GB 50850-2013 铝电解厂工艺设计规范.pdf

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1、S/N: 1580242.030 统一书号:1580242. 030 定价:15; 00元9111580241120300 1; 11 UDC 中华人民共和国国家标准1 -P GB 50850 - 2013 铝电解厂工艺设计规范Code for design of aluminum smelter processes 2012 - 12 - 25 发布2013 - 05-01 实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布-一一-_._-一-一中华人民共和国国家标准铝电解厂工艺设计规范Code for design of aluminum smelter pr

2、ocesses GB 50850 - 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:2 0 1 3 年5 月1 日中国计划出版社2013北京中华人民共和国国家标准铝电解厂工艺设计规范GB 50850-2013 女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850mmX 1168mm 1/32 2.5印张59千字2013年5月第1版2013年5月第1次印刷会统一书号:1580242. 030 定价:15.

3、 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GB 50850-2013，自2013年5月1日起实施。其中，第1.o. 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日前本规范是根据原建设部关于印发160 200-240 300-350 350-400 二注4006. 1. 2 铝电解厂设计应采用成熟可靠

4、的先进工艺及装备技术，并应符合下列要求:1 新建铝电解厂应采用200kA及以上预蜡阳极铝电解槽技术，铝电解厂技术改造应采用160kA以上预蜡阳极铝电解槽技术，并应在整流机组设备安全可靠范围内选用较高的额定输出直流电压等级，宜充分利用建设场地使单个系列的配备槽台数最大化。2 铝电解槽应采用成熟可靠的高效、节能、降本和环保的先进工艺及装备技术;应包括物理场(电、热、磁、流、力场)优化设计、优质原辅材料、智能槽控系统、氧化铝定容打壳下料器、氟化铝和电解质粉料加料装置、槽密闭集气系统、开槽阳极、石墨质或石墨化阴极、低阳极效应系数、新型阴极结构、抗冲刷耐腐蚀内衬材料等。6. 1. 3 铝电解车间的主要装

5、备，应符合下列要求:1 新建电解系列宜配备多功能天车、阳极搬运车、出铝抬包拖车、出铝抬包、阳极托盘、阳极母线提升装置、氧化铝浓相或超浓相供配料系统、氟化铝/电解质粉料加料系统，并应采用铝电解槽监控系统，以改善机械化、自动化、信息化作业管理水平。2 电解系列技术改造应充分利用原有设备和设施。利用旧厂房改造并增加超过原有荷载的设备时，应对原构筑物结构进行检测，并应复核荷载。3 电解车间内应设有压缩空气气源及气控、过滤、稳压设备和供气管网，并应提供合格的出铝、打壳等作业用压缩空气。4 电解车间配备和使用煤气、天然气、液化气燃料或临时用电作为筑炉施工、蜡烧启动及生产用能源时，应保证安全、可靠。6.2

6、电解车间配置6.2.1 电解车间可由一个或多个电解厂房组成，每栋电解厂房应配置在同一标高上，厂房跨度和间距，操作面、轨顶及下弦标高应根据电解槽、天车等设备外形尺寸、磁场影响、通风条件、设备安全、人物流等因素综合确定。6.2.2 电解车间作业班制宜采用四班三运转工作制。6.2.3 新建铝电解厂宜采用系列电解槽横向布置及大面进电母线配置方式。6.2.4 电解厂房应有良好的通风和采光条件。厂房配置形式宜采用二层楼操作面抬高形式，且厂房之间不宜布置过多的高大构建筑物。6.2.5 电解厂房宜布置在厂区常年主导风向的下风侧，数栋厂房平行布置时，厂房的纵向轴线与主导风向宜成35045。夹角。6.2.6 电解

7、厂房的侧窗、天窗及地面通风板应按每小时换气次数30次40次设计。6.2.7 电解厂房的操作面应平整、耐热，并应有足够的强度及良好的绝缘性能。操作面大通道处，应按通行运输车辆及楼面堆料的最不利荷载设计;小通道处应按槽大修时堆放物料的最大荷载设计;电解厂房各连接过道应按通行运输设备的最大荷载设计。6.2.8 电解厂房应设置下至底层楼面、上天车和屋面进行作业的安全人行通道。6.2.9 厂房偏跨应设置休息室、卫生间、工具间和车间监控室。电解厂房端头强磁场影响区域不宜设置办公区。中间通道和端头宜为天车检修区、运输通道，以及阳极提升框架和出铝抬包临时存放区。6.2.10 雨水、地面水、地下水不得进入电解厂

