『GB50850-2013』铝电解厂工艺设计规范

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 processes
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. 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

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
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

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/T 187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。

2 术语

2.0.1 预焙阳极铝电解槽 prebaked anode cell
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 fluorinated alumina
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 anode current density
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 partially graphitiferous cathode 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，starting up
指电解槽在投产初期，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 computer room
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 anode rodding
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 aluminium alloy
以铝为基体的合金产品总称。
2.0.10 中间合金 master alloy
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 aluminium slag
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 pot relining on-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 pot relining out-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。

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/T 24487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/T 4291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/T 4292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/T 517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/T 27804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》GB 210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/T 285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。

表3.0.7 预焙阳极尺寸及允许偏差

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/T 5230的有关规定。
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/T 287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/T 623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/T 699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/T 65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

注：1 BSZH、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。
2 GSZH、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。
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/T 4035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/T 1196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/T 665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。

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：

Q＝0.3355×10^－3I·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：

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)；
E_极化——槽内电解质熔体的分解电压和阴、阳极极化电压之和(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)；
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下式计算：

式中：V_效应均摊——阳极效应均摊电压(mV)；
k——阳极效应系数(次/槽·日)；
V_效应——阳极效应发生时的槽电压降(V)；
t——阳极效应持续时间(min)。
4.1.4 阳极效应或然率可按下列公式计算：

Pⁿ_m＝Cⁿ_mPⁿ(1－P)^m－n (4.1.4-1)
P＝a/(a＋b) (4.1. 4-2)

式中：Pⁿ_m——在n个电解槽上同时发生阳极效应的或然率(％)；
Cⁿ_m——在m台电解槽中有n个发生阳极效应的组合数；
m——工作电解槽数；
n——同时发生阳极效应的电解槽数；
P——在任何时间内在一个工作着的电解槽上发生阳极效应的或然率；
a——阳极效应延续时间(min)；
b——无效应操作时间(min)。
4.1.5 阳极消耗速率可按下式计算：

υ＝(0.3355×24·η·D·C_净)/ρ×10^－2 (4.1.5)

式中：υ——阳极消耗速率(cm/d)；
η——电流效率(％)；
D——阳极电流密度(A/cm²)；
C_净——阳极净耗(kg/t)；
ρ——阳极体积密度(kg/cm³)。
4.1.6 阳极炭块高度可按下式计算：

H＝λ×8.052η·D·C_净/γ＋H_残(4.1.6)

式中：H——阳极炭块高度(mm)；
λ——换极周期，即阳极炭块生产过程中的更换时间(d)；
η—电流效率(％)；
D——阳极电流密度(A/cm²)；
C_净——阳极净消耗(kg/t)；
γ——阳极体积密度(kg/cm³)；
H_残——残极高度(mm)。
4.1.7 预焙槽单槽排烟量可按下式计算：

Q＝(L＋W)×1/η×H×υ×3600 (4.1.7)

式中：Q——单槽排烟量(Nm³/h)；
L——槽膛长度(m)；
W——槽膛宽度(m)；
η—槽罩集气效率(％)；
H——槽罩内料面至罩内排烟道抽风口的距离，可取1m；
υ——罩内排烟道抽风口控制风速，可取0.125m/s。
4.1.8 铝电解槽产生并进入净化系统的全氟物应包括电解质的蒸发物和一次生产的氟化氢。生产每吨铝的排氟量可按下式计算：

W＝279/(CR)²＋0.047t－61 (4.1.8)

式中：W——生产每吨铝的排氟量(以氟计，kg/t)；
CR——NaF/AlF₃的分子比(摩尔比)；
t——电解温度(℃)。
4.1.9 铝电解槽集气效率计算，应符合下列规定：
1 当单槽排烟量与净化系统设计烟气量一致时，可按下式计算：

η_集气＝C_f/C_F×100％ (4.1.9-1)

式中：η_集气——电解槽密闭槽罩的集气效率(％)；
C_f——实测烟气(未净化前)含氟浓度(mg/m³)；
C_F——集气效率为100％时的烟气含氟浓度(mg/m³)。
2 当实际单槽排烟量与净化系统设计烟气量不同时，可按下式计算：

式中：n——净化系统集气的实际槽数(台)；
Q_i——单槽实际排烟量(Nm³/h)；
N——净化系统集气的设计槽数(台)；
A_d——电解槽日产铝量(t/d)；
F_y——吨铝排氟量(kg/t)。

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：

Q＝0.3355×10^－3I·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：

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)；
E_极化——槽内电解质熔体的分解电压和阴、阳极极化电压之和(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)；
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下式计算：

式中：V_效应均摊——阳极效应均摊电压(mV)；
k——阳极效应系数(次/槽·日)；
V_效应——阳极效应发生时的槽电压降(V)；
t——阳极效应持续时间(min)。
4.1.4 阳极效应或然率可按下列公式计算：

Pⁿ_m＝Cⁿ_mPⁿ(1－P)^m－n (4.1.4-1)
P＝a/(a＋b) (4.1. 4-2)

式中：Pⁿ_m——在n个电解槽上同时发生阳极效应的或然率(％)；
Cⁿ_m——在m台电解槽中有n个发生阳极效应的组合数；
m——工作电解槽数；
n——同时发生阳极效应的电解槽数；
P——在任何时间内在一个工作着的电解槽上发生阳极效应的或然率；
a——阳极效应延续时间(min)；
b——无效应操作时间(min)。
4.1.5 阳极消耗速率可按下式计算：

υ＝(0.3355×24·η·D·C_净)/ρ×10^－2 (4.1.5)

