GB 50850-2013 铝电解厂工艺设计规范

人人文库专用

中华人民共和国国家标准

铝电解厂工艺设计规范

Ccesses

GB50850-2013

主编部门：中国有色金属工业协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2013年5月1日

人人文库专用

中国计划出版社

2013北京

书

中华人民共和国国家标准

铝电解厂工艺设计规范

GB50850-2013

☆

中国计划出版社出版

网址：

地址：北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层

邮政编码：100038电话：（010）63906433（发行部）

新华书店北京发行所发行

北京世知印务有限公司印刷

850mm×1168mm1/322.5印张59千字

2013年5月第1版2013年5月第1次印刷

☆

统一书号：1580242·030

人人文库专用定价：15.00元

版权所有侵权必究

侵权举报电话：（010）63906404

如有印装质量问题，请寄本社出版部调换

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1603号

住房城乡建设部关于发布国家标准

《铝电解厂工艺设计规范》的公告

现批准《铝电解厂工艺设计规范》为国家标准，编号为

GB50850—2013，自2013年5月1日起实施。其中，第1.0.3条

为强制性条文，必须严格执行。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版

发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2012年12月25日

人人文库专用

前言

本规范是根据原建设部《关于印发〈2006年工程建设标准规

范制订、修订计划（第二批）的通知》（建标〔2006〕136号）的要求，

由贵阳铝镁设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成。

在本规范编制过程中，编制组进行了深入细致的调查研究，认

真总结实践经验，参考国内相关规范和国际先进标准，在广泛征求

意见的基础上，最后经审查定稿。

本规范共分16章，主要技术内容有：总则，术语，主要材料及

产品质量，电解工艺计算，电解槽设计，电解车间，工艺自动化控

制，变电整流所，阳极组装车间，氧化铝、氟化盐、电解质贮运及供

料，电解烟气净化，铝锭铸造工艺计算，铝锭铸造车间配置，抬包清

理，废渣处理及堆场，电解槽修理及电解辅修。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解

释，由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理，

由贵阳铝镁设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。在规

范执行过程中如有意见或建议，请寄送贵阳铝镁设计研究院有限

公司（地址：贵州省贵阳市金阳新区金朱路2号，邮政编码：

550081），以人人文库专用供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：

主编单位：贵阳铝镁设计研究院有限公司

中国有色金属工业工程建设标准规范管理处

参编单位：沈阳铝镁设计研究院有限公司

中国铝业贵州分公司

青铜峡铝业股份有限公司

·1·

主要起草人：席灿明代国才胡向全杨涛邓翔

主要审查人：姚世焕王汝良陈才荣龚春雷侯新

王绍鹏谢青松刘永刚王有来刘永强

李刚罗斌

人人文库专用

·2·

目次

1总则…………………（1）

2术语…………………（2）

3主要材料及产品质量……（4）

4电解工艺计算……………（7）

4.1工艺计算………………（7）

4.2主要设备选型计算………（10）

5电解槽设计………………（12）

6电解车间…………………（15）

6.1一般规定………………（15）

6.2电解车间配置……………（16）

7工艺自动化控制…………（19）

8变电整流所………………（21）

8.1一般规定………………（21）

8.2供电电源与接线系统……（21）

8.3整流机组选择及谐波治理………………（22）

9阳极组装车间……………（25）

9.1一般规定………………（25）

9.2阳极组装车间配置人人文库专用………（25）

9.3阳极组装仓库……………（26）

10氧化铝、氟化盐、电解质贮运及供料……（27）

10.1一般规定………………（27）

10.2氧化铝贮运……………（27）

10.3氧化铝、载氟氧化铝供配料……………（29）

10.4氟化铝、电解质粉料贮运及供配料………（29）

·1·

书

11电解烟气净化……………（30）

11.1一般规定………………（30）

11.2净化设备配置及排烟管设计……………（30）