8、房，不得在厂房内设置排水点。6.2.11 电解车间的压缩空气管应设在厂房侧柱上，主管距操作面不得小于4m。厂房内的压缩空气主管、支管应在安全距离内设置绝缘伸缩节。出铝用的压缩空气应进行干燥和过滤，设计供气压力应大于0.6MPa。6.2.12 电解车间母线沟盖板和槽间盖板的设计，应符合下列要求:1 位于车辆行走侧的母线沟盖板，强度应满足车辆最大轮压要求。2 槽间盖板设计应能满足电解正常生产作业的最大荷载、厂房通风和槽壳散热要求。3 母线沟盖板及槽间盖板设计，应满足生产和维护时人工搬移作业的尺寸和重量要求。4 可能存放高温物料的母线沟盖板及其绝缘层，应选用耐热材料。6.2.13 电解车间的导电母线

9、配置，应符合下列要求:1 纵向配置的铝电解槽系列可采用端部铝母线进电配置方式，横向配置的铝电解槽系列应采用大面多点铝母线进电配置方式。2 单槽母线电压应小于或等于200mV，铝母线电流密度不应大于0.8A/mm2。3 电解槽立柱母线与阳极母线、阴极母线与阴极钢棒，以及长距离母线之间的连接应设有软连接段。连接方式可采用压接或焊接方式，并宜降低接触压降，均化电流分布。同时相邻母线之间应设有隔离绝缘材料。4 导电母线与地沟盖板，母线与土建基础、梁、柱、板等净距离宜大于100mm。6.2.14 电解厂房内应采取下列安全、绝缘措施:1 厂房内操作面以上、2m以下的土建构筑物不得设置可能接地的金属埋件，柱

10、子、楼板的钢筋、铁丝不得外露。柱间支撑为金属结构时，操作层以上4m范围内应设有木制围护栏。2 电解槽槽壳外侧距构筑物墙柱内侧应大于2m，槽壳与车间内设置的地面钢轨外侧距离不得小于4m。3 电解车间内设置的作业工具、抬包及阳极提升框架等金属构件存放区，与槽壳、金属地沟盖板和电气设备外侧的间距不得小于4m。4 电解车间厂房外部的导电母线裸露在地坪3.5m以下的部位，应设有瓷瓶绝缘和护网隔离带。5 电解槽应采用可靠的电气绝缘装置和材料，单槽对地、电解槽之间以及槽各连接部位之间电气绝缘的限值不宜小于lMn。 18 7 工艺自动化控制7.0.1 铝电解厂生产工艺过程应采用计算机控制技术，并应采用管控一体

11、化集成技术。7.0.2 电解系列应设置计算站，其位置宜临近电解厂房，并宜设紧急通讯和报警系统。计算站位于强磁场区域时，重要设备宜采取磁屏蔽措施。7.0.3 计算站机房及网络布线系统设计应符合现行国家标准电子信息系统机房设计规范)GB50174和综合布线系统工程设计规范)GB50311的有关规定。7.0.4 电解槽系列的控制系统宜分为管理级和控制级，管理级可分为监控机和工作站。监控机应设在计算站;工作站应分布在主要技术管理岗位;控制级的主要设备槽控机应设在电解槽附近。控制系统设计应具有下列功能:1 监控机主要功能为现场实时监视、异常情况报警、各类参数设置、离线数据(生产检测参数)录人和分析、数据

12、存储和生产报表制作。2 工作站主要功能为常规作业的监控、异常槽况监视、离线检测数据的录入等。3 槽控机主要功能为在线数据采集和解析、常规作业控制执行、氧化铝浓度控制、电压摆处理、氟化铝加料控制等。常规作业主要有电阻解析/电压调整、打壳下料、出铝过程、阳极更换、抬阳极母线、效应处理等。槽控机应设有手动/自动转换开关，抬母线作业监控必须有传动机构行程限位和设有设备故障软件诊断与保护程序，防止手动/自动抬母线或升降阳极过程中发生断路等误操作事故。 19 7.0.5 铝电解厂其他车间的工艺自动化控制应结合工艺与设备特点，配备必要的自动化控制及安全监视系统。7.0.6 铝电解厂宜根据工艺生产流程设置各土

13、序的物耗和能耗计量与监控系统。. 20 8 变电整流所8.1一般规定8. 1. 1 铝电解厂应靠近负荷中心电解车间布置变电整流所，整流所宜与铝电解厂的总变(配)电站所合建。8. 1. 2 变电整流所宜配置在铝电解厂年主导风向的上风侧，并应减少有害烟尘对电气设备绝缘及环境的影响。8.2 供电电源与接线系统8.2.1 铝电解厂用电一级负荷率应在95%以上。配套变电整流所的供电电源，不应少于两个独立电源，并宜采用同级电压供电，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。8.2.2 铝电解生产停电和减电的允许值，应符合下列规定:1 正常情况下，铝电解厂不应停电。2 供电系统由电网供电时，不应频繁拉闸限电