式中：υ——阳极消耗速率(cm/d)；
η——电流效率(％)；
D——阳极电流密度(A/cm²)；
C_净——阳极净耗(kg/t)；
ρ——阳极体积密度(kg/cm³)。
4.1.6 阳极炭块高度可按下式计算：

H＝λ×8.052η·D·C_净/γ＋H_残(4.1.6)

式中：H——阳极炭块高度(mm)；
λ——换极周期，即阳极炭块生产过程中的更换时间(d)；
η—电流效率(％)；
D——阳极电流密度(A/cm²)；
C_净——阳极净消耗(kg/t)；
γ——阳极体积密度(kg/cm³)；
H_残——残极高度(mm)。
4.1.7 预焙槽单槽排烟量可按下式计算：

Q＝(L＋W)×1/η×H×υ×3600 (4.1.7)

式中：Q——单槽排烟量(Nm³/h)；
L——槽膛长度(m)；
W——槽膛宽度(m)；
η—槽罩集气效率(％)；
H——槽罩内料面至罩内排烟道抽风口的距离，可取1m；
υ——罩内排烟道抽风口控制风速，可取0.125m/s。
4.1.8 铝电解槽产生并进入净化系统的全氟物应包括电解质的蒸发物和一次生产的氟化氢。生产每吨铝的排氟量可按下式计算：

W＝279/(CR)²＋0.047t－61 (4.1.8)

式中：W——生产每吨铝的排氟量(以氟计，kg/t)；
CR——NaF/AlF₃的分子比(摩尔比)；
t——电解温度(℃)。
4.1.9 铝电解槽集气效率计算，应符合下列规定：
1 当单槽排烟量与净化系统设计烟气量一致时，可按下式计算：

η_集气＝C_f/C_F×100％ (4.1.9-1)

式中：η_集气——电解槽密闭槽罩的集气效率(％)；
C_f——实测烟气(未净化前)含氟浓度(mg/m³)；
C_F——集气效率为100％时的烟气含氟浓度(mg/m³)。
2 当实际单槽排烟量与净化系统设计烟气量不同时，可按下式计算：

式中：n——净化系统集气的实际槽数(台)；
Q_i——单槽实际排烟量(Nm³/h)；
N——净化系统集气的设计槽数(台)；
A_d——电解槽日产铝量(t/d)；
F_y——吨铝排氟量(kg/t)。

4.2 主要设备选型计算

4.2.1 系列电解槽台数计算，应符合下列规定：
1 电解槽工作台数应按下式计算：

n₁＝Q/q (4.2.1-1)

式中：n₁——电解系列工作槽数(台)；
Q——电解系列设计产能(t/a)；
q——电解槽设计产能(t/a)。
2 电解槽备用槽数应按下式计算：

n₂＝n₁·t₁/t₂ (4.2.1-2)

式中：n₂——电解系列备用槽数(台)；
t₁——电解槽大修天数(d)；
t₂——电解槽内衬设计平均使用寿命(d)。
3 电解系列安装槽台数应按下式计算，并应取偶数：

n₃＝n₁＋n₂ (4.2.1-3)

式中：n₃——电解系列安装槽台数(台)。
4 第一批通电启动槽台数应按下式计算：

n₄＝(V_允许＋V_系列)/V_平均 (4.2.1-4)

式中：n₄——第一批通电启动槽台数(台)；
V_允许——整流所在不倒段(倒段为无荷载下的分段调压)的条件下允许保持的最高电压(V)；
V_系列——无启动槽时的系列总电压(V)；
V_平均——通电槽通电时的平均电压预测值(V)。
5 电解系列年大修槽台数应按下式计算：

n₅＝n₁×365/槽内衬寿命 (4.2.1-5)

式中：n₅——电解系列年大修槽台数(台)。
6 电解槽运转率应按下式计算：

C＝(1－槽平均检修时间÷槽内衬寿命)×100％ (4.2.1-6)

4.2.2 多功能天车台数应按下式计算：

式中：N——多功能天车台数(台)；
t₁——天车换极时间(min)；
t₂——天车出铝时间(min)；
t₃——天车抬阳极母线时间(min)；
t₄——天车其他使用时间(min)；
1440——每日分钟值；
a——天车运转率(％)，可取55％～75％。