12铝锭铸造工艺计算………（32）

12.1铝锭的分类和铸造工艺计算……………（32）

12.2主要设备选型计算……（34）

13铝锭铸造车间配置………（36）

13.1一般规定………………（36）

13.2铸造设备选型…………（36）

13.3铸造车间配置…………（37）

13.4铸造成品仓库…………（38）

13.5铝渣处理………………（38）

14抬包清理…………………（39）

15废渣处理及堆场…………（40）

16电解槽修理及电解辅修…………………（41）

16.1一般规定………………（41）

16.2就地槽大修……………（41）

16.3异地槽大修……………（41）

16.4槽大修设备选用………（42）

16.5电解辅修………………（43）

本规范用词说明………………（44）

引用标准名录…………………（45）

附：条文说明人人文库专用…………………（47）

·2·

Contents

1Generalprovisions………(1)

2Terms……………………(2)

3Mainrawmaterialsandproductquality………………(4)

4Processcalculationsofelectrolyticaluminium…………(7)

4.1Processcalculations……(7)

4.2Mainequipmentselecting………………(10)

5Designofaluminiumelectrolyticcell…(12)

6Potroom…………………(15)

6.1Generalrequirement……(15)

6.2Arrangementofpotroom…………………(16)

7Automaticcontrolofprocess……………(19)

8Powertransformationandrectification…(21)

8.1Generalrequirement……(21)

8.2Supplysourceandwiringsystem…………(21)

8.3RectifierSelectingandharmoniccontrol…(22)

9Roddingshop……………(25)

9.1Generalrequirement……(25)

9.2Arrangementofroddingshop……………(25)

9.3Stora人人文库专用geofroddingshop…………………(26)

10Storageandsupplyofalumina,fluoride,crushedbath…(27)

10.1Generalrequirement……(27)

10.2Unloadingstationandstorageofaluminamaterial………(27)

10.3conveyandsupplyofaluminamaterial…(29)

10.4Storageandsupplyoffluoride,crushedbath……………(29)

·3·

11Potroomfumetreatment………………(30)

11.1Generalrequirement……(30)

11.2Designoftreatingequipmentsandgasduct……………(30)

12Processcalculationofingotcasting……(32)

12.1Aluminiumingotclassify＆processcalculationofingot

casting…………………(32)

12.2Mainequipmentselecting………………(34)

13Arrangementofcastingshop…………(36)

13.1Generalrequirement……(36)

13.2Castingequipmentselection……………(36)

13.3Arrangementofcastingshop……………(37)

13.4Storageofcastingproducts……………(38)

13.5Aluminiumwastetreatment……………(38)

14Cruciblecleaning………(39)

15Wastetreatmentandstorageyard……(40)

16Potmaintenanceandauxiliaryrepair…(41)

16.1Generalrequirement……(41)

16.2Potmajorrepaironline………………(41)

16.3Potmajorrepairoffline………………(41)

16.4Majorrepairequipmentselecting………(42)

16.5Auxiliaryrepairofsmelter……………(43)

Explanationofwordinginthiscode………(44)

Listofquotedstandards……(45)

Addition:人人文库专用Explanationofprovisions………(47)

