电解槽测试方案.docx
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电解槽测试方案
400kA级铝电解槽低铝水平试验
及深入测试方案
东北大学设计研究院（有限公司）
二O一O年四月
1.前言
**有限公司400kA级铝电解系列一工段已投产半年左右的时间。
针对**有限公司400kA级铝电解槽目前运行状况特制定本方案，并开展相关试验及测试工作，深入分析槽况，为优化生产工艺和电解槽结构提供依据。
2.槽电压噪声测试
（1）测试原理
随着铝水平降低，电解槽磁流体稳定性随之降低，槽电压波动和噪声增强，通过对阳极导杆等距离压降的同步在线监测，掌握槽电压波动和噪声变化情况。
（2）测试仪器
导杆等距离压降测试仪。
（3）测试方法和过程
每台电解槽选取4~8根具有代表性的阳极导杆进行等距离压降同步在线监测。
（4）操作规程
由现场工作人员进行降低铝水平操作。
每次铝水平降低后，由测试人员操作相应的仪器进行槽电压噪声。
由于测量和操作环境属于高温、高电压范畴，因此，人身安全和仪器安全尤为重要。
●操作人员安全保障
为确保人身安全，所有测试人员，都要穿戴绝缘防烫手套，保护眼镜，安全帽，绝缘防烫工作鞋，并尽量戴上口罩。
●仪器安全保障
测试中需要注意保护的仪器的安全，避免仪器损坏。
有关测试仪器的使用要严格按仪器的操作规程进行，以免损伤仪器，影响测量精度。
●测试人员分工
槽电压噪声测试人员具体分为仪器操作人员、数据读取和记录人员以及其他辅助人员等。
同时测试现场应有1~2名指挥协调人员。
共需测试人员约4~5人。
分组
分工
数量
职责
备注
槽噪声
仪器操作员
1
操作仪器并大声读数
数据记录员
1
记录测量数据
辅助人员
1~2
协助测试
指挥协调人员
1~2
协调现场和测试人员
●测试程序
所有测试都要严格按预定测点和仪器操作规程进行。
◆确定槽号，测试槽数3~5台；
◆车间相关协调；
◆工具及劳保用品准备和穿戴；
◆仪器安装，调试
一切就绪后，各就各位。
在总指挥下达开始命令后，各组开始测试。
在所有点测量结束后，进行仪器和现场的整理，并归还劳保用品。
（5）测试数据记录
铝水平：
时间：
操作员：
记录员：
槽噪声测试结果
导杆编号
等距离压降/mV
导杆编号
等距离压降/mV
……
……
工艺参数
槽电压（平均）/V
系列电流（平均）/kA
铝水平（平均）/cm
质水平（平均）/cm
铝液温度（平均）/℃
电解质温度（平均）/℃
3.热场测试
（1）测试条件
由于铝水平的降低，铝液区的散热量减少，因此要相应调整其他工艺技术参数，相应减少热收入，待电解槽基本达到新的热平衡后，再进行热场测试。
（2）测试内容
●阴极钢棒头、散热窗、槽底等特征点温度；
●槽膛内型。
（3）测试工具
●各特征点温度测试采用红外线测温枪；
●槽膛内型的测试采用自制测试工具。
图1槽帮厚度测试棒（Ф20mm钢棒）
图2伸腿高度测试棒（Ф20mm钢棒）
图3伸腿长度测试棒（Ф20mm钢棒）
（4）测试方法
槽膛内型的测试方法如图4至图6所示。
图4电解槽槽帮厚度测试方法
图5电解槽伸腿高度测试方法
图6电解槽伸腿长度测试方法
（4）操作规程
每次降低铝水平后，待电解槽基本达到新的热平衡后再进行热场测试。
由于测量和操作环境属于高温、高电压范畴，因此，人身安全和仪器安全尤为重要。
●操作人员安全保障
为确保人身安全，所有测试人员，都要穿戴绝缘防烫手套，保护眼镜，安全帽，绝缘防烫工作鞋，并尽量戴上口罩。
●测试人员分工
电解槽热场测试主要分为特征点温度测试和槽膛内型测试。
同时测试现场应有1~2名指挥协调人员。
共需测试人员约4~5人。
分组
分工
数量
职责
备注
热场
操作员
1
具体测试操作
记录员
1
记录测量数据
辅助人员
1
协助测试
指挥协调人员
1~2
协调现场和测试人员
●测试程序
所有测试都要严格按预定测点和相应的操作规程进行。
◆确定槽号，测试槽数3~5台；
◆车间相关协调；
◆工具及劳保用品准备和穿戴；
◆进行测试
一切就绪后，各就各位。
在总指挥下达开始命令后，各组开始测试。
在所有点测量结束后，进行工具整理，并归还劳保用品。
（5）测试数据记录
铝水平：
时间：
操作员：
记录员：
热场测试结果
测点
熔体区散热窗温度/℃
钢棒头温度/℃
槽底温度/℃
……
测点
槽帮厚度/cm
伸腿高度/cm
