鋁電解生產(chǎn)技術(shù)

前言

前言2010年我國(guó)原鋁總產(chǎn)量1620萬(wàn)t，是全球第一原鋁生產(chǎn)大國(guó)。鋁電解工業(yè)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國(guó)鋁電解的技術(shù)進(jìn)步。20世紀(jì)90年代，由鄭州輕金屬研究院、貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院和沈陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院共同研發(fā)成功的280 kA大型預(yù)焙槽，樹(shù)立了我國(guó)鋁電解工業(yè)現(xiàn)代大型預(yù)焙電解槽技術(shù)新的里程碑。1996年至今，我國(guó)鋁電解行業(yè)在不斷淘汰落后產(chǎn)能，新建和改擴(kuò)建的電解鋁工程全部采用200 kA、300 kA、350 kA、400 kA等現(xiàn)代化大型預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽成套技術(shù)與裝備。大型預(yù)焙鋁電解槽的生產(chǎn)管理、操作技術(shù)與小型預(yù)焙鋁電解槽有很大不同，多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用要求生產(chǎn)技術(shù)管理人員、車(chē)間操作人員要了解、掌握大型預(yù)焙電解槽生產(chǎn)運(yùn)行的特征。只有培養(yǎng)一大批高素質(zhì)的技術(shù)骨干，才能提升我國(guó)鋁電解工業(yè)的技術(shù)水平。按照叢書(shū)的編寫(xiě)要求，本書(shū)較全面系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代鋁電解生產(chǎn)技術(shù)，主要內(nèi)容包括: 鋁電解基礎(chǔ)知識(shí); 鋁電解槽的預(yù)熱和啟動(dòng); 鋁電解槽的生產(chǎn)技術(shù); 鋁電解的電流效率和電能效率; 原鋁鑄造; 鋁電解生產(chǎn)中的常規(guī)測(cè)量等。本書(shū)盡可能追蹤鋁電解技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了我國(guó)鋁電解工業(yè)近十年的重大技術(shù)成果，特別是近幾年的鋁電解節(jié)能技術(shù)，力求理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，敘述深入淺出，通俗易懂。本書(shū)可作為鋁電解廠技工、技師及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理人員的技術(shù)培訓(xùn)教材和自學(xué)參考書(shū)。本書(shū)由中鋁鄭州研究院劉風(fēng)琴主編，王玉副主編。中鋁鄭州研究院的姜治安、趙無(wú)畏、侯光輝、羅麗芬、張艷麗、焦慶國(guó)、楊宏杰，貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院的代國(guó)才、易小兵同志參加了編寫(xiě)工作。所有編者都利用自己的業(yè)余時(shí)間，完成了文稿的編寫(xiě)工作，在此，表示衷心的感謝。由于編者水平有限，錯(cuò)漏之處敬請(qǐng)讀者給予批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　由于鋁具有質(zhì)輕、 良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、 可加工性以及構(gòu)成高強(qiáng)度、 耐腐蝕性的合金和可再生循環(huán)利用等優(yōu)良的性能，因而鋁成為有色金屬中應(yīng)用最廣泛的金屬，是僅次于鋼鐵的第二大金屬。鋁工業(yè)現(xiàn)在是世界上最大的電化學(xué)冶金工業(yè)，鋁的產(chǎn)量在金屬中僅次于鋼鐵，居有色金屬之首。它的?用主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。