14、，每次持续时间不应大于40mi丑。3 采用自备电厂不联网供电时，除应保证供电安全可靠外，检修发生事故或事故连续发生时，停电和减电允许值应符合下列规定:1)电解全系列停电时间不大于1h。扣减电10%持续时间不大于12h。3)减电20%持续时间不大于仙。8.2.3 变电整流所交流侧主接线，应符合下列规定:1 大中型铝电解整流所，应采用双母线系统;小型整流所，可采用双母线系统。2 当一个电解系列的全部整流机组有载连续调压至最低一级，电解系列电流仍大于一组整流机组的额定电流时，应设可同时切除电解系列的全部整流机组的功能。3 当用进线或母线(分段)断路器切除电解系列全部整流机组时，不应影响整流所所用电及

15、全厂其他用电负荷，整流机组正常运行时，动力负荷宜单独接于另一段母线。8.2.4 变电整流所的主接线，在任一设备、母线故障或检修时，应保证电解系列正常生产。8.2.5 多整流机组并联运行的电解系列，各机组直流侧应设电动操作的直流隔离器。8.3 整流机组选择及谐波治理8.3.1 整流机组的直流侧额定电压应按下式计算zU额定二三U系列十n1XUAE十b.U母线(8. 3. 1) 式中:U额定一一-整流机组直流侧额定电压(V); U系列一-无效应时的系列电压，为槽平均电压与系列槽数之乘积(V); n1一一一调压制度预定的阳极效应个数;UAE-一一阳极效应时槽电压升高值，宜取30V35V;b.U母线一-

16、槽电压测量范围以外的汇流母线电压降(呐。8.3.2 整流机组直流侧额定电压应满足电解系列最后一批电解槽的启动电压。8.3.3 整流机组应能承受150%的电流过载。ffil口)，并应包括能承受阳极效应熄灭后，不立即将直流电压自动降至原来值而产生的冲击电流所造成的过载。8.3.4整流机组一次侧电压及降压方式的选择，应符合下列规定:1 整流机组一次侧电压及降压方式，宜按表8.3.4选择;2 当电网电压等级在220kV及以上时，整流机组一次侧电压应进行技术经济比较确定。表8.3.4整流机组一次侧电压及降压方式选择整流机组单机额定容量一次侧额定电压(kV)(kV. A) 电网直接供电时经变压器降压供电时

17、(1000 3、6、100.38、6、1010003150 6、10、356、10315012500 10、35、666、101250025000 35、66、11035 二注2500080000110 二三80000110、220、3303 当整流所建设在发电厂或自备电厂附近，技术条件容许时，宜采用发电机电压直配方式供电。8.3.5 铝电解整流所机组数量，应根据供电电压、负荷大小、负荷性质、运行损耗和电网对谐波限制的要求确定。每个电解系列的机组数量、等效相数和容量，应符合下列规定:1 机组一次电压为35kV及以下时，应以4个6个机组形成等效24相或36相。2 机组一次电压为66kV和110k

18、V时，当单机容量在12. 5MV A35MV A，应以3个机组形成等效18相或36相;当单机容量在35MV.A及以上时，应以4个6个机组形成等效48相或72相。3 机组供电电压为220kV及以土，单机容量在50000kV.A 及以上时，以4个8个机组形成等效48相96相。4 当一个机组因故检修时，其余机组应仍能供给1.05倍1. 15倍的全系列直流电流。正常情况下，系列的全部机组应同时运行。8.3.6 整流所宜采用稳流精度较高的自动稳流整流系统，可由饱和电抗器稳流的二极管整流机组或晶闸管整流机组组成。8.3.7 整流装置的安装接地应防止在直流回路有较大泄流情况时，发生严重接地故障引起反电动势向

19、故障点提供较大电流。8.3.8 变电整流所供电系统注入电网的谐波电流值和母线的电压畸变率，应按现行国家标准电能质量公用电网谐波)GBjT14549的有关规定进行校核。8.3.9 整流所直流母线绝缘强度可按10倍系列额定直流电压设计。连接整流所与电解车间的室外铝母线应保证电气绝缘，对地绝缘值不应小于2Mn。 24 9 阳极组装车间9.1一般规定9. 1. 1 采用预蜡阳极铝电解槽生产的电解系列，应设立阳极组装车间、电解质清理和残极处理。9. 1. 2 100kt及以上产能的铝电解厂，宜采用自动化程度较高的阳极组装生产线。100kt以下产能的铝电解厂，可采用简易阳极组装车间。，9. 1. 3 阳极

20、组装主要设备的产能选型，宜为配套电解生产年需求量的1.2倍1.5倍。9. 1. 4新阳极及残极运输，应使用专用车辆保障运送和装卸安全。9. 1. 5 电解车间宜在过道附近设置热残极冷却和集气间，集气烟道可接至电解净化系统一并治理含氟烟尘。热残极表面温度降至1000C以下后，可送至阳极组装车间处理。9.2 阳极组装车间自己置9.2.1 预蜡阳极炭块电解年需求量应按下列公式计算:阳极炭块电解年需求量=年平均工作槽数单槽阳极组数/换极周期X365十大修槽年启动用阳极组数(9.2.1-1) 阳极组装生产能力=电解阳极炭块组年需求量/阳极组装成品率(9.2. 12) 9.2.2 阳极组装自动化生产线的配