伸腿长度/cm
……
工艺参数
槽电压（平均）/V
系列电流（平均）/kA
铝水平（平均）/cm
质水平（平均）/cm
铝液温度（平均）/℃
电解质温度（平均）/℃
4.阴极磨损测试
（1）测试的必要性
虽然铝电解槽阴极碳块在电解过程中并不消耗，但由于受到熔融电解质侵蚀以及铝液的摩擦，导致阴极碳块局部磨损，阴极电流分布不均，局部电流集中，又加剧了阴极碳块的破损。
尤其是在阴极碳
块端部的位置，由于电流密度相对较大，破损更加严重。
因此有必要进行阴极磨损的测试，掌握电解槽工作状况，采取相应措施，延长电解槽寿命。
（2）测试对象
选取3~5台具有代表性的电解槽进行测试。
（3）测点选择
在电解槽每个大面选取具有代表性的3~5点进行测量。
（4）测试时间
主要在电解槽进行换极的时候进行测试。
（5）测试工具
常规阴极磨损测试工具如图7所示，需自制。
图7常规阴极磨损测试工具（Ф20mm钢棒）
（6）测试方法
常规阴极的磨损主要对磨损深度进行测试，具体测试方法如图8所示。
图8常规阴极磨损测试方法
（7）测试具体操作规程
电解槽磨损测试完全由人工操作相关工具完成，由于测点环境和操作环境又属于高温、高电压范畴，因此，人身安全尤为重要。
●操作人员安全保障
为确保人身安全，所有测试人员，都要穿戴绝缘防烫手套，保护眼镜，安全帽，绝缘防烫工作鞋，并尽量戴上口罩。
任何人不可脚踏电解质壳面，以防壳面坍塌烫伤。
●测试人员分工
电解槽磨损测试，可分为操作组和数据测量和记录组。
操作组负责操作测试工具进行测试，数据测量和记录组负责用钢板尺等测试相关数据并进行记录。
测试现场应有1~2名指挥协调人员。
共需测试人员5~6人。
分工
数量
职责
备注
操作工具测试人员
2
操作工具进行测试
数据测试
1
测量相关数据
数据记录
1
记录测试记录
指挥协调人员
1~2
协调现场和测试人员
●测试程序
所有测试都要严格按预定测点和相关操作规程进行。
◆确定槽号，测试槽数2~3台。
◆车间相关协调
◆工具及劳保用品准备和穿戴
◆在所有点测量结束后，进行工具清理，覆盖槽盖板，归还劳保用品。
●测试数据记录
测试槽号：
时间：
操作员：
记录员：
温测结果
测点号
磨损高度
测点号
磨损高度
……
工艺参数
槽电压（平均） /V
系列电流（平均）/kA
Al水平（平均）/cm
E水平（平均）/cm
铝液温度（平均）/℃
电解质温度（平均）/℃
5.槽壳变形测试
（1）测试的必要性
电解槽在焙烧启动以及生产过程中，内衬材料由于温度影响而产生热膨胀应力，并向电解槽四周释放热应力，导致电解槽槽壳外拱变形。
有必要对电解槽的槽壳变形情况进行定期测试，以了解电解槽内衬变化情况，进一步改进电解槽内衬和槽壳的设计，延长电解槽寿命。
（2）测试对象
选取3~5台具有代表性的电解槽进行测试.
（3）测试方法
对电解槽每侧采用拉线的方法测3~5次，取其平均值计算槽壳变形量。
（4）操作规程
电解槽槽壳变形的测试可采用拉线的方法进行测试，测试时由人工配合进行。
由于测试和操作环境又属于高温、高电压范畴，因此，人身安全和仪器安全尤为重要。
●操作人员安全保障
为确保人身安全，所有测试人员，都要穿戴绝缘防烫手套，保护眼镜，安全帽，绝缘防烫工作鞋，并尽量戴上口罩。
●测试人员分工
电解槽槽壳变形的测试，可由相关人员配合完成测试。
可由2人拉线，1人辅助，1人记录数据，1人现场协调。
共需测试人员5人。
●测试程序
所有测试都要严格按预定测点和仪器操作规程进行。
◆确定槽号，测试槽数3~5台；
◆车间相关协调；
◆工具及劳保用品准备和穿戴；
◆在所有点测量结束后进行工具清理。
（5）测试数据记录表
测试槽号：
时间：
操作员：
记录员：
温测结果
第一次
第二次
第三次
平均值
A侧
B侧
工艺参数
槽电压（平均） /V
系列电流（平均）/kA
Al水平（平均）/cm
E水平（平均）/cm
铝液温度（平均）/℃
电解质温度（平均）/℃
6.磁场测试
采用高斯计进行磁场测试。
测试时在电解槽加工面处打孔，将高斯计探头插入铝液中进行现场磁场测试。
7.流速场测试
采用铁棒进行铝液流速场测试（铁棒熔蚀法）。
测试时在电解槽加工面处打孔，将铁棒插入到铝液中进行铝液流速的测试，根据铁棒融蚀情况，计算铝液流速。
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