·4·

1总则

1.0.1为适应铝电解厂工程建设的需要，提高工程设计质量，促

进铝电解厂的安全可靠、先进适用与经济合理，遵循国家相关法

规、标准，制定本规范。

1.0.2本规范适用于新建、扩建及技术改造的铝电解厂的工艺

设计。

1.0.3铝电解槽必须采用200kA及以上预焙阳极铝电解槽生产

工艺。

1.0.4铝电解厂应按现行行业标准《清洁生产标准电解铝业》

HJ/T187的规定，采取同时治理废气、废水、废渣有害污染物的

措施，并应减少温室气体全氟化碳排放。

1.0.5铝电解厂应靠近电厂或变电站建设，具备条件的地区，宜

延伸下游加工产业，并宜采用天然气或煤制天然气等清洁能源进

行生产。

1.0.6铝电解厂的工艺设计，除应符合本规范外，尚应符合国家

现行有关标准的规定。

人人文库专用

·1·

2术语

2.0.1预焙阳极铝电解槽prebakedanodecell

其特点是阳极来源于预焙阳极厂经过成型、焙烧生产的合格

成型炭块，经组装后上槽使用。其主要优势在于沥青烟和氟化物

分别处理，电解槽便于实施机械化、自动化作业和集中有效治理电

解烟尘。

2.0.2载氟氧化铝fluorinatedalumina

指采用新鲜氧化铝作为治理电解烟气中有害成分氟化物的吸

附剂，经过干法净化系统循环吸收烟气中的氟化氢、固体氟化物颗

粒后，形成的含氟氧化铝料。

2.0.3阳极电流密度anodecurrentdensity

指铝电解槽的电流强度除以槽上所有阳极炭块面积之和的一

个特征指标比，单位为每平方厘米安培。

2.0.4半石墨阴极炭块partiallygraphitiferouscathode

block

指阴极炭块的干料配方中添加的人造石墨所占比例低于

30％。

2.0.5焙烧、启动baking，startingup

指电解人人文库专用槽在投产初期，必须经历的内衬预热，以及灌入电解质

高温液体启动使之进入逐步产铝状态的两个生产过程。

2.0.6计算站computerroom

指服务于电解全系列各台电解槽操作管理自动化控制系统的

主机房。

2.0.7阳极组装anoderodding

指通过一定工艺方法和设备流程，将新的预焙阳极炭块与阳

·2·

极钢爪和导杆等组装成可在铝电解槽上使用的阳极炭块组的工艺

过程。

2.0.8残极butt

指预焙阳极炭块在铝电解槽上使用一个周期后，更换下来的

残阳极炭块。

2.0.9铝合金aluminiumalloy

以铝为基体的合金产品总称。

2.0.10中间合金masteralloy

为了便于向铝基合金中加入一种或多种合金元素而特别配制

的中间合金产品。

2.0.11铝渣aluminiumslag

铝熔化过程中产生的金属铝与其他铝氧化物的混合物。

2.0.12就地槽大修potreliningon-line

指在电解车间原地进行电解槽的停槽、刨炉、维修及内衬筑炉

的作业过程或方法。

2.0.13异地槽大修potreliningout-of-line

指将停槽的电解槽的槽壳及内衬整体吊运至专用大修车间进

行刨炉、维修及内衬筑炉的作业过程或方法。

人人文库专用

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3主要材料及产品质量

3.0.1氧化铝质量不应低于现行国家标准《氧化铝》GB/T24487

规定的二级品，宜使用比表面积60m2/g及以上的砂状氧化铝。

3.0.2冰晶石质量不应低于现行国家标准《冰晶石》GB/T4291

规定的一级品标准，并应根据电解槽在焙烧启动、后期管理等不同

阶段，使用高分子比冰晶石和普通冰晶石。

3.0.3氟化铝质量不应低于现行国家标准《氟化铝》GB/T4292

规定的一级品。

3.0.4氟化钠质量不应低于现行行业标准《氟化钠》YS/T517

规定的二级品。

3.0.5氟化钙质量不应低于现行国家标准《氟化钙》GB/T27804

规定的二级品。

3.0.6工业碳酸钠质量不应低于现行国家标准《工业碳酸钠及其

试验方法》GB210规定的Ⅱ类一等品。

3.0.7预焙阳极理化性能应符合现行行业标准《铝电解用预焙阳

极》YS/T285的有关规定。预焙阳极尺寸及允许偏差应符合表

3.0.7的规定。铝电解槽设计阳极电流密度大于或等于0.8A/cm2

时，宜采用表观密度在1.56g/cm3以上的优质预焙阳极。

