下，电解槽发生阳极效应时的最低阳极电流密度 9、效应系数：每昼夜发生阳极效应的次数10、铝的电化当量：在电解槽通过1A电流并经1小时后，理论上阴极应析出铝的克数（C=0.3356g/A.h）11、电流效率：当电解槽通过一定的电量时，实际产铝量与理论产铝量之比。
12、极距：极距是指阳极底掌到阴极铝液镜面之间的距离13、电能效率：生产一定数量的金属铝，理论上应该消耗的能力和实际上消耗的能量之比（电能效率=电压效率x电流效率） 14、理论电耗率：单位产铝量理论上所需要的能量1、黑色金属：Fe、Cr、Mn，有色金属：包括除黑色金属之外的所有金属，分为：重金属、轻金属、贵金属、稀有金属。
2、电解槽是电解炼铝的核心设备。
3、在铝工业生产初期，电解槽采用小型预焙阳极，这跟当时电极工业的生产状况相适应。
自焙阳极的采用，标志着铝电解槽结构型式发展的第二个阶段；预焙阳极电解槽的现代化是铝电解槽发展的第三个阶段。
4、阳极结构所经历的顺序大致是：小型预焙阳极—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及连续预焙阳极—中间下料预焙阳极。
5、冰晶石—氧化铝熔盐电解法炼铝工艺分为两大组成部分：原料（包括氧化铝和电解所需的其他原料氟化盐及炭素材料）的生产、金属铝的电解生产。
电解实验研究电解质的导电性
电解实验研究电解质的导电性在化学实验中，电解实验是一种常见的实验方法，用于研究电解质的导电性。
通过观察电解质在电解过程中的行为，可以了解其导电性能，并深入理解电解现象的本质。
本文将介绍电解实验的基本原理和步骤，并探讨其在研究电解质导电性方面的应用。
一、电解实验的基本原理电解实验是利用直流电源提供稳定电流，通过两个电极（阳极和阴极）将电流引入电解质溶液中，观察电解质在电解过程中的行为。
电解实验基于以下基本原理：1. 电离：电解质溶液中的离子会在电场作用下发生电离，形成带电离子，这些离子可以导电。
2. 离子迁移：在电解质溶液中，带电离子受到电场力的作用，向着相反电极迁移，这种离子的迁移形成了电流。
3. 电解反应：在阳极和阴极上会发生电解反应，带来氧化和还原过程，这些反应会对电解质的导电性能产生影响。
二、电解实验的步骤进行电解实验时，需要准备以下实验器材和物品：1. 电源：使用直流电源，可以调节电流大小。
2. 电解槽：用以容纳电解质溶液。
3. 电解质溶液：选择适当浓度的电解质，如盐溶液、酸溶液等。
4. 电极：选择适当的电极材料，如铜、铁等。
接下来，按照以下步骤进行电解实验：1. 准备实验装置：将电解槽放置在实验台上，并连接好电源和电极。
2. 加入电解质溶液：将适量的电解质溶液倒入电解槽中，确保液面超过电极。
3. 设置电流大小：通过调节电源控制旋钮，设定所需的电流大小。
4. 开始电解：开启电源，使电流通过电极并进入电解质溶液中。
5. 观察反应：观察电解槽中的变化，包括电解质溶液的颜色、气体的产生等。
6. 结束实验：实验结束后，及时关闭电源，清理实验器材。
三、电解实验在研究导电性中的应用电解实验可以帮助我们研究不同电解质的导电性能，并评估其溶液浓度、离子浓度对导电性的影响。
通过比较不同电解质的导电性表现，我们可以得出以下结论：1. 浓度对导电性的影响：在其他条件不变的情况下，电解质溶液的浓度越高，导电性越好。
电沉积工艺条件―Hull槽试验及镀层的结构与性能的测试
材料结构与性能测试开放实验镍电沉积及镀层的结构与性能的测试电沉积工艺条件―Hull槽试验*名：***学号： **********专业：材料化学院系：理学院化学与化工系指导教师：***起止日期：2011年10月14日至2011年11月10日12 镍电沉积及镀层的结构与性能的测试 电沉积工艺条件―Hull 槽试验摘 要 电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程。