5 电解槽设计

5.0.1 电解槽主要技术参数，应符合下列规定：
1 阳极电流密度应大于或等于0.76A/cm²。
2 原铝直流电耗，新设计槽型应小于或等于12500kw·h/t，技改槽型应小于或等于13000kw·h/t。
3 电流效率应大于或等于92％。
4 氧化铝单耗应小于1930kg/t。
5 氟化盐单耗应小于30kg/t。
6 炭阳极净耗应小于430kg/t。
7 阳极效应系数应小于或等于0.08次/槽·日。
5.0.2 电解槽的结构设计，应符合下列规定：
1 电解槽槽壳应采用摇篮托架式(船型)结构，设计寿命应大于20年。
2 电解槽传动机构应设有阳极升降限位保护，传动机构应采取防尘、防腐措施，设计寿命应大于12年。
3 电解槽上部结构大梁正常最大向下绕度应小于大梁长度的1/800。
4 阳极提升机构工作行程应大于或等于安全行程100mm。
5 槽上打壳下料装置设计寿命应大于6年。
6 电解槽定容下料器的定容误差应小于1％。
7 电解槽应设有密闭集气槽罩，集气效率应大于或等于98.5％。
8 应控制电解槽焙烧启动期的槽壳底部隆起变形，最大动态隆起变形量应小于槽壳长度的2/1000。
9 槽结构焊接场地的环境温度不得低于5℃。
5.0.3 电解槽的内衬设计及材质选择，应符合下列要求：
1 槽内衬的设计寿命应大于或等于2000d。
2 阴极炭块与预焙阳极炭块宜采用同宽度尺寸，阴极炭块材质可分为无烟煤基、石墨质、石墨化和整体浇注等，应根据铝电解槽设计的电流容量、电流密度、电热平衡和槽内衬寿命等要求进行合理选择和配置。
3 电解槽侧块可有普通阴极炭块、炭氮化硅砖或复合或组合材料，宜根据电热平衡与加工面设计尺寸要求进行合理选择和配置。
4 电解槽阴极结构设计可选用异型阴极、导流阴极等节能结构。
5 阴极糊选择应与阴极炭块主材匹配，石墨化阴极宜配选收缩率低的冷捣糊进行扎固。
6 阴极炭块与阴极钢棒的组装方式应减少应力变形和受热变形，并应降低接触电阻和改善阴极电流分布。
7 耐火、保温定型材料应具有良好的耐电解质侵蚀、高温稳定性、耐压抗折强度和保温性能。
8 耐火、保温不定型材料应具有良好的耐电解质侵蚀、高温稳定性和保温性能。
9 绝热层应具有良好的高温稳定性和高保温性能。
5.0.4 电解槽内衬结构设计，宜错缝安装；槽壳结构设计应计算热应力分布和变形量，槽壳和摇篮架应便于安装和防止移位；采用异地大修方式时，应设计有吊装位置。
5.0.5 电解槽设计应在对电场、热场、磁场、力场、流场等物理场进行模拟计算的基础上，优化电解槽的结构、内衬和母线配置等设计方案，并应符合下列规定：
1 槽壳变形计算应符合下列规定：
1)槽壳大面最大变形小于1/450，端面最大变形小于20mm；
2)局部强度薄弱，应力集中和热变形较大情况应作出相应处理。
2 槽体热平衡设计计算应符合下列规定：
1)炉帮能自然形成和规整；
2)900℃等温线落在阴极炭块之下，800℃等温线位于耐火砖之上，650℃等温线位于保温板以上，700℃等温线位于阳极顶面以下；
3)槽壳侧壁钢板最高温度低于300℃；槽体热收支计算误差小于3％。
3 槽内磁场分布应符合下列规定：
1)磁场垂直分量的最大绝对值、平均绝对值及其差值应小，Bz反对称分布；
2)磁场水平分量和宜小；
3)大型槽的1/4区域的应接近。
4 立柱母线电流计算偏差应小于1％，阴极钢棒电流计算最大相对偏差应小于3％。

6 电解车间
6.1 一般规定

6.1. 1 铝电解厂建设的经济规模与槽型的选择应符合表6.1.1的要求。

表6.1.1 铝电解厂建设的经济规模与槽型的选择

6.1.2 铝电解厂设计应采用成熟可靠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及以上预焙阳极铝电解槽技术，铝电解厂技术改造应采用160kA以上预焙阳极铝电解槽技术，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、焙烧启动及生产用能源时，应保证安全、可靠。

6 电解车间
6.1 一般规定

6.1. 1 铝电解厂建设的经济规模与槽型的选择应符合表6.1.1的要求。

表6.1.1 铝电解厂建设的经济规模与槽型的选择

6.1.2 铝电解厂设计应采用成熟可靠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及以上预焙阳极铝电解槽技术，铝电解厂技术改造应采用160kA以上预焙阳极铝电解槽技术，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、焙烧启动及生产用能源时，应保证安全、可靠。

6.2 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35°～45°夹角。
6.2.6 电解厂房的侧窗、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1MΩ。

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》GB 50174和《综合布线系统工程设计规范》GB 50311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)录入和分析、数据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。
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工序的物耗和能耗计量与监控系统。

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 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，每次持续时间不应大于40min。
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。
2)减电10％持续时间不大于12h。
3)减电20％持续时间不大于4h。
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：

U_额定≥U_系列＋n₁×U_AE＋△U_母线(8.3.1)

式中：U_额定——整流机组直流侧额定电压(V)；
U_系列——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——调压制度预定的阳极效应个数；
U_AE——阳极效应时槽电压升高值，宜取30V～35V；
△U_母线——槽电压测量范围以外的汇流母线电压降(V)。
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(1min)，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

3 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110kV时，当单机容量在12.5MV·A～35MV·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及以上，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》GB/T 14549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2MΩ。

9 阳极组装车间
9.1 一般规定

9.1.1 采用预焙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100℃以下后，可送至阳极组装车间处理。

9 阳极组装车间
9.1 一般规定

9.1.1 采用预焙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100℃以下后，可送至阳极组装车间处理。

9.2 阳极组装车间配置

9.2.1 预焙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×365＋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 (9.2.1-2)

9.2.2 阳极组装自动化生产线的配置，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、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，辊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0～10mm。
3 残极破碎宜设置残极初碎工段，送预焙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 配建有预焙阳极厂的铝电解厂，阳极组装车间宜与阳极焙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0.2～0.4。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＋大修槽台数×单槽阳极组数 (9.3.3)

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，应设置空气除湿、除油和冷凝水过滤设施。除湿露点应低于－2℃。
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30d。
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1d～2d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 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，应设置空气除湿、除油和冷凝水过滤设施。除湿露点应低于－2℃。
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30d。
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1d～2d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1d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。输送设备与管网设计应符合下列规定：
1 稀相气力输送距离不宜超过400m，固气比宜为5～20，仓式泵供气压力宜为0.6MPa～0.8MPa。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20～50，压力容器供气压力宜为0.2MPa～0.7MPa。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100～500，溜槽安装斜度宜为0°～2°，供气压力宜为0.01MPa～0.05MPa。可用于储仓向电解槽输送新鲜氧化铝或含氟氧化铝。
4 风动溜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2°，供气压力宜为0.01MPa～0.05MPa。
5 气力提升器宜采用短距离提升物料，固气比宜为6～14，提升高度不宜大于40m，供气压力宜为0.01MPa～0.05MPa。
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0.8m/s～12.0m/s，带宽宜为500～2200，输送物料堆比重宜为0.8kg/cm³～2.8kg/cm³，最大输送倾角宜小于20°，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：F——管架水平推力(kg/m)；
q——每米管道的计算重量(kg)；
u——物料与管道的摩擦系数，可取0.3～0.6；
l——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0.7m。
10.2.4 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0.5～0.6。
3 袋装料的堆放高度不宜超过6m。
4 仓库内设有拆、卸袋及物料输送料装置时，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混合料，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。

