YSJ 010-1991铝电解厂工艺设计规范(试行)(附条文说明)

线书号：T80058145
中国有色金属工业总公司标准
20020465
铝电解厂工艺设计规范
YSJ010—91
(试行）
中国有色金属工业总公司标准
铝电解厂工艺设计规范
YSJ01091
(试行)
主编单位
批准部门：
试行日期：
费阳铝锁设计研究院
中国有色金属工业总公司
1992年1月1日
中国计划出版社
（京）新登字078号
中国有色金琪工业总公司标准
铝电解厂工艺设计规范
YSJ010-90
鲁阳铝镁设计研究院编
中国计加出版社出服发行
（北京市西城月塔北小街：号）北京北方印刷厂印刷
850×1168毫米1/320875印张22千字1991年12月第一版1991年12月第一次审期印数11600册
线一书号：T80058-145
定价4.00元
关于颁发《铝电解厂工艺设计规范》（试行）的通知
（91）中色基字第0668号
由贵阳铝镁设计研究院主编的《铝电解厂工艺设计规范》，经审查，现颁发给你们，作为中国有色全属工业总公司标准(YSJ010-91)，自1992年1月1日起试行。各单位在执行中要注意总结经验，积累资料，如有意见和建议，请与中国有色金属工业总公司工程建设标准规范管理处联系。中国有色金属工业总公司
1991年7月24日
编制说明
本规范是根据1986年6月中国有色金属工业总公司中色基改字第133号《关于发送“七五”期间工程建设设计标准规范制订计划的通知》要求编制的。
本规范在编制过程中，编制组认真总结了建国以来我国在铝电解厂工艺设计、科研、生产中成功的经验，特别是吸取了近10年来国内外先进成熟的技术，并通过调查研究，收集了有关资料，先后提出了征求意见稿、初稿和送市稿，经广泛征求意见，反复讨论修改，最后通过审查定稿。本规范共分8章17节102条，其主要内容包括：总则，主要原料、材料及产品质量，电解，阳极组装，氧化铝、氟化盐装卸与运，电解烟气净化，铝锭铸造，电解槽修理及电解输修。《铝电解厂工艺设计规范》编制组1991年2月
第一章总则
第二章
第三章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第四章
第一节
第二节
第三节
第五章
第一节
第二节
第六章
第七章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八章
主要原料、材料及产品质量
一股规定
工艺计算
电解槽设计
电解车间配置
电解工艺自动化控制
阳极组装·
般规定
阳极组装车闻配置
阳极组装合康
氧化铝、氟化盐装卸与贮运
一般规定“
氧化铝卸料站及其地运：
电解烟气净化
铝锭铸造
一般规定…
工艺计算
主要设备通择·
铝键铸造车间配置
成品仓库…
趋包清理间
度造处理及堆场
电解槽修理及电解辅修
附录本规范用词说明
射加说明
第一章总
第1-0·1条，为统一铝电解厂工艺设计技术要求，提高设计质量，促进技术进步，特制定本规范。第1·0·2条本规范适用于年产铝锭大于或等于5万的新建、改扩建及小于5万改扩建的铝电解厂工艺设计。第1-0·3条年产铝链大于或等于5万的铝电解厂，应按下列三个生产规模等级进行设计：一、年产铝链20万+及以上
二、年产铝锭10～20万t以下，
三、年产铝锭5～10万t以下。
第1·0·4条铝电解厂设计应采用大型、高效、节能设备。并应采取有效措施解决环境污染问题。第1-0·5条铝电解厂工艺设计除执行本规范外，尚应符合国家及本行业现行有关标准规范的规定。第二章主要原料、材料及产品质量第20-1条氧化铝质量不应低于现行国家标准中二级品要求，砂状氧化铝的物化性能及其他金属氧化物含量应符合表2·0·11~2的规定。
砂状氧化铝物化性能
化学成分
物理性的
金属策化物