Hull 槽实验是电镀工艺中最常用、最直观、半定量的一种实验方法。
它可以简便且快速地测试镀液性能、镀液组成和工艺条件的改变对镀层质量产生的影响。
通过此实验，通常可以用于确定镀液中各种成分的合适用量；选择合适的工艺条件；测定镀液中添加剂或杂质的大致含量；分析、排除实际生产过程中出现的故障；测定镀液的分散能力。
关键词 电沉积、Hull 槽、定镍镀、镀层1. 前 言电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程。
传统上电沉积金属的目的，一般是改变基底表面的特性，改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐磨损性。
现在,电沉积这一古老而又年轻的技术正日益发挥着其重要作用,已广泛应用于制备半导体、磁膜材料、催化材料、纳米材料等功能性材料和微机电加工领域中。
Hull 槽实验是电镀工艺中最常用、最直观、半定量的一种实验方法。
它可以简便且快速地测试镀液性能、镀液组成和工艺条件的改变对镀层质量产生的影响。
通过此实验，通常可以用于确定镀液中各种成分的合适用量；选择合适的工艺条件；测定镀液中添加剂或杂质的大致含量；分析、排除实际生产过程中出现的故障；测定镀液的分散能力。
2. 实验原理电沉积过程中，由外部电源提供的电流通过镀液中两个电极（阴极和阳极）形成闭合的回路。
当电解液中有电流通过时，在阴极上发生金属离子的还原反应，同时在阳极上发生金属的氧化（可溶性阳极）或溶液中某些化学物种(如水)的氧化（不溶性阳极）。
电解工考试题
电解工考试题(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电解工考试题一、填空题1.铝的原子量是________,熔点是_________。
2.铝电解的主要原材料有氧化铝，_________,_________。
3.阳极气体的主要成分是________,_________。
4.电流强度是决定________和________大小的主要因素。
5.铝电解阴极副反应主要有________、_________和碳化铝的生成。
6.我国铝电解槽的焙烧方法主要有铝液焙烧、________、_______。
7.原铝中的杂质主要有两类，一类属于___ ___,另一类属于____ ___。
8.铝生产中，电解质的损失主要有________、________和氧化损失。
9.铝的电化当量是指通过____ ____电量析出的铝量，其数值为______。
10.某槽连续数次效应，其效应电压逐步升高，可预测该槽槽温______,炉膛在__。
11.造成预焙槽电压摆最常见的原因是阳极安装位置_______,或铝液过________。
12.单位电解质中含有12克分子的NaF和5克分子的AlF3,其电解后分子比为___,属 __性。
13.决定直流电耗主要因素为____ ____和____ ____。
14.铝电解的极化电压为_____ ___和________之和。
15.真空出铝的主要设备有真空泵、_________和________。
16.铝电解烟气的净化方法可分为________和_______两大类。
17.铝电解槽破损的主要原因是阴极内衬遭受________、________和铝液的渗透侵蚀使其发生变化而造成的。
18.国家标准中要求铁含量不大于_______,硅含量不大于_______。
19.电解槽计算机控制的内容主要有_______和____ ___的控制。
20.铝的成本由主要原材料费、___ ___、工资及附加费_____、企业管理费五部分构成。
铝电解槽水平电流形成原因及对策