人人文库专用表3.0.7预焙阳极尺寸及允许偏差

阳极块规格（mm）相对允许偏差

长×宽×高长宽高不直度

（1450～1850）×（660～750）×

±1.0mm±1.5mm±3.0mm不大于长度的1％

（550～650）

3.0.8普通阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用普通阴

极炭块》YS/T5230的有关规定。

·4·

3.0.9半石墨质阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用半

石墨质阴极炭块》YS/T287的有关规定。

3.0.10高石墨质阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用

高石墨质阴极炭块》YS/T623的有关规定。

3.0.11石墨化阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用石

墨化阴极炭块》YS/T699的有关规定。

3.0.12铝电解用阴极糊质量应符合现行行业标准《铝电解用阴

极糊》YS/T65的有关规定。铝电解用阴极糊产品的分类应符合

表3.0.12的规定。

表3.0.12铝电解用阴极糊产品分类

适宜施工

分类牌号名称适用部位

温度（℃）

填充底部炭块与侧部炭块接缝

BSZH半石墨周围糊110±10

及耐火砖等之间较宽缝隙

第一类BSTH半石墨炭间糊填充炭块与炭块之间缝隙110±10

BSGH半石墨钢棒糊填充阴极钢棒与炭块之间缝隙110±10

BSTN半石墨炭胶泥填充侧部炭块之间较小缝隙60±10

填充高石墨质底部炭块与侧部炭

GSZH高石墨周围糊110±10

块接缝及耐火砖等之间较宽缝隙

第二类

GSTH高石墨炭间糊填充炭块与炭块之间缝隙110±10

GSGH高石墨钢棒糊填充阴极钢棒与炭块之间缝隙110±10

填充炭块与炭块、底部炭块与侧

BSLD-1半石墨冷捣糊Ⅰ25～55

部炭块及耐火砖之间的缝隙

BSLD-2半石墨冷捣糊Ⅱ填充阴极钢棒与炭块之间缝隙25～55

第三类

人人文库专用填充炭块与炭块、底部炭块与侧

GSLD-1高石墨冷捣糊Ⅰ25～55

部炭块及耐火砖之间的缝隙

GSLD-2高石墨冷捣糊Ⅱ填充阴极钢棒与炭块之间缝隙25～55

注：1BSZH、BSTH、BSGH、BSTN、BSLD-1、BSLD-2，6个牌号的产品是与铝

电解用半石墨阴极炭块配套使用。

2GSZH、GSTH、GSGH、GSLD-1、GSLD-2，5个牌号的产品是与铝电解用

高石墨阴极炭块配套使用。

·5·

3.0.13铝电解用碳化硅结合氮化硅砖/板的质量不应低于现行

行业标准《高炉用碳化硅结合氮化硅砖》TB/T4035的有关规定。

3.0.14重熔用铝锭的质量应符合现行国家标准《重熔用铝锭》

GB/T1196的有关规定。应用铝电解槽生产介于重熔用铝锭和

《重熔用精铝锭》YS/T665质量标准之间的初级精铝产品时，其

质量可根据需求对原辅材料质量进行特殊控制。

人人文库专用

·6·

4电解工艺计算

4.1工艺计算

4.1.1电解系列原铝产量应按下式计算：

-3

Q=0.3355×10I·η·t·n1（4.1.1）

式中：Q———原铝年产量（t）；

0.3355———电化当量（g/A·h）；

I———电流强度（kA）；

η———电流效率（％）；

t———年工作小时数，取8760h；

n1———电解系列生产槽数。

4.1.2铝液直流电耗应按下列公式计算：

V平均

W=-3（4.1.2-1）

0.3355×η×10

V平均=V工作+V效应均摊

=E极化+V阳极+V阴极+V电解质+V铝母线+V效应均摊（4.1.2-2）

式中：W———铝液直流电耗（kW·h/t）；

V平均———槽平均电压，为槽工作电压与阳极效应均摊电压之和

（V）；

V工作———槽工作电压（V）；

极化——人人文库专用—槽内电解质熔体的分解电压和阴、阳极极化电压之和

E

（V）；

V阳极———阳极导杆与阳极母线接触点至阳极炭块底掌之间的

电压（V）；

V阴极———槽内阴极炭块表面至槽外阴极钢棒的电压（V）；

V电解质———槽内电解质熔体的电压降（V）；

·7·

V铝母线———槽周围导电铝母线系统的电压（V）。

4.1.3阳极效应均摊电压应按