合量（佛）
比热器
砂状氧化铝其他金属氧化物含量TIO,
表2·0-1-1
表2·0-1—2
氟化铝、冰晶石、氟化钠及阳极糊的质量，不第2·0-2条
应低于现行国家标准中二级品要求。预焙阳极块的质量应符合现行国家标准中的一级品要求。
第2·0+3条，上插自焙阳极电解槽用阳极翻的物理性能，应符合表2·0-3的规定。
普通铝锭、园锭和扇锭的产品质量，应符合现第2·0·4条
行国家标准的要求。
钣密度（g/em）
真密度（/em*）
气孔率（%）
钟储率（%）
比电阻（uQ-em）
破事驱度（kg/em#）
COa小时反应求（%）
植动性(cm/see)
阳极概物理性能
一次箱
维直转>250
水平轴>10
表2-0-3
二次都
图宜验>200
第三章电
第一节一般规定
第3·1·1条铝电解厂电解槽容量和槽型的选择，应符合下测规定：
、年产铝锭20万t及以上的铝电解厂，宜采用电流强度不低于180kA的预焙阳极电解槽；
二、年产铝锭1020万t以下的铝电解厂，宜采用电强度不低于160kA的预焙阳极电解相
三、年产铅锭5～10万以下的错电解厂，宜采用电流强度不低于135kA的预焙阳极电解槽：
四、年产铝锭小于5万的改扩建铝电解厂，应根据原有的规模和改扩建的条件，经技术经济综合论证后，可选用80～110kA上插自焙阳极电解槽、60~75kA侧插自焙阳极电解槽或135kA预焙阳极电解槽。
第3·1·2条铝电解车间的主要装备应符合下列要求：一、135～180kA预焙阳极电解档系列，应配备多功能天车、氧化铝供料系统或装置、出铝拍包及运输车、阳极运输车、阳极托盘及阳极母线提升器：
二、80~110kA上插自焙阳极电解槽系列，应配备双梁桥式天车、投棒天车、悬背打壳机、出铝拾包及运输车、阳极棚运输车、加糊料斗、二次糊定量给料机、氟化盐运输车、阳极棒运输车、铲糊机、阳极棒笼及放置台、扭矩限制器及阳极母线提升装置：
三、6075kA侧插自焙阳极电解槽系列，应配备能够吊运阳极的双梁桥式天车、打壳机、技棒机、钉棒机、直棒机、出铝拾包及运输车、氧化铝料箱及运输车、阳极糊加料车。艺
第3·1·3条铝电解厂工艺设计应采用下列新技术和新工、采用添加锂盐等的新成分电解质、低分子比、低温电解等生产工艺：
二、电子计算机控制生产；
三、自动打壳和自动下料，
四、氧化铝的浓相输送。
第3·1·4条电解车间应为一级供电负荷单位。第二节工艺计算
第3·2·1条
电解系列原铝年产量应按下列公式计算：Q=0.3355×10-Intn
式中Q——原铝年产量（t)：
0.3355——电化当量Cg/（A·h）小1——电流强度（A），
一电流效率（%）；
年工作小时数，1=8760h;
(3-2-1)
一电解系列生产档数（台）。
第3·2-2条电解系列备用槽数：应按下列公式计算：(3-2-2)
式中n,———电解系列备用槽数（台）一每台槽大修所赠天数，60～75kA侧插档，30d；80~110kA上插槽，40~50d，135~180kA预焙横，40~60d，
一电解槽平均寿命，一般为1200～1500d。第3-2·3条电解系列电解植的安装数量应取偶数。5
第3·2·4条电解系列的电流恒定时间应大于生产时间的98%。
第三节电解槽设计
第33·1条电解档阳极经济电流密度、吨铝直流电耗和电流效率的选择，应符合表33-1的规定。电解格阳极电流密度、宜流电耗和电流效率电解植型
60~T5kA复摄推
80~110kA上辆档
135~160kA现路指
180kA预始档
阳极电瓷密度
(A/cm3)
唯提亮
≤14500
裹33·1
电书效率