21、置，应符合下列规定:1 主要工序应按装卸站、自动残极清理站、手动残极清理站、残极抛丸清理站、自动残极压脱站、手动残极压脱站、铁环压脱站、二钢爪抛丸清理站、导杆检查站、导杆校直站、钢爪矫直站、导杆修理装卸站、导杆清刷站、沾石墨站、钢爪烘干、碳碗烘干、浇注站、喷铝站等进行组合，各工作站之间由积放式悬挂输送机联成流水作业线。此外，还应包括中频炉、铁环清理及运输设备，辐道输送机等线外设备和相关物料储仓。2 电解质结壳可根据生产工艺要求进行破碎和细磨，粉料粒度宜为O10mm。3 残极破碎宜设置残极初碎工段，送预蜡阳极厂的返回料处理车间应按配料要求再进行后续破碎。4 导杆及钢爪修理宜设置下线修理工段，主要

22、对损坏的导杆和变形溶蚀的钢爪进行修复。9.2.3 简易阳极组装应配置有残极清理、浇铸区、电解质破碎及维修工段。9.2.4 配建有预蜡阳极厂的铝电解厂，阳极组装车间宜与阳极蜡烧车间的炭块仓库连通。9.2.5 阳极组装车间厂房内的地坪设计荷载，阳极拖车通道宜按5t/m2设计，其余地坪荷载宜按3t/m2设计。9.2.6 阳极组装车间宜采用两班工作制。9.3 阳极组装仓库9.3.1 阳极组装块和待处理残极，应存放在仓库内，仓库面积利用系数宜为O.2O. 4。仓库的贮存量，不宜小于配套电解正常生产所需的7d需求量。9.3.2 阳极组装仓库宜与组装车间厂房连通。组装仓库内应设置起重运输设备。阳极组装仓库地

23、坪荷载宜按5t/m2设计。9.3.3 阳极托盘台数可按下式计算:阳极托盘台数=日供合格阳极组数库存天数/每个托盘阳极装载组数十大修槽台数单槽阳极组数(9. 3. 3) 26 10 氧化铝、氟化盐、电解质贮运及供料10.1 一般规定10. 1. 1 袋装氧化铝、氟化盐应贮存在防雨防潮仓库内。散装氧化铝应贮存在料仓内，火车运输入厂时应设置卸料站。10. 1. 2 对于温差较大和寒冷地区，采用气力输送氧化铝、氟化盐等粉状物料时，应设置空气除温、除油和冷凝水过滤设施。除湿露点应低于一20C。10. 1. 3 氧化铝原料的贮存量，应符合下列要求:1 未配套氧化铝厂的铝电解厂的氧化铝贮存能力应大于或等于3

24、0d。2 配套有氧化铝厂的铝电解厂的氧化铝贮存能力应大于或等于7d。3 氟化盐的贮存能力应大于或等于90d。4 配套电解烟气净化系统的新鲜氧化铝贮仓容量可按ld2d用量设计。10. 1. 4 氧化铝密闭料仓，应配备减压装置、安全爬梯和作业照明。架空敷设的输送管线，应设有检修平台、防护栏、安全爬梯和作业照明。10.2 氧化铝贮运10.2.1 卸料站车位选择，宜根据设备卸料能力和维护检修、全厂用气高峰期及车辆积压时间等;按12h内完成电解生产ld的需求量进行计算。10.2.2 氧化铝输送方式宜选用浓相输送、超浓相输送、气力提升器或机械输送方式，宜降低氧化铝的破碎率。输送设备与管网设二计应符合下列规

25、定:1 稀相气力输送距离不宜超过400m，固气比宜为520，仓式泵供气压力宜为O.6MPa0. 8MPao可用于槽罐车至氧化铝中间储仓的粉料输送。2 浓相气力输送距离不宜超过1200m，固气比宜为2050，压力容器供气压力宜为O.2MPa0. 7MPa。可用于氧化铝中间储仓或袋装料仓库至电解车间日用储仓的远距离物料输送。3 超浓相气力宜采用短距离输送，固气比宜为100500，溜槽安装斜度宜为0020，供气压力宜为O.01MPa0. 05MPa。可用于储仓向电解槽输送新鲜氧化铝或含氟氧化铝。4 风动?留槽宜采用短距离输送，固气比宜大于100，溜槽安装斜度宜大于20，供气压力宜为O.01MPa0.