铝电解槽水平电流形成原因及对策作者：陈应斌来源：《中国科技纵横》2013年第13期【摘要】本文分析铝电解槽在生产过程中水平电流对电解槽的危害和水平电流形成原因，并针对问题，从工艺和管理的角度制定对策，解决问题。
【关键词】水平电流危害原因对策阴极结构管理前言目前铝电解生产中采用的是氧化铝一冰晶石熔融电解法，在理想的铝电解生产中，强大的直流电从阳极以垂直的方式经过电解质液层、铝液层到达阴极，这部分电流直接参与电化学反应，我们称这部分电流为垂直电流。
但是在实际的铝电解生产中，除了垂直电流外，总有一部分电流不做工，只增加能耗，我们称这部分电流为水平电流。
水平电流对铝电解生产危害很大，归纳有以下三点：（1）水平电流直接从侧部导出，没有参与铝电解的电化学反应，导致电流空耗，影响生产指标；（2）水平电流与水平磁场相互作用是造成槽中铝液波动的主要原因，铝液波动会引起电压摆，严重时甚至产生滚铝，造成槽况波动；（3）水平电流会使电解质流速加快，冲蚀炉帮，摧毁炉膛引发槽内衬破损，影响槽寿命。
因此，分析水平电流形成原因和制定对策，对节能降耗有着深远的意义。
1 水平电流形成原因1.1 水平电流的形成与电解槽设计相关电解槽系列由于系列电流及其导电母线的存在，所产生的磁场对电解槽内流场、热场形成影响，最终导致水平电流的产生。
一旦磁场设计存在缺陷，后期可以通过增加补偿母线解决，但是由于价格等因素影响，一般不采用；目前只有通过调整工艺技术条件和加强电解槽生产管理来抵消、化解水平电流造成的不利影响。
1.2 水平电流的形成与电解槽生产管理相关理想情况的电解槽，炉底干净、炉膛规整适中、槽内所有电流全部是垂直电流。
但是在正常生产中会出现不同的问题。
1.2.1 炉底沉淀导致水平电流的形成电解槽在生产过程中，炉底或多或少地产生沉淀，沉淀一方面它随铝液流动而磨损阴极，另一方面它大大增加电解槽的槽电阻，使阴极上的电流分布不均匀。
当技术条件进一步恶化时，导致电解槽出现冷行程时，沉淀则会逐渐变成炉底结壳，使阴极区域导电变差，垂直电流受阻形成水平电流，只能从侧部导出。
电解槽的主要操作
电解槽的主要操作中心下料预焙槽的主要操作有：定时加料(简称NB)，槽电阻(电压)调整(简称RC)，阳极更换(简称AC)，效应熄灭(简称AEB)，出铝(简称TAP)，提升母线(简称RR)及边部加料作业(简称iRRFEED)。
NB、AC、TAP和RR作业是维持过程连续进行所必须的，但在作业后一段时间内，对热平衡、电流分布、磁场平衡方面将产生一定程度的干扰。
过程在进行中，系统内部会出现种种不平衡因素(例如槽膛变化引起极距的变动)，还会碰到来自外界的各种干扰。
为消除因系统内产生的不平衡和外界干扰因素而导致的不平衡需要进行RC、AEB和iRRFEED等操作。
无论何类操作都应讲究操作质量，使前一类操作对过程的干扰减到最小程度，使系统内外的不干衡因素通过后一类操作得到调整。
在160kA中心下料预焙槽上，NB、RC及TAP的下降电压动作由过程控制计算机、槽上的打壳下料装置和阳极升降装置自动完成，不需人工操作。
AEB亦可由计算机、槽控箱程序及槽上上述装置自动实现，但是，由于成功率有限，尚需人工监视和辅助。
AC、TAP、iRRFEED作业完全依赖于人工配合多功能天车才能完成。
本章叙述的主要是后两种依靠人工(或机械)完成或辅助完成的作业。
3．1 阳极更换在160kA槽上换极周期为25天。
为了减少更换阳极作业对槽子行程的干扰，排出了换极顺序表。
按此表换极可大体上保证阳极各区域的残极重量相等，电流分布的均衡。
换极期间，将残极提出槽外时刻起槽电压会少许上升，新极安装上槽后的扎边部和加极上Al2O3操作会使大约100kgAl2O3溶于电解质。
此时，若不提示计算机，计算机则仍按常规处置，作出下降RC，并到时发NB命令。
这样，阳极母线会在残极拔出后位置下降，而影响新极安装精度。