11 电解烟气净化
11.1 一般规定

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，老厂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。厂房侧部应设通风窗。
11.1.4 电解烟气净化系统每1m²/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％(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 电解烟气净化
11.1 一般规定

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，老厂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。厂房侧部应设通风窗。
11.1.4 电解烟气净化系统每1m²/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％(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值，应按下式计算：

△υ＝(υ_汇－υ_支)/n (11.2.2)

式中：△υ——汇总烟管各变径段的风速等量递增值(m/s)；
υ_汇——汇总烟管最大烟气流速(m/s)；
υ_支——电解槽排烟支管烟气流速(m/s)；
n——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－10Pa～－5Pa，电解槽之间的负压差为－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，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2MΩ。
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/s～18m/s，大于烟尘粉料安息角的倾斜管道的控制风速宜为12m/s～18m/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。

12 铝锭铸造工艺计算
12.1 铝锭的分类和铸造工艺计算

12.1.1 铝锭可按成分不同分为重熔用铝锭和铝合金锭；可按产品形状和尺寸分为下列铝锭：
1 15kg、20kg、22kg的重熔用铝锭。
2 500kg、650kg、1000kg的T形铝锭。
3 铝合金锭。
4 板锭。
5 圆锭。
12.1.2 铝锭铸造车间的原铝处理量可按下式计算：

铸造车间正常(最大)年处理原铝量＝电解系列工作(安装)槽数×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——为不可预见因素引起的电解产量不平衡，取1.1～1.3。
12.1.3 铝锭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：

m_Q＝a/(1－E) (12.1.4-1)

式中：m_Q——合金中各元素的需求量(kg)；
a——合金中计算元素成分的百分含量(％)；
E——元素的烧损率(％)。
2 各元素的需求量应根据熔制合金的实际量，按下式计算：

m_A＝m_Q×m_W/100 (12.1. 4-2)

式中：m_A——元素的需求量(kg)；
m_W——熔制合金的实际量(kg)。
3 回炉料中各元素含量应按下式计算：

m_B＝m_G×b (12.1.4-3)

式中：m_B——回炉料中各元素含量(kg)；
m_G——回炉料加入量(kg)；
b——回炉料中各元素含量(％)。
4 不加的新元素含量应按下式计算：

m_C＝m_A－m_B(12.1.4-4)

式中：m_C——不加的新元素含量(kg)。
5 中间合金的需求量应按下式计算：

m_D＝m_C/F (12.1.4-5)

式中：m_D——中间合金的需求量(kg)；
F——中间合金中元素含量(％)。
6 中间合金中所带入的主要元素应按下式计算：

m_Al＝m_D－m_C(12.1. 4-6)

式中：m_Al——中间合金中所带入的主要元素Al的质量(kg)。
7 补加的主要元素应按下式计算：

m_k＝配料成分所需主要元素量－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：m_k——主要元素的补加量(kg)。
8 实际的炉料总量应按下式计算：

m_T＝m_k＋m_D＋m_G (12.1.4-8)

式中：m_T——实际的炉料总量(kg)。
9 复合杂质的含量应按下式计算：

U₀＝各种炉料加入量×某杂质的重量百分含量 (12.1.4-9)

式中：U₀——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锭成比例关系，铸造速度应按下式计算：

υ×D＝K (12.1.5)

式中：υ——铸造速度(mm/min或m/h)；
D——锭截面边长(mm或m)；
K——常值，取1.2m²/h～1.5m²/h。
12.1. 6 铝锭铸造成品率应按下式计算：

12.1.7 不同品种铝锭的吨铝铸造损耗量，应符合下列规定：
1 重熔铝锭应为0.5％～1.0％。
2 合金铝锭应为1.0％～1.5％。
3 板锭、圆锭应为1.0％～2.0％。
12.1.8 铝锭铸造仓库贮存天数应按下式计算：

式中：面积有效利用率——仓库的铝锭可堆存面积占仓库总面积的比例，取0.6。

12 铝锭铸造工艺计算
12.1 铝锭的分类和铸造工艺计算

12.1.1 铝锭可按成分不同分为重熔用铝锭和铝合金锭；可按产品形状和尺寸分为下列铝锭：
1 15kg、20kg、22kg的重熔用铝锭。
2 500kg、650kg、1000kg的T形铝锭。
3 铝合金锭。
4 板锭。
5 圆锭。
12.1.2 铝锭铸造车间的原铝处理量可按下式计算：

铸造车间正常(最大)年处理原铝量＝电解系列工作(安装)槽数×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——为不可预见因素引起的电解产量不平衡，取1.1～1.3。
12.1.3 铝锭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：

m_Q＝a/(1－E) (12.1.4-1)

式中：m_Q——合金中各元素的需求量(kg)；
a——合金中计算元素成分的百分含量(％)；
E——元素的烧损率(％)。
2 各元素的需求量应根据熔制合金的实际量，按下式计算：

m_A＝m_Q×m_W/100 (12.1. 4-2)