26、 05MPa。5 气力提升器宜采用短距离提升物料，固气比宜为614，提升高度不宜大于40m，供气压力宜为O.01MPa0. 05MPa。6 气垫带式输送方式宜采用长距离输送，气垫输送机带速宜为O.8m/s12. Om/s，带宽宜为5002200，输送物料堆比重宜为O. 8kg/cm32. 8kg/cm3，最大输送倾角宜小于200，宜采用气垫密封形式。7 室外采用斗式提升机、普通皮带输送时，应采取防雨、防尘措施。10.2.3 输送管网设计应符合下列规定:1 气动压力输送管道的管架水平推力可按下式计算:F=q. u. l (10.2.3) 式中J一一管架水平推力(kg/m); q一一每米管道的计算

27、重量(kg);u一-物料与管道的摩擦系数，可取O.30. 6; t 管架的间距(m)。2 输送用压缩空气管道的铺设坡度不应小于0.2%，并应设管内积存油水排放装置，寒冷地区应采取防冻措施，温差较大地区应对管道进行热补偿。3 压缩空气负荷波动较大或长距离输送需稳定供气压力的用户，应设储气罐或稳压、增压装置。4 埋地铺设的管道穿越铁路或道路时，管顶距离铁路轨面不宜小于1.2m，距离道路路面不宜小于0.7mo10.2.4 氧化铝仓库及料仓设计，应符合下列规定:1 仓库应设有起重运输设备。2 仓库应留出足够的运输和安全通道，存料面积利用系数可取O.50. 60 3 袋装料的堆放高度不宜超过6m。4 仓

28、库内设有拆、卸袋及物料输送科装置时，应设置通风收尘。5 密闭料仓下部易结块存料部位应设物料疏通装置。10.3 氧化铝、载氟氧化铝供配料10.3.1 新鲜氧化铝或电解净化系统返回的载氟氧化铝向电解槽的供配料系统，宜采用超浓相或浓相输送方式，自然输送物料的溜管斜度应大于氧化铝的安息角。10.3.2 电解槽上保温覆盖用的新鲜氧化铝粉料或棍合料，应采用天车加料方式，不宜采用人工抱袋直接投料方式。10.4 氟化铝、电解质粉料贮运及供配料10.4.1 氟化铝、电解质粉料应采用仓库或料仓贮存，并应配备防雨、防尘设施。10.4.2 氟化铝可采用浓相输送上槽、汽车罐车运输、天车加料或专用地面氟化铝加料车的供配料

29、方式，不宜采用人工加料上槽方式。10.4.3 电解质粉料可采用汽车罐车运输，超浓相输送和天车加料的供料方式，不宜采用人工手推车和车间存放方式。当用作保温覆盖料时，宜与氧化铝混合配料上槽。 29 11 电解烟气净化11.1 -般规定11. 1. 1 铝电解厂应配备高效节能的净化除尘系统，应采用氧化铝吸附含氟烟尘的干法净化技术治理电解烟气。11. 1. 2 新建铝电解系列的电解烟气净化系统宜采用集中处理方式，老广技术改造的电解系列受场地限制时，可采用分散处理方式。11. 1. 3 电解车间厂房应采用有组织的自然通风，经天窗排放的氟化物会导致无组织排放监控浓度超过限值时，应设天窗排风净化系统。厂房侧

30、部应设通风窗。11. 1. 4 电解烟气净化系统每lm2/g比表面积的氧化铝对氟化氢的单分子层化学吸附系数可取0.033%C重量比)。净化系统循环回收的载氟氧化铝宜返回电解生产使用。11. 1. 5 电解烟气净化系统应设置主要受控污染物的在线监测系统。11. 1. 6 高架净化除尘设施应设有检修平台、防护栏和作业照明。11.2 净化设备配置及排烟管设计11.2.1 电解烟气净化设施宜配置在电解系列两栋电解厂房之间，并宜靠近氧化铝储仓，当电解系列需配置多套烟气净化系统时，应合理分配集气槽数，并应合理设计排烟支管、排烟干管直径。11.2.2 净化设备及排烟管道的设计，应符合下列要求:1 净化设备及

31、管道的处理能力，应按电解系列的最大生产能力设计。2 铝电解系列净化系统汇总烟管各变径段的风速等量递增地各值，应按下式计算:/:v=Cv汇-v支)/(11.2. 2) 式中:/:v._-_.汇总烟管各变径段的风速等量递增值Cm/s); U汇汇总烟管最大烟气流速Cm/s);U支一一-电解槽排烟支管烟气流速Cm/s); n一一单侧汇总烟管的个数。11.2.3 电解槽排烟管设计，应符合下列规定:1 电解槽排烟系统中，槽罩内负压应大于一10Pa-5Pa，电解槽之间的负压差为一30Pa-10Pa。2 各电解槽及排烟管的烟气流动设计压力损失应小于500Pa，烟气流速宜大于8m/s。排烟管安装方式应方便检修，