同时，换极时溶入的物料已使电解质中的Al2O3超过了正常的浓度，这时再加料，就导致Al2O3过饱和而产生沉淀。
正确的做法是，换极前通知计算机，计算机便旁路RC，推迟下次NB时刻，并监视该槽电压变化。
母线槽载流量
母线槽载流量母线槽是一种用于电力输送的装置，其主要功能是在工业生产中传输大电流。
因此，母线槽的载流量是衡量其性能和质量的重要指标之一。
本文将从母线槽的定义、结构、材料选择等方面详细介绍母线槽的载流量。
一、母线槽的定义母线槽是一种用于输送大电流的导电设备，通常由导电材料制成，如铜或铝。
它具有横截面为矩形或六边形的结构，可以承载高电流并具有较低的电压降。
母线槽通常安装在工业厂房的天花板或地板上，以便进行电力输送。
二、母线槽的结构母线槽的结构通常由导电材料制成，可以分为上盖、下底、侧壁和隔板等部分。
上盖和下底通常用于保护母线槽内的导线，并起到隔离和固定的作用。
侧壁是母线槽的主要承载部分，承受着电流的压力。
隔板用于将母线槽划分为多个电流分支，以便进行灵活的电力布置。
三、母线槽的材料选择母线槽的材料选择直接影响着其载流量。
常见的母线槽材料有铜和铝。
铜具有良好的导电性能和耐腐蚀性，适用于大电流传输。
但是，铜的价格较高，对于一些经济条件有限的场所来说可能不太适用。
铝具有较低的成本和较轻的重量，但其导电能力较铜较差，需要增加槽体尺寸来满足相同的载流量要求。
四、母线槽的载流量计算母线槽的载流量计算是根据电流密度和槽体横截面积来确定的。
电流密度是指单位横截面积上通过的电流量，通常以A/mm²为单位。
母线槽的横截面积可以根据其尺寸和结构参数计算得出。
根据电流密度和槽体横截面积的关系，可以推导出母线槽的最大载流量。
五、母线槽的载流量与散热母线槽在运行过程中会产生热量，因此散热是一个需要考虑的重要问题。
母线槽的载流量与其散热能力密切相关。
如果母线槽的散热不良，会导致温升过高，影响导线的导电性能和寿命。
因此，在设计和安装母线槽时，应考虑到散热问题，采取合适的散热措施，以确保母线槽的正常运行。
六、母线槽的维护与检修母线槽作为电力输送的关键设备，需要定期进行维护与检修。
维护工作包括清洁、紧固连接件、检查隔板和绝缘性能等。
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22、电解槽底板导电
现有技术；现通用铝电解槽阴极内衬的阴极碳块下部的阴极钢棒，穿过阴极设置在阴极碳块底部的保
温层和槽壳体底板，与阴极导电大母线进行导电连接。
存在问题：阴极碳块和阴极钢棒与保温层和槽壳体底部的构造复杂，出电和磁场调整受电解槽结构限
制，难以到达理想效果，垂直电流分布受水平电流的干扰较大，磁场分布调整受结构限制约束条件苛
刻，调整范围较小。铝电解槽阴极导电装置的构造成本
原因分析：每个碳块底部的阴极钢棒都需穿过对应的设置在铝电解槽底部保温层内的管道和槽壳体底
板的孔洞，铝电解槽调整磁场受到铝电解槽结构空间影响的约束性较强。致使磁场和磁旋流调整范围
较小。
改进技术方案：将构造在铝电解槽阴极碳块底部阴极金属导电棒，直接焊接构造在电解槽钢壳体底部
钢底板上，再通过设置安装在钢壳体底部钢底板上的铝钢过度连接件，与阴极汇流铝母线或立柱母线
进行连接。
设计原理：利用安装在铝电解槽钢壳体底部摇篮架工字梁上的钢底板处在同一水平电位上，平面连接
导电面积及结构空间较大、结构强度高，容易阴极导电部件在此布置与连接，便于进行电流密度和磁
场调整的特点，把具有承载功能的槽壳体底部钢底板，设计成铝电解槽阴极导电装置中的导电部件，
与阴极导电装置的其他导电部件互为补偿连接，以达到节约导电材料，降低制作安装成本，更便于实
现合理的调整阴极电流密度和磁场分布的目的。
实施目的：提供一种可对现通用的电解槽进行技术改造，从电解槽底部导出电流，致使铝电解槽内的
阴极垂直电流分布均匀，铝液磁旋流波动小的铝电解槽。