書(shū)籍目錄

第1章 鋁電解生產(chǎn)概述
　1.1 鋁的性質(zhì)及用途
　1.2 鋁工業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史
　1.3 鋁電解生產(chǎn)工藝流程
　1.4 鋁電解原材料及要求
　1.5 世界鋁電解工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀
第2章 鋁電解的基本理論
　2.1 電解質(zhì)熔體結(jié)構(gòu)
　2.2 電解質(zhì)的組成及性質(zhì)
　2.3 電解質(zhì)的添加劑
　2.4 鋁電解過(guò)程的兩極反應(yīng)
　2.5 鋁電解槽的槽電壓組成
第3章 鋁電解槽
　3.1 鋁電解槽槽型的發(fā)展
　3.2 鋁電解車(chē)間概況及主要設(shè)備
　3.3 預(yù)焙陽(yáng)極電解槽結(jié)構(gòu)
第4章 鋁電解槽的預(yù)熱和啟動(dòng)
　4.1 鋁電解槽預(yù)熱方法概述
　4.2 鋁電解槽的啟動(dòng)
　4.3 非正常期的生產(chǎn)管理
　4.4 鋁電解槽的二次預(yù)熱啟動(dòng)
第5章 鋁電解槽的生產(chǎn)技術(shù)
　5.1 正常生產(chǎn)的技術(shù)參數(shù)
　5.2 電解槽的主要操作
　5.3 正常生產(chǎn)管理
　5.4 病槽及防治
　5.5 陰極內(nèi)襯破損及維護(hù)
　5.6 電解槽生產(chǎn)運(yùn)行的改進(jìn)
第6章 鋁電解的電流效率
　6.1 電流效率的基本概念
　6.2 電流效率降低的原因
　6.3 提高電流效率的途徑
　6.4 電流效率的測(cè)定
第7章 鋁電解的電能效率
　7.1 電能效率的基本概念
　7.2 鋁電解槽的電壓分配和能量平衡
　7.3 降低電能消耗的途徑
第8章 原鋁鑄造
　8.1 概述
　8.2 原鋁鑄造的工藝流程
　8.3 原鋁的凈化
　8.4 原鋁配料
　8.5 鑄造車(chē)間主要設(shè)備
　8.6 鑄造車(chē)間安全操作規(guī)程
第9章 鋁電解生產(chǎn)中的常規(guī)測(cè)量
　9.1 陽(yáng)、陰極電流分布測(cè)量
　9.2 鋁液、電解質(zhì)高度的測(cè)量
　9.3 電解質(zhì)溫度、初晶溫度和過(guò)熱度的測(cè)量
　9.4 爐底壓降的測(cè)量
　9.5 殘極形狀的測(cè)量
　9.6 爐底隆起的測(cè)量
　9.7 槽膛形狀的測(cè)量
　9.8 極上保溫料的測(cè)量
　9.9 極距測(cè)定
第10章 氧化鋁輸送和煙氣凈化系統(tǒng)
　10.1 氧化鋁輸送
　10.2 煙氣凈化
　10.3 電解車(chē)間空氣質(zhì)量的測(cè)定
第11章 鋁電解工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向
　11.1 新型導(dǎo)流結(jié)構(gòu)電解槽節(jié)能技術(shù)
　11.2 鋁電解槽的大型化
　11.3 惰性陽(yáng)極技術(shù)
　11.4 新型鋁電解電極材料應(yīng)用技術(shù)
　11.5 鋁電解槽控制技術(shù)
　11.6 新法煉鋁技術(shù)
附錄 300 kA預(yù)焙槽的物料平衡和能量平衡計(jì)算
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：1.1鋁的性質(zhì)及用途1.1.1鋁的性質(zhì)鋁是一種銀白色的輕金屬，位列元素周期表第三周期ⅢA族，原子序數(shù)13，原子量26.9814，其主要特性如下：(1)熔點(diǎn)低。鋁的熔點(diǎn)與純度有密切關(guān)系，純度99.996%的鋁熔點(diǎn)為660℃。(2)沸點(diǎn)高。液態(tài)鋁的蒸氣壓不高，沸點(diǎn)為2467℃。(3)密度小。鋁的密度只有鋼的1/3，常溫下工業(yè)純鋁的密度為2.70~2.71g/cm3，隨溫度升高，鋁的密度隨之降低，在950℃時(shí)鋁液的密度為2.303g/cm3。(4)電阻率小。純度為99%~99.5%的鋁電阻率為(2.80~2.85)×10-8Ω·m，在常用金屬中鋁的導(dǎo)電性僅次于銀和銅居第三位。鋁中添加其他元素，都會(huì)增大鋁的電阻率。固體和液體鋁的電阻率均隨溫度降低而減小，靠近0K時(shí)，鋁的電阻率接近零。(5)鋁具有良好的導(dǎo)熱能力。鋁的導(dǎo)熱性能差不多是不銹鋼的十倍，在20℃時(shí)，鋁的熱導(dǎo)率為2.1W/(cm·℃)。(6)鋁具有良好的反光性能，特別是對(duì)于波長(zhǎng)為0.2~12μm的光線。(7)鋁沒(méi)有磁性，不產(chǎn)生附加的磁場(chǎng)，所以在精密儀器中不會(huì)起干擾作用。(8)鋁易于加工，可用一般的方法把鋁切割、焊接或黏接，鋁易于壓延和拉絲。鋁的再生利用率高，易與多種金屬構(gòu)成合金。(9)鋁具有良好的防腐蝕性，鋁表面在空氣中和氧易結(jié)合成一層牢固的氧化鋁薄膜，這層氧化鋁薄膜是連續(xù)的、無(wú)孔的，阻止了鋁的進(jìn)一步氧化，提高了鋁的抗氧化和抗腐蝕能力。(10)鋁沒(méi)有毒性，可以用作食品包裝。(11)鋁再生循環(huán)利用率高，是一種節(jié)能儲(chǔ)能綠色環(huán)保型金屬。1.1.2鋁的用途由于鋁具有質(zhì)輕、良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、可加工性以及構(gòu)成高強(qiáng)度、耐腐蝕性的合金和可再生循環(huán)利用等優(yōu)良的性能，因而鋁成為有色金屬中應(yīng)用最廣泛的金屬，是僅次于鋼鐵的第二大金屬。鋁工業(yè)現(xiàn)在是世界上最大的電化學(xué)冶金工業(yè)，鋁的產(chǎn)量在金屬中僅次于鋼鐵，居有色金屬之首。它的應(yīng)用主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。(1)輕型結(jié)構(gòu)材料因鋁及其合金質(zhì)輕，機(jī)械性能好，易加工，所以已成為當(dāng)今制造各種交通運(yùn)輸工具的不可缺少的結(jié)構(gòu)材料。近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)用材料要求向體形小、質(zhì)量輕的方向發(fā)展，所以用鋁量不斷增加。每千克鋁材可代替2.2kg鋼材，這樣就大大減輕了車(chē)體的質(zhì)量，這對(duì)節(jié)約燃料是非常有利的。另外，火車(chē)車(chē)廂、輪船等也都采用大量的鋁材。此外，國(guó)防工業(yè)、宇宙航空航天工業(yè)的用鋁量也在日益增長(zhǎng)。(2)建筑工業(yè)材料鋁材已在建筑方面得到廣泛的應(yīng)用。它的應(yīng)用主要是用鋁合金型材制作房屋的結(jié)構(gòu)架和門(mén)窗柜櫥一類(lèi)的設(shè)施，以此代木，經(jīng)久耐用，美觀大方。(3)電氣工業(yè)材料因鋁質(zhì)輕、導(dǎo)電又好，所以鋁在電力輸配、器件制造等方面已成為制造電線、電纜、電容器、整流器、母線以及無(wú)線電器材的主要材料。

編輯推薦

《鋁電解生產(chǎn)技術(shù)》是“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)出版規(guī)劃項(xiàng)目。鋁業(yè)職工讀本。

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