32、并应能有效防止烟气粉尘沉降堆积。3 电解槽排烟支管与总管之间应设绝缘节，总的电阻值不应小于2M，Q，。4 水平排烟管道和小于烟尘粉料安息角的倾斜管道的控制风速宜为16m/s18m/s，大于烟尘粉料安息角的倾斜管道的控制风速宜为12m/s18m/s。5 电解烟气净化除尘器反吹清灰用的压缩空气系统应设置除油和除水设施。6 应对电解烟气净化设施的电动阀、气动阀、压差计、料位计等设置现场和远程监控系统。 31 12 铝链铸造工艺计算12.1 铝链的分类和铸造工艺计算12. 1. 1 铝链可按成分不同分为重熔用铝链和铝合金链;可按产品形状和尺寸分为下列铝链:1 15kg、20kg、22陆的重熔用铝链。2

33、 500kg、650kg、lOOOkg的T形铝键。3 铝合金链。4 板链。5 圆链。12. 1. 2 铝链铸造车间的原铝处理量可按下式计算:铸造车间正常(最大)年=电解系列工作(安装)槽数处理原铝量单槽年产原铝量不平衡系数/产品综合成品率(12. 1. 2) 式中:不平衡系数一一为不可预见因素引起的电解产量不平衡，取1.11.3。12. 1. 3 铝键铸造工艺设计应根据产品品种与工艺方法计算，并列出金属平衡表。12. 1. 4 铝合金炉料配料计算应符合下列规定:1 合金中各元素的需求量应按下式计算:mQ-/(1-E) (12. 1. 4-1) 式中:mQ一一合金中各元素的需求量Ckg);G一合

34、金中计算元素成分的百分含量C%); E一一元素的烧损率C%)。2 各元素的需求量应根据熔制合金的实际量，按下式计算:mA=mQXmw/l00 式中:mA元素的需求量Ckg);mw一一熔制合金的实际量Ckg)。3 回炉料中各元素含量应按下式计算:mB=mGXb 式中:mB一一回炉料中各元素含量Ckg);mG一一回炉料加入量Ckg);b一一回炉料中各元素含量C%)。4 不加的新元素含量应按下式叶算:mC=mA一-mB式中:mc一一不加的新元素含量Ckg)。5 中间合金的需求量应按下式计算:mD=mc/F 式中:.mD一一中间合金的需求量Ckg);F一一中间合金中元素含量(仰。6 中间合金中所带入的

35、主要元素应按下式计算:(12. 1. 4-2) (12. 1. 4-3) (12. 1. 4-4) (12. 1. 4-5) mAl=mD-mC (12. 1. 4-6) 式中:mAl一一中间合金中所带入的主要元素Al的质量Ckg)。7 补加的主要元素应按下式计算:mk=配料成分所需主要元素量一回炉料带入主要元素量各类中间合金带入的主要元素量总和(12. 1. 4-7) 式中:mk一一主要元素的补加量Ckg)。8 实际的炉料总量应按下式计算:mT=mk十mD+mG(12. 1. 4-8) 式中:mT一一实际的炉料总量Ckg)。9 复合杂质的含量应按下式计算: 33 Uo=各种炉料加入量某杂质的

36、重量百分含量(12. 1. 4-9) 式中:U。一一炉料中某杂质总量复合杂质的含量(kg)。12. 1. 5 铸造速度与截面为正方形的线链成比例关系，铸造速度应按下式计算:vXD=K (12. 1. 5) 式中:v一-铸造速度(mm/min或m/h); D一一键截面边长(mrri或m); K-一常值，取1.2m2 /h 1. 5m2/h。12. 1. 6 铝链铸造成品率应按下式计算:一铸造成品量(t)铝链铸造成品率一X 100% (12. 1. 6) 电解铝液量(t) 12. 1. 7 不同品种铝链的吨铝铸造损耗量，应符合下列规定:1 重熔铝链应为O.5%1. 0%。2 合金铝键应为1.O%1

37、. 5%。3 板链、圆链应为1.0%2. 0%。12. 1. 8 铝链铸造仓库贮存天数应按下式计算:贮存天数=仓库面积(m2)X堆存量(t/m2)X面积有效利用率铸造车间铝链产量(t/a)X365 (12. 1. 8) 式中:面积有效利用率一一仓库的铝链可堆存面积占仓库总面积的比例，取O.6。12.2 主要设备选型计算12.2.1 熔铸车间混合炉台数应按下式计算:混合炉台数=年产原铝量(t/a)X (不平衡系数+废品率)工作日(d)X设备产能(t/d)X日生产炉r(12.2. 1) 12.2.2 不平衡系数铝键铸造机设备台数应按下列公式计算: 34 铸造机工作台数=设计产能(t/a)/设备产能

38、(t/d)X365成品率(%)X设备运转率(%)(12. 2. 2-1) 设备产能=铸造机产能(t/h)X 24(h) /铸造一炉次时间(h)(12. 2. 2-2) 35 13 铝链铸造车间配置13.1一般规定13. 1. 1 运输电解铝液的道路坡度，其直线段坡度不宜大于2%，困难条件下不得大于4%。13. 1. 2 抬包运输车辆应为专用，并应设置防止抬包倾斜和外移的固定装置。13. 1. 3 铸造熔炼炉、保持炉等的加热燃料可根据具体条件，选择天然气、电、煤气及重油、柴油类等，应采用相对低廉的清洁能源。13.,1. 4 铝键铸造车间设计，应符合有关设备、设施、危险品及生产操作维护安全规定。1

