电解槽测试方案.doc

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年四月目 录1. 前言- 1 -2. 槽电压噪声测试- 1 -3. 热场测试- 3 -4. 阴极磨损测试- 8 -5. 槽壳变形测试- 12 -6. 磁场测试- 13 -7. 流速场测试- 14 - 14 -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48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。l 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。l 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。l 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12名指挥协调人员。共需测试人员约45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12协助测试指挥协调人员12协调现场和测试人员l 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。u 确定槽号，测试槽数35台；u 车间相关协调；u 工具及劳保用品准备和穿戴；u 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l 阴极钢棒头、散热窗、槽底等特征点温度；l 槽膛内型。(3) 测试工具l 各特征点温度测试采用红外线测温枪；l 槽膛内型的测试采用自制测试工具。图1 槽帮厚度测试棒(20mm钢棒)图2 伸腿高度测试棒(20mm钢棒)图3 伸腿长度测试棒(20mm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。l 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。l 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12名指挥协调人员。共需测试人员约45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12协调现场和测试人员l 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。u 确定槽号，测试槽数35台；u 车间相关协调；u 工具及劳保用品准备和穿戴；u 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35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35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(20mm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。l 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。l 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12名指挥协调人员。共需测试人员56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12协调现场和测试人员l 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。u 确定槽号，测试槽数23台。u 车间相关协调u 工具及劳保用品准备和穿戴u 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。l 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) /kAAl 水平(平均) /cmE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35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35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。l 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。l 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。l 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。u 确定槽号，测试槽数35台；u 车间相关协调；u 工具及劳保用品准备和穿戴；u 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) /kAAl