式中：m_A——元素的需求量(kg)；
m_W——熔制合金的实际量(kg)。
3 回炉料中各元素含量应按下式计算：

m_B＝m_G×b (12.1.4-3)

式中：m_B——回炉料中各元素含量(kg)；
m_G——回炉料加入量(kg)；
b——回炉料中各元素含量(％)。
4 不加的新元素含量应按下式计算：

m_C＝m_A－m_B(12.1.4-4)

式中：m_C——不加的新元素含量(kg)。
5 中间合金的需求量应按下式计算：

m_D＝m_C/F (12.1.4-5)

式中：m_D——中间合金的需求量(kg)；
F——中间合金中元素含量(％)。
6 中间合金中所带入的主要元素应按下式计算：

m_Al＝m_D－m_C(12.1. 4-6)

式中：m_Al——中间合金中所带入的主要元素Al的质量(kg)。
7 补加的主要元素应按下式计算：

m_k＝配料成分所需主要元素量－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：m_k——主要元素的补加量(kg)。
8 实际的炉料总量应按下式计算：

m_T＝m_k＋m_D＋m_G (12.1.4-8)

式中：m_T——实际的炉料总量(kg)。
9 复合杂质的含量应按下式计算：

U₀＝各种炉料加入量×某杂质的重量百分含量 (12.1.4-9)

式中：U₀——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锭成比例关系，铸造速度应按下式计算：

υ×D＝K (12.1.5)

式中：υ——铸造速度(mm/min或m/h)；
D——锭截面边长(mm或m)；
K——常值，取1.2m²/h～1.5m²/h。
12.1. 6 铝锭铸造成品率应按下式计算：

12.1.7 不同品种铝锭的吨铝铸造损耗量，应符合下列规定：
1 重熔铝锭应为0.5％～1.0％。
2 合金铝锭应为1.0％～1.5％。
3 板锭、圆锭应为1.0％～2.0％。
12.1.8 铝锭铸造仓库贮存天数应按下式计算：

式中：面积有效利用率——仓库的铝锭可堆存面积占仓库总面积的比例，取0.6。

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：

12.2.2 不平衡系数铝锭铸造机设备台数应按下列公式计算：

铸造机工作台数＝设计产能(t/a)[设备产能(t/d)×365×成品率(％)×设备运转率(％)] (12.2.2-1)
设备产能＝铸造机产能(t/h)×24(h)/铸造一炉次时间(h) (12.2.2-2)

13 铝锭铸造车间配置
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 铝锭铸造车间设计，应符合有关设备、设施、危险品及生产操作维护安全规定。
13.1.5 铸造车间宜为一级供电负荷单位。

13 铝锭铸造车间配置
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 铝锭铸造车间设计，应符合有关设备、设施、危险品及生产操作维护安全规定。
13.1.5 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 普通铝锭宜选择15kg～22kg锭连续铸造机，或400kg以上圆盘/椭圆式T型锭膜铸造机，并应配套相应的堆垛、打捆、起锭脱模、标记等设备。
3 圆铝杆生产宜采用连铸连轧机组，合金圆铝锭铸造宜采用立式半连续铸造机或水平连续铸造机，普通合金锭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 连续铸造机的浇注、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。
13.3.2 铸造车间可由一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 铸造厂房的铝液入口处及铝锭产品出口处，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包温度不宜低于800℃。
13.3.8 铝锭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0.6。
13.4.3 成品应根据产品品种分类堆存，仓库库存放量，可按7d～10d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。

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。
14.0.2 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＋停槽启动用抬包数＋备用抬包数 (14.0.2-1)
工作抬包数＝每班抬包作业时间/每班有效工作时间 (14.0.2-2)

14.0.3 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1d～3d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。
14.0.5 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抬包作业处产生粉尘的地点设置除尘系统。

15 废渣处理及堆场

15.0.1 电解槽大修渣中含有氟化物和氰化物，应对其不同组分按现行国家标准《危险废物鉴别标准》GB 5085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、废阴极碳块、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、氰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》GB 18598或《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599的有关规定，经预处理后再入专用堆场进行防渗填埋。
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》GB 18598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。
15.0.6 电解固体废渣应堆存在采用人工合成材料或黏土层作防渗垫的堆场内，应加黏土覆盖，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。

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 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。
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，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5d～8d。

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位配备可更换的液压锤头、刨角头、破碎头、铲子、抓钩、旋转琢头、铲头等工具。
16.4.6 槽内衬筑炉应配备起重机、阴极钢棒清洗、炭块间缝加热器、糊料保温箱、铝片切割机、液压涨裂机、气动捣固机、切砖机、磨砖机、浇注料搅拌机、电焊机及收尘净化等装置。
16.4.7 有条件的铝电解厂可配备机械化作业的糊料捣固机。糊料捣固机宜带有预热装置的捣固糊料箱及加料器，宜配备一套扎固不同位置的压实工具，并可采用可编程(PLC)控制和遥控。
16.4.8 上部结构修理应配置起吊设备、钻床、砂轮机、电焊机等设备。

16.5 电解辅修

16.5.1 有色焊工段应设置氩弧焊机、电焊机、砂轮机、钻床及焊接工作台。
16.5.2 电解辅修站应设置车床、刨床、砂轮机、电焊机、钳工台及起重运输设备。

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

《电子信息系统机房设计规范》GB 50174
《综合布线系统工程设计规范》GB 50311
《工业碳酸钠及其试验方法》GB 210
《重熔用铝锭》GB/T 1196
《冰晶石》GB/T 4291
《氟化铝》GB/T 4292
《危险废物鉴别标准》GB 5085
《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549
《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598
《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599
《氧化铝》GB/T 24487
《氟化钙》GB/T 27804
《清洁生产标准电解铝业》HJ/T 187
《高炉用碳化硅结合氮化硅砖》TB/T 4035
《铝电解用阴极糊》YS/T 65
《铝电解用预焙阳极》YS/T 285
《铝电解用半石墨质阴极炭块》YS/T 287
《氟化钠》YS/T 517
《铝电解用高石墨质阴极炭块》YS/T 623
《重熔用精铝锭》YS/T 665
《铝电解用石墨化阴极炭块》YS/T 699
《铝电解用普通阴极炭块》YS/T 5230