39、3. 1. 5 铸造车间宜为一级供电负荷单位。13.2 铸造设备选型13.2.1 铸造设备的选择，应符合下列规定:1 10万吨产能以上的熔铸车间，宜选择24t及以上的大型铝熔炼炉，并应配备扒渣车、PLC控制系统等机械化、自动化辅助设备。生产合金产品宜设有均质炉、并配备在线除气过滤和精炼装置。2 普通铝键宜选择15kg22kg键连续铸造机，或400kg以上圆盘/椭圆式T型键膜铸造机，并应配套相应的堆垛、打捆、起链脱模、标记等设备。3 圆铝杆生产宜采用连铸连轧机组，合金圆铝链铸造宜采用立式半连续铸造机或水平连续铸造机，普通合金链铸造宜采用活动膜或水冷膜连续铸造机，板坯铸造宜采用立式半连续铸造机或水

40、平圆盘铸造机。13.2.2 铸造车间的起吊设备，应选择重级工作制(A7)、双抱闸式。起重容量的选择，应按吊运满载铝水抬包或吊运产品最大件重量计算。13.2.3 铸造生产自动控制系统，应符合下列要求:1 大型熔炼炉的PLC控制系统，宜包括金属温度、炉膛温度、炉膛压力、空气和燃气流量、铸造长度、速度、冷却水流量、溜槽和结晶器金属水平、结晶器润滑、晶粒细化剂加入速度等参数监控。2 连续铸造机的挠注、扒渣、检测、堆垛等过程和连铸连轧机组的浇注、轧制、检测、卷线等过程应设有自动控制系统。13.3 铸造车间配置13.3.1 铸造车间可分为原料计量、熔铸、均热、机械加工、产品存放和废料处理等区域。13.3.

41、2 铸造车间可由二个或多个或多跨度厂房组成，位置选择应便于铝液和产品运输，并应邻近配电室、循环水系统和燃料供应站。13.3.3 铸造厂房余热应采用有组织自然通风，排风宜采用避风天窗。混合炉、熔炼炉等烟气量较大处应设排烟系统，在混合炉、铸造机等高温及辐射照度大的操作区，应设局部送风降温装置。13.3.4 铸造车间应配合电解车间的连续生产，宜采用三班工作制。13.3.5 铝熔炼炉及各种铸造设备，应按铸造生产流水线的配置，对于多品种铸造厂房，多条生产线宜平行配置。13.3.6 铸造厂房的铝液人口处及铝键产品出口处，应分别设有计量设备。13.3.7 采用外铸或长距离运输铝液抬包时，抬包内铝液到站后的出

42、包温度不宜低于8000C。13.3.8 铝链铸造车间厂房内外的高温铝液的熔铸作业区域和运输通道，应避免设置集水坑、盛水井等。13.3.9 氯气净化室、氯气瓶室应设机械排风，氯气瓶室应设换气次数不小于15次/h的事故排风。13.4 铸造成品仓库13.4.1 成品仓库的位置宜靠近铸造车间和货运站。条件允许时，成品库与铸造厂房宜连通。当厂内有铁路专用线时，宜将铁路专用线引至成品库内。13.4.2 成品仓库面积利用系数可取O.60 13.4.3成品应根据产品品种分类堆存，仓库库存放量，可按7d10d的铸造产量计算。13.4.4 成品仓库的地面负荷，应满足产品的堆放和车辆行走的要求。13.4.5 仓库内

43、应设有吊装设备、计量装置及专用运输车辆。13.5铝渣处理13.5.1 铝渣处理宜按新废铝和旧废铝及其杂质含量分类处理。13.5.2 铸造生产的铝灰渣，应进行回收利用。热铝灰渣量较大时，宜在熔炼炉附近设置打渣机或铝渣分离机等设备进行处理。未配置铝渣分离设施时，应外委专业企业对铝灰渣进行回收利用。13.5.3 铝灰渣棚或废渣堆场，应耐高温、防火及有防雨设施。 38 14抬包清理14.0.1 大、中型铝电解厂应设置抬包清理工段，小型铝电解厂可在电解车间或铸造厂房端头适宜空间清理抬包。14. O. 2 电解车间出铝抬包配备台数应按下列公式计算:出铝抬包台数=工作抬包数+维修抬包数十停槽启动用抬包数十备