第3·3·2条电解槽的结构设计，应符合下列要求，一、电解槽槽壳设计寿命应大于20a。二、传动机构和打壳下料机构等槽上部机构设计寿命应大于12a；传动机构应采取防尘、防离措施。三、60~75kA侧插自焙阳极电解槽，可采用人工转接及铺壳。打壳下料、加棚、出铝、钉棒和投棒等应为机械化操作；80110kA上插自熔阳极电解槽，应自动打壳，其余加料、出铝、加糊、拨棒、转接作业等，应为机械化操作，135～180kA预焙阳极电解槽，应自动打壳、自动下料。换阳极、提升母线、出铝等为机械化操作。
四、60~75kA侧插自焙阳极电解精宜配有轻便灵活、方便操作的炉门及上部障口盖，其集气效率应大于或等于85%：80~110kA上插自焙阳极电解植宜采用集气罩及燃烧器等设施，其集气效率应大于或等于90%135~180kA预赔阳极电解槽应采用铝合金密闭精罩，其集气效率应大于或等于98%。第3·3·3条电解槽的内衬设计，应符合下列要求：6
一、精内衬的设计寿命应大于1500d；二、绝热层应具有良好的耐高温和保温性能；三、内衬材料应具有耐腐蚀和耐高温性能，底部炭块应具有足够的强度及良好的导电性；
四、方便施工及维修。
第3-3·4条电解槽对地绝缘电阻值不得低于1,0MS。第3-3·5条电解槽设计，应经热场、磁场、力场、熔体流动场及电场等物理场的模拟计算，优化设计方案。第四节电解车闯配置
第3·4·1条电解车间可由一个或多个厂房组成。每栋厂房地面必须配置在同一标高上，每栋厂房的长度不宜超过1000m。电解槽单排配置的厂房数量必须为偶数，且应并列配置。侧插自焙阳极电解槽和上插自焙阳极电解槽系列，宜采用双排纵向配置，预焙阳极电解槽系列应采用单排横向配置。厂房跨度应按槽型及外型尺寸确定，一般情况下，应为21～24m。第3·4·2条电解厂房应有良好的通风和果光条件。厂房配置型式宜用二层楼式。
第3·43条电解厂房的纵向轴线与本地区的最多风向宜成35~45°的夹角。
第3·4·4条电解厂房的侧窗、天窗及地面通风格子板，应按小时换气次数为30～40次设计。第3·4·5条厂房地面应平整、热，并有足够的强度及良好的绝缘性能。地面荷载应按厂房内行走的最大载重车辆设计。电解楷周围不走车辆的地面荷载，应按电解相大修时堆放物料的最大重量设计。
第3·4·6条
当两栋厂房之间设有净化设施时，厂房闻距应按净化要求设计；没有净化设施时：一般馈况下，两栋厂房间距宜为20m左右，大容量电解槽系列的厂房闻距，还应进行磁场校7
第3·4·7条厂房附近应设置工人休息室及卫生间。第3·4·8条每隔一定数量的电解槽应设置一台交流隔高变压器。
第3·4·9条严禁雨水、地表水、地下水进入厂房，不得在厂房内设置上下水管道。
第3·4·10条母线与地沟盖板，母线与土建基础、梁、板、柱等净距，应大于200mm。
第3·4·11条铝电解车间内的压缩空气管，应设在厂房两侧的墙上，主管距操作面不得低于4m。二层楼式厂房的压缩空气主管，也可设在楼板下的侧墙上。第3·4·12条厂房内压缩空气主管，每隔一定距离应设置绝缘伸缩节和气水分离器。
第3·4·13条年产铝锭小于5万1、未采用自动打壳下料的侧插自焙阳极电解系列铝电解厂，可在厂房中间操作面以下的部位设置专供出铝用的真空管网，并应采取绝缘措施第3·4·14条电解车闻母线沟盖板和槽间格子板的设计，应符合下列要求：
、电解槽纵向排列的厂房，每线沟盖板的强度应满足专用车辆行走的要求，电解情横向排列的厂房，槽间格子板的强度应按放置一个新组装的阳极的重量设计。二、应具备人工搬动盖板或格子板的可能。三、根据通风要求，盖板应留有一定面积的孔口。第3·4·15条不同槽型的母线配置，应符合下列要求：、纵向排列的60～75kA侧插自焙阳极电解槽，可采用单端进电方式，
二、纵向排列的80～110kA上插自焙阳极电解槽，可采用双端进电方式：
三、横向排列的135~160kA预焙阻极电解槽可采用双端进8