中华人民共和国国家标准
铝电解厂工艺设计规范

GB 50850-2013
条文说明
制订说明

《铝电解厂工艺设计规范》GB 50850-2013，经住房和城乡建设部2012年12月25日以第1603号公告批准发布。
为便于广大设计、施工、科研、学校等有关单位人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，《铝电解厂工艺设计规范》编制组按章、节、条顺序，编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。

1 总则

1. 0.3 本条为强制性条文，根据《铝行业准入条件》的规定制定，必须严格执行。
1. 0.4 电解铝既属于高能耗产品，又是铝行业温室气体全氟化碳PFCs(主要是CF₄、C₂F₆)的主要来源，根据国家近期组织实施低碳技术创新及产业化的要求，我国铝电解厂应努力降低阳极效应系数，实施环保减排任务。因此，除了满足“三废”治理达标排放的要求外，还将温室气体减排列为铝电解厂工艺设计的一条原则，符合电解铝工艺设计的发展趋势。

3 主要材料及产品质量

3.0.1 氧化铝的比表面积60m²/g是根据现行行业标准《冶金级氧化铝》YS/T 803，结合中间点式加料预焙阳极电解槽生产工艺及电解烟气干法净化系统要求提出的。
3.0.2 冰晶石质量现行国家标准《冰晶石》GB/T 4291根据电解槽在焙烧启动、后期管理等不同阶段，将冰晶石的产品分为了高分子比冰晶石(2.80≤分子比≤3.00)和普通冰晶石(1.00≤分子比≤2.80)两类，本规范参照执行。
3.0.7 《铝电解用预焙阳极》YS/T 285为有色金属行业标准。随着300kA及以上和0.8A/cm²及以上阳极电流密度槽型的广泛应用，采用优质阳极以避免高阳极电流密度电解槽出现阳极工况恶化而影响槽况和生产指标是有必要的。
3.0.14 随着部分用户对介于重熔用铝锭和重熔用精铝锭质量之间的金属铝纯度稍高(Al含量99.90％～99.95％)的精铝产品需求逐步增大，有必要对其加以说明。

4 电解工艺计算
4.1 工艺计算

4.1. 1 铝的电化当量在0.3355g/A·h与0.3356g/A·h之间，在设计上宜取0.3355g/A·h。
4.1.7 公式(4.1.7)来源于厉衡隆，顾松青主编，《铝冶炼生产技术手册(下册)》，冶金工业出版社，2011年。该公式与行业标准《铝电解废气治理工程技术规范》(征求意见稿)的第6.2.2.1条集气罩设计中所列数字回归关系式有所区别。
4.1.8 公式(4.1.8)来源于现行行业标准《清洁生产标准 电解铝业》HJ/T 187-2006。
预焙阳极铝电解槽的氟平衡按下列公式计算：

氟收入＝原料(氟化盐、氧化铝、阳极、电解质)补充氟＋净化系统回收氟 (1)
氟支出＝净化系统捕集氟＋天窗排氟＋内衬吸收氟＋残极吸收氟＋机械损失 (2)

5 电解槽设计

5.0.1 电解槽主要技术参数说明如下：
1 电解槽阳极电流密度取值大于或等于0.76A/cm²，主要结合国际铝电解槽普遍在0.73A/cm²～0.95A/cm²的现状及发展趋势，并考虑电解槽型逐步大型化后对阳极质量要求提高而确定的。
2 2008年全国电解铝行业平均吨铝直流电耗13254kW·h，2010年平均降至13084kW·h。随着导流式新型结构电解槽、异型阴极阻流电解槽等节能技术的应用，未来几年铝电解槽设计的吨铝直流电耗指标降至《有色金属产业调整和振兴规划》要求的12500kW·h/t，并采用新技术达到12000kW·h/t以下。因此，新设计的电解槽吨铝直流电耗取值12500kW·h/t，技改槽型低于13000kW·h/t是合理和先进的。电流效率低限值、氧化铝单耗、氟化盐单耗、炭阳极净耗、阳极效应系数指标主要依据《铝行业准入条件》取值。
5.0.3 本条规定了电解槽的内衬设计及材质选择。
1 电解槽内衬寿命大于或等于2000d是根据国内近年来在阴极材质逐步提高，并结合部分企业电解槽运行寿命已超过3000d而定的，目前国际上先进的电解铝厂电解槽平均寿命已达2000d～3000d。

6 电解车间
6.1 一般规定

6.1.2 本条规定了铝电解厂设计应采用的工艺及装备技术。
1 新建电解铝厂应采用200kA及以上预焙阳极铝电解槽技术主要依据《铝行业准入条件》取值，改扩建铝电解厂应采用160kA及以上预焙阳极铝电解槽技术主要适应于国家《关于加快铝工业结构调整指导意见的通知》(发改运行[2006]589号)要求全部采用160kA以上型预焙槽冶炼工艺的要求编制。
6.1.3 本条规定了铝电解车间的主要装备要求。
4 因为电解车间是在高温、高粉尘、强磁场操作环境下，正常设计中并没有配置煤气、天然气、液化气和临时电源的安全保障系统，因而当生产临时配备上列设施时，应按照相关安全规定执行，以避免出现重大安全事故。