44、用抬包数(14. O. 2-1) 工作抬包数=每班抬包作业时间/每班有效工作时间(14. O. 2-2) 14. O. 3 一般出铝抬包内的电解质及铝液的附着物量超过其有效容积的15%时，或连续使用12个班次后，应进行内衬清理，并应同时清理出铝管。每个抬包的清理及装配时间可按1d3d设计。14.0.4 更换抬包内衬应设专用场地，并应减少粉尘和噪声污染。14. O. 5 抬包清理工段应设置起重机、穿孔机、凿岩机、旋转平衡吊、抬包预热及抬包干燥装置，大型电解铝厂可设置抬包清理机和1出铝管清理机。14.0.6 抬包清理工段应配置压缩空气管网，压缩空气应经过除湿处理。14.0.7 抬包清理工段应在清理

45、抬包作业处产生粉尘的地点设置除尘系统。 39 15 废渣处理及堆场15.0.1 电解槽大修渣中含有氟化物和氧化物，应对其不同组分按现行国家标准危险废物鉴别标准)GB5085的有关规定进行分类鉴别。15.0.2 电解固体废渣应进行综合回收利用，应包括回收氟盐、废阴极碳快、钢棒等。15.0.3 对不能利用的固体废渣应首先选择无害化处理，再设置专用渣场填埋。15.0.4 固体废渣的浸出液中含有超标的无机氟化物、氧化物等有害危险物时，不应随意堆存，应按现行国家标准危险废物填埋污染控制标准)GB18598或一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准)GB18599的有关规定，经预处理后再入专用堆场进行防渗

46、填埋。15.0.5 电解固体废渣填埋专用堆场的厂址选择应符合现行国家标准危险废物填埋污染控制标准)GB18598的有关规定，填埋场应距离飞机场、军事基地3000m以上，场界应位于居民区800m以外，厂址应位于百年一遇的洪水标高线以上，与地表水域的距离不应小于150m，地下水位应在不透水层3m以下等。15. O. 6 电解固体废渣应堆存在采用人工合成材料或站土层作防渗垫的堆场内，应加薪土覆盖，并应密封不泄漏，应采取防洪和集排水措施，厂界周围应设宽10m的绿化防护带。 40 16 电解槽修理及电解辅修16.1一般规定16. 1. 1 电解槽修理可分为就地槽大修和异地槽大修。16. 1. 2 电解槽

47、修理及辅修车间可分为槽内衬修理、上部结构修理及有色焊工段。16. 1. 3 电解槽修理及辅修车间应设有组织自然通风，阴极钢棒清理、耐火材料加工、炭块加工设备部位应设除尘系统，混捏锅应设排烟罩排风。16.2 就地槽大修16.2.1 电解车间应增加预热和扎固阴极炭块间缝糊所需的电源及负荷。16.2.2 电解槽就地大修周期不宜大于35d。16.3 异地槽大修16.3.1 25万吨产能及以上或采用多个电解厂房平行配置的大型铝电解厂，可采用电解槽异地大修方式。其配置应包括电解车间的龙门转运系统和大修车间。16.3.2 龙门转运系统宜设在电解车间连通异地大修车间的中间大修通廊，应负责将电解槽(槽壳、阴极与

48、槽上部结构)整体、电解多功能天车来回吊运于电解车间和异地大修车间之间。16.3.3 槽大修车间应设置压缩空气气源及管网，所使用的压缩空气应除湿。16.3.4 槽大修车间应包括下列功能区:1 备料区，负责筑炉内衬材料准备和阴极炭块组装。 41 2 刨炉区，负责大修槽内衬清理。刨炉区宜设除尘设施或在封闭房间完成，可配专用平板车负责运输。刨炉作业可分为刨炉机作业与人工刨炉，刨炉机进行热态内衬刨炉。3 筑炉区，负责修槽和内衬砌筑工作，其流水线作业可包括槽壳矫正与修复、内衬砌筑、阴极炭块组装、糊料捣固、新筑炉槽存放及检验等工位。4 多功能天车修理区，负责将备用的多功能天车采用龙门转运系统吊运至电解车间，

49、然后将需修理的多功能天车运回修理区进行维修。5 上部结构修理区，负责对电解槽上部结构进行维修。16.3.5 电解槽异地大修周期宜在5d8d。16.4 槽大修设备选用16.4.1 龙门转运系统应配备阴极搬运天车、龙门转运车、天车轨道提升梁和专用吊具等设备。16.4.2 阴极炭块组装设备可分为流水线作业的自动化组装线和人工组装。阴极炭块人工组装应配置扎固平台、炭块加热器、阴极钢棒清理，以及阴极钢棒加热器扎缝工具等装置。16.4.3 阴极炭块组装采用热糊扎固工艺时，应配备糊料加热混涅锅及除尘设备。阴极炭块组装采用磷生铁浇铸工艺时，可采用卧式浇注或立式浇注方式。16.4.4 槽壳矫正可分为槽壳矫直机机械矫正和人工校正，并应配备电焊机及千斤顶等设备和工具。16.4.5 刨炉机应为带机械手的液压式遥控拆槽机。机械手应根据刨炉部