电，160kA以上的预焙阳极电解精应采用多点进电方式。第8.4.16条母线等效电流密度，应为0.25~0.35A/mm。第3·4·17条电解厂房下列部位之间，应采取绝缘措施一、电解槽上部结构与槽壳；
二、槽壳、母线、地沟盖板、操作区域地面等与厂房地面；三、压缩空气及真空管、排烟管与土建基础、梁、板、柱等，
四、压缩空气及真空管、排烟管的主管与支管：五、桥式起重机及多功能天车等设各的吊钩与钢丝绳、小车与卷筒、桥架与小车。
第五节电解工艺自动化控制
第3·5·1条铝电解厂生产过程应采用电子计算机控制。控制系统设计，应具有下列功能要求：一、60~75kA侧插自熔阳极电解植系列：1.数据采集，
2.正常槽电压的自动调整；
3.出铝后槽电压的自动调整；
4，转接母线后精电压的自动调整：5.自动打壳及自动下料；
6.效应报警，
7.报表制作。
二、80~110kA上插自焙阳极电解槽系列：1.正常槽电压的自动调整；
2.出铝后槽电压的自动调整，
8.阳极框套的自动提升，
4.自动打壳，
5.恒功率及附加功率的控制，
6.效应报警：
7，病相诊断及初步处理，
8，报表制作。
三、135~180kA预培阳极电解档系列1，正常模电压的自动调整：
2.出铝后槽电压的自动调整；
3，拾母线后槽电压的自动调整；4.换阳极后格电压的自动调整，5，自动打壳和自动下料，
6效应预报及处理，
7，有条件时，应采用氧化铝浓度的最佳条件的自适应控8，报表制作。
第3·5·2条铝电解厂控制系统型式，根据生产规模及槽型的不同，可分别选择集中型、集散型或分散型。第四章阳极组装
第一节一般规定
第4·1·1条采用预熔阳极电解槽型的铝电解厂，应设立阳极组装及残极处理车间。
第4·1·2条阳极组装车间应设置一条阳极组装自动化生产线。当设有钢爪覆盖糊工艺时，尚应设置加覆盖糊的装置。在自动化生产线外应设置阳极导杆的校直、阳极钢瓜修复和电解质破碎等装置。
第4·1·3条阳极组装车间宜采用一班工作制，不得超过两班工作。每班工作8h。
第4·1·4条阳极组装车间的生产能力，应为电解生产最大需要量的1.3~1,5倍。
第4-1·5条阳极组装生产线，应果用程序控制。第4·1·6条
新阳极及残极，应使用专用车翻运输。第二节阳极组装车间配置
第4·2·1条阳极组装自动化生产线，应按组装生产流程的筑水作业顺序合理配置。
第4·2·2条阳极组装车间应与阳极焙烧车闻的炭块仓库相连通。
第4·2·3条厂房内地面荷载：阳极拖车通道应为5/m，其余地面皆为31/m。
第三节阳极组装仓库
第4·3·1条组装好的阳极和待处理的残极，应存放在防雨仓库内。仓库的利用系数应为0.4。第4·3·2条仓库的贮存量，应按电解最大生产能力3d的需要量设计。
阳极组装仓库应接近组装厂房，宜与组装厂房第4·3·3条
相连通。
第4·3·4条
仓库内应设有起吊设备。
第五章氧化铝、氟化盐装卸与贮运第一节一般规定
第5·1·1条袋装氧化铝应贮存在防雨仓库或忙槽内，散装氧化铝应贮存在肥槽内，并应设置卸料站。氟化盐应贮存在防雨仓库内。
第5·12条氧化铝的购存量，应符合下列要求：一、年产铝锭小于5万的铝电解厂，不应少手1.5月，二、年产铝锭大于或等于5万的铝电解厂，不应少于1月：三、铝联合企业，不应少于0，5月。第二节氧化铝卸料站及其贮运
第5·2·1条卸料站每天不应多于两班工作，每班工作8h。卸料站车位的数量，应按电解生产1d的需用量计算，车位数不应少于两个。
第5·2·2条卸料站至爬精的输送管道，应设有阅门启闭状态及各贮积的满仓信号等监控设施。第5·2·3条输送用压缩空气，应经过气水分离和干燥处理后方可使用。
第5·2-4条采用气力稀相输送时，输送管道设计应符合下列要求：
一、设有检修平台；
二、在必要的管段上设置压缩空气助吹管；三、应有管道热膨胀的补偿措施；四、管道上的两路阅门应集中控创，并应有防置措施。13