6 电解车间
6.1 一般规定

6.1.2 本条规定了铝电解厂设计应采用的工艺及装备技术。
1 新建电解铝厂应采用200kA及以上预焙阳极铝电解槽技术主要依据《铝行业准入条件》取值，改扩建铝电解厂应采用160kA及以上预焙阳极铝电解槽技术主要适应于国家《关于加快铝工业结构调整指导意见的通知》(发改运行[2006]589号)要求全部采用160kA以上型预焙槽冶炼工艺的要求编制。
6.1.3 本条规定了铝电解车间的主要装备要求。
4 因为电解车间是在高温、高粉尘、强磁场操作环境下，正常设计中并没有配置煤气、天然气、液化气和临时电源的安全保障系统，因而当生产临时配备上列设施时，应按照相关安全规定执行，以避免出现重大安全事故。

6.2 电解车间配置

6.2.5 电解厂房纵向轴线与厂区风向主导成35°～40°夹角是考虑电解厂房自然通风进风面积要求的。
6.2.6 电解厂房的换气次数每小时30次～40次时，可保证操作地带氟化氢含量小于1mg/m³的要求。
6.2.13 本条规定了电解车间导电母线配置要求。
2 铝母线电流密度的选择，可结合具体的电价、铝价等综合因素考虑，选择经济、合理的母线电流密度。
6.2.14 本条规定了电解厂房应采取的安全措施。
5 电解槽必须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1MΩ，是指在材料干燥条件下的测量值，一般在施工后立即测量可能不易达到。

7 工艺自动化控制

7.0.1 铝电解厂应用管控一体化集成技术，可以包括测控管系统、网络信息化系统及智能服务系统，但网络信息化系统及智能服务系统一般是为全厂管理系统服务的，原则上不属于本规范所指的生产过程监控系统范畴，因此不做详细规定。

8 变电整流所
8.2 供电电源与接线系统

8.2.2 根据国家《电力法》第十八条规定“电网运行应当连续、稳定保证供电可靠性”，第二十九条规定“供电企业在发电、供电系统正常的情况下，应当连续向用户供电，不等中断”。根据《电力供应与使用条例》国务院196号的第二十二条规定“用户对供电质量有特殊要求的，供电企业应当根据其必要性和电网的可能，提供相应的电力”。铝电解生产为不间断连续生产，以300kA电解槽系列288台运行槽为例，当出现全停电40min时，将直接导致系列原铝产量减产超过700t，折合直接经济损失超过1000万元。因此，限制铝电解厂的停电和减电量和时间是合理的。

8 变电整流所
8.2 供电电源与接线系统

8.2.2 根据国家《电力法》第十八条规定“电网运行应当连续、稳定保证供电可靠性”，第二十九条规定“供电企业在发电、供电系统正常的情况下，应当连续向用户供电，不等中断”。根据《电力供应与使用条例》国务院196号的第二十二条规定“用户对供电质量有特殊要求的，供电企业应当根据其必要性和电网的可能，提供相应的电力”。铝电解生产为不间断连续生产，以300kA电解槽系列288台运行槽为例，当出现全停电40min时，将直接导致系列原铝产量减产超过700t，折合直接经济损失超过1000万元。因此，限制铝电解厂的停电和减电量和时间是合理的。

8.3 整流机组选择及谐波治理

8.3.1 公式(8.3.1)来源于《铝冶炼生产技术手册(下册)》。

9 阳极组装车间
9.1 一般规定

9.1.1 残极处理中的破碎工段主要适用于有炭素厂的电解铝系列。
9.1.2 预焙阳极电解槽系列，由于钢爪、导杆均要重复利用，因此预焙阳极电解系列均应建阳极组装车间，由于年产小于200kt铝电解系列每天更换阳极数量少，为了节省投资，可建简易的阳极组装。
9.1.3 阳极组装主要设备的产能选型，宜考虑为配套电解生产年需求量的1. 2倍～1.5倍。主要是考虑阳极组装设备比较多，设备故障率易于频发，其综合设备运转率可按65％～80％考虑。
9.1. 5 随着环保要求的提高，铝电解槽更换下来的热残极的废气污染也逐步受到重视，因而有必要提出残极冷却集气的设计需求。

9 阳极组装车间
9.1 一般规定

9.1.1 残极处理中的破碎工段主要适用于有炭素厂的电解铝系列。
9.1.2 预焙阳极电解槽系列，由于钢爪、导杆均要重复利用，因此预焙阳极电解系列均应建阳极组装车间，由于年产小于200kt铝电解系列每天更换阳极数量少，为了节省投资，可建简易的阳极组装。
9.1.3 阳极组装主要设备的产能选型，宜考虑为配套电解生产年需求量的1. 2倍～1.5倍。主要是考虑阳极组装设备比较多，设备故障率易于频发，其综合设备运转率可按65％～80％考虑。
9.1. 5 随着环保要求的提高，铝电解槽更换下来的热残极的废气污染也逐步受到重视，因而有必要提出残极冷却集气的设计需求。

9.2 阳极组装车间配置

9.2.1 阳极组装成品率可取95％～99％。

9.3 阳极组装仓库

9.3.1 仓库的贮存量不宜小于电解正常生产所需的7d需求量，主要是考虑我国采用每周5d工作制，再加上残极冷却和一定新组装阳极备用量至少为1d～2d。

11 电解烟气净化
11.1 一般规定

11.1.2 目前国内铝电解厂烟气净化系统的设备配置，可分为集中处理和分散处理两类，集中处理方式的特点是一套净化设备的处理槽数多，净化效率和自动化程度高，并便于实时在线监测，但投资较高。分散处理是将每套净化系统的集气槽数减少至8台～12台，使设备紧靠厂房配置，其占地小，配置灵活，但设备相对简单，会影响净化效率和自动化程度。
11.1.4 在现行行业标准《铝电解厂通风与烟气净化设计规范》YS 5025-1995中规定“新氧化铝最小用量按其饱和吸附量为0.3mg/m²(比表面积)计算”，该数据不很准确且难于用于计算。因此，本规范直接采用氧化铝对氟化氢的单分子层化学吸附系数为0.033％(重量比)较为合适。

11 电解烟气净化
11.1 一般规定

11.1.2 目前国内铝电解厂烟气净化系统的设备配置，可分为集中处理和分散处理两类，集中处理方式的特点是一套净化设备的处理槽数多，净化效率和自动化程度高，并便于实时在线监测，但投资较高。分散处理是将每套净化系统的集气槽数减少至8台～12台，使设备紧靠厂房配置，其占地小，配置灵活，但设备相对简单，会影响净化效率和自动化程度。
11.1.4 在现行行业标准《铝电解厂通风与烟气净化设计规范》YS 5025-1995中规定“新氧化铝最小用量按其饱和吸附量为0.3mg/m²(比表面积)计算”，该数据不很准确且难于用于计算。因此，本规范直接采用氧化铝对氟化氢的单分子层化学吸附系数为0.033％(重量比)较为合适。

11.2 净化设备配置及排烟管设计

11.2.3 本条规定了电解槽排烟设计要求。
1 在《铝电解废气治理工程技术规范(征求意见稿)》中，规定了槽罩内负压应大于－10Pa，负压分布在－30Pa～－10Pa范围。但根据工程实际应用，结合国外电解烟气净化系统的控制指标，电解槽槽罩内负压值控制在0.5mmH₂O是合理的。因此，本规范取值为槽罩内负压应大于－10Pa～－5Pa，电解槽之间的负压差为－30Pa～－10Pa。

12 铝锭铸造工艺计算
12.1 铝锭的分类和铸造工艺计算

12.1. 1 铝锭的分类符合行业惯例，其中重熔用铝锭、T型铝锭的Al含量参照现行国家标准《重熔用铝锭》GB/T 1196的规定。另外，还有重熔用精铝锭、高纯铝锭、铝基中间合金锭等产品，由于其产量相对较低，不做特殊说明。
12.1.7 不同品种铝锭的铸造损耗与实际生产值可能存在差距，具体可根据所选择的铝锭品种及其生产方法、生产流程确定。

12 铝锭铸造工艺计算
12.1 铝锭的分类和铸造工艺计算

12.1. 1 铝锭的分类符合行业惯例，其中重熔用铝锭、T型铝锭的Al含量参照现行国家标准《重熔用铝锭》GB/T 1196的规定。另外，还有重熔用精铝锭、高纯铝锭、铝基中间合金锭等产品，由于其产量相对较低，不做特殊说明。
12.1.7 不同品种铝锭的铸造损耗与实际生产值可能存在差距，具体可根据所选择的铝锭品种及其生产方法、生产流程确定。

12.2 主要设备选型计算

12.2.1 废品率包括生产线产生的废品及外来添加废铝料。

13 铝锭铸造车间配置
13.1 一般规定

13.1.1 铝液抬包属于高温液体的容器危险品，其运输应防止液体外溢和抬包外移，因而运输道路应尽量平坦、安全，道路坡度应尽量控制。
13.1.5 为了防止铝液在熔炼炉和铸造设备中凝固，铸造车间宜为一级供电负荷。

13 铝锭铸造车间配置
13.1 一般规定

13.1.1 铝液抬包属于高温液体的容器危险品，其运输应防止液体外溢和抬包外移，因而运输道路应尽量平坦、安全，道路坡度应尽量控制。
13.1.5 为了防止铝液在熔炼炉和铸造设备中凝固，铸造车间宜为一级供电负荷。

13.3 铸造车间配置

13.3.2 多品种铸造厂房，多条生产线平行配置，有利用铝保持炉互相串用，提高铝保持炉的利用率。
13.3.7 采用外铸或长距离运输铝液抬包时，应避免发生铝液温度过低，导致铸造困难的情况，因而需掌握好浇铸前的熔体温度控制。
13.3.8 针对铸造车间内外的集水坑和盛水井，易造成高温铝液或抬包外溢或滚入而发生爆炸事故的危险性，铸造车间应避免出现集水坑和盛水井。

14 抬包清理

14.0.5 随着职业安全与劳动卫生要求的提高，大型铝电解厂应尽可能提高辅助车间的工艺装备水平，降低工人劳动强度，改善环境和提高劳动生产率。

15 废渣处理及堆场

15.0.3 铝电解固体废渣的无害化处理可包括焚烧处理法、回收氟化盐和可燃气体、热水解无害化法、制备耐火材料、固体填埋等十几种方法。设计应根据方法的经济可靠性，选择适宜的处理方法。

16 电解槽修理及电解辅修
16.3 异地槽大修

16.3.2 采用电解槽异地大修方式时，由于电解车间增加了阴极搬运天车、龙门转运系统，应校核车间厂房基础和地坪负荷按需增大的因素。特别是技改项目设计应给予注意。

16 电解槽修理及电解辅修
16.3 异地槽大修

16.3.2 采用电解槽异地大修方式时，由于电解车间增加了阴极搬运天车、龙门转运系统，应校核车间厂房基础和地坪负荷按需增大的因素。特别是技改项目设计应给予注意。

16.5 电解辅修

16.5.1 有色焊主要负责电解槽停槽、开槽的母线焊接、切割及铝母线制作及修理等工作。
16.5.2 电解辅修站负责电解非标设备的小型件加工、维修工作及小型备件的存放工作。