【其他行业标准】 铝电解槽技术参数测量方法

ICS77.020
中华人民共和国有色金属行业标准YS/T784—2012
铝电解槽技术参数测量方法
Measurement of technical parameter for aluminium cell2012-05-24发布
中华人民共和国工业和信息化部2012-11-01实施
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)归口。本标准起草单位：中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司。本标准主要起草人：牛庆仁、詹磊、俞成斌、王延庆、陈京晖、杨福光、马志军。YS/T784--2012
1范围
铝电解槽技术参数测量方法
本标准规定了铝电解槽技术参数的测量方法。本标准适用于预焙阳极电解槽技术参数的测量。2规范性引用文件
YS/T784--2012
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。YS/T480铝电解槽能量平衡测试与计算方法四点进电和两点进电预焙阳极铝电解槽铝电解槽能量平衡测试与计算方法五点进电和六点进电预焙阳极铝电解槽YS/T481
3测量工具
3.1数字万用表：量程0mV2000mV，单位精确到毫伏。3.2数字测温表：量程为0℃～1300℃，精度为士2℃。3.3红外线测温枪：量程为0℃～1300℃，精度为±2℃。3.4数字毫伏表。
3.5手持式K型热电偶。
3.6水平仪。
3.7环形电流表。
3.8钢板尺：刻度精确到毫米。
3.9不锈钢测量棒：由两段直径18mm的不锈钢棒通过一连接件（胶木棒或不锈钢）连接而成，测量棒端连接一个由胶木制作的悬挂端，示意图见图1。总长度（L）及测量段长度（L，）可根据不同槽型确定。
憨挂端（胶木）
连接件
图1不锈钢测量棒示意图
测量端
3.10钢棒斜测量钎：由直径12mm～18mm的钢棒制成，测量端与把手端呈一定角度。测量端、把手端长度及角度可根据不同槽型确定，示意图见图2。3.11带钩钢钎：长约1.5m，末端带钩。1
YS/T784—2012
直钢钎：长约1m。
铜钎：长约1.5m。
3.14不锈钢测量钎：示意图参考图1，末端用钢管将钎头套住，里面用石棉布隔离，钎头露出15cm。把手端
测量端
图2钢棒斜测量钎示意图
3.15炉帮厚度测量钎：由直径12mm~18mm的钢棒制成，示意图见图3，把手端长度（L2）和测量端长度（L)可根据不同槽型确定。L2
测量端
图3炉帮厚度测量钎示意图
把手端
6伸腿长度测量钎：由直径12mm~18mm的钢棒制成，示意图见图4，把手端长度（Ls）测量端长3.16
度（L，）以及其夹角可根据不同槽型确定。1.4
把手端
测量端www.bzxz.net
图4伸腿长度测量钎示意图
YS/T784—2012
3.17等距压降测量叉：两段直径约为10mm、长约200mm的铜棒，铜棒一端各固定一根导线。将两段铜棒固定在一条胶木板（或一段胶木棒上，厚度5mm～10mm），在胶木板（或胶木棒）长度的中心位置处，安装一根直径约35mm、长度约1800mm的木棒。示意图见图5。测量时应保证两铜棒与阳极导杆具有至少10cm的截距，从而确定两铜棒之间的有效间距（Le），有效间距的确定示意图见图6。根据式(1)计算两铜棒之间的有效间距：Le=V10?+L
式中：
两铜棒有效间距，单位为厘米（cm）；阳极导杆宽度（不同槽型，其宽度可能不同），单位为厘米（cm）。木棒
胶木板（胶木棒）铜棒
图5等距压降测量叉示意图
阳极导杆
有效间距（Le）
截距10cm
铜棒截面
阳极导杆宽度（Lo）
图6两铜棒有效间距的确定示意图.（1）
3.18极距测量钎：由直径12mm18mm的钢棒制成，测量端与把手端垂直。测量端、把手端长度及角度可根据不同槽型确定，示意图见图7。测量端
把手端
图7极距测量钎示意图
3.19钢棒测量钎：由直径12mm～18mm左右的钢棒制成，测量端与把手端呈一定角度。测量端、把手端长度及角度可根据不同槽型确定，示意图见图8。3
YS/T784—2012
4测量步骤
测量端
4.1铝液高度、电解质高度的测量4.1.1垂直悬挂测量法
把手端
图8钢棒测量钎示意图
4.1.1.1测量点在出铝口。测量示意图见图9。4.1.1.2将充分预热后的不锈钢测量棒(3.9)测量端插人测量洞，悬挂端挂于电解槽上事先设定的挂点上。5s～10s后快速取出不锈钢测量棒。4.1.1.3将不锈钢测量棒置于地面，用钢板尺（3.8)量取连接件下沿到电解质上液面间的高度（H。）及连接件下沿到电解质-一铝液分界线间的高度（H)，并做好记录。4.1.1.4按照式(2)计算电解质高度（H,），按照式(3)计算铝液高度（H）。H.=H,-H。
式中：
电解质高度，单位为厘米（cm）；铝液高度，单位为厘米（cm）；H-为一设定值，即连接件下沿至炉底的高度，单位为厘米（cm)；H。
连接件下沿至电解质上液面间的高度，单位为厘米（cm）；H，连接件下沿至电解质-铝液分界线间的高度，单位为厘米（cm)。图9铝液高度、电解质高度垂直悬挂测量法示意图（2)
（3）
4.1.2侧插测量法
4.1.2.1测量点为电解槽补偿口、出铝口。测量示意图见图10。YS/T784—2012
4.1.2.2将充分预热的钢棒斜测量钎(3.10)测量端插入炉底，将水平仪（3.6)置于钢棒斜测量钎把手端并保持水平。持续5s～10s后，快速取出钢棒斜测量钎。4.1.2.3一人按照测量时钢棒斜测量钎的放置状态将测量针测量端放在水平地面上，水平仪保持水平，另一人用钢板尺（3.8)量取液体凝固线总高度H。及铝液凝固线高度H，做好记录。数据测量示意图见图11。
4.1.2.4按式(4)计算电解质高度：H.=Ha-Hm
式中：
Hh-一-电解质高度，单位为厘米（cm）；H。--测量的液体凝固线总高度(铝液高度与电解质高度之和),单位为厘米(cm);H.-铝液高度，单位为厘米(cm）。阳极炭块
槽沿板
图10铝液高度、电解质高度侧插测量法示意图钢板尺
4.2阳极压降的测量
铝液高度、电解质高度数据测量示意图水平仪
水平仪
·（4）
用数字万用表（3.1）、带钩钢钎（3.11）和直钢钎（3.12），按照YS/T480和YS/T481的规定进行5
YS/T784—2012
测量。
4.3阴极压降的测量
用数字万用表（3.1）、铜钎（3.13）和不锈钢测量钎（3.14），按照YS/T480和YS/T481的规定进行测量。
4.4电解质温度的测量
4.4.1将热电偶（3.5)接线端插头按十、一极插人数字测温表（3.2)的插孔。4.4.2将热电偶测量端插入电解质中，深度为5cm~10cm。4.4.3热电偶插入电解质初期，测温表数值快速上升，待数值缓慢上升至最大值，读取测温表数值，即为电解槽电解质温度，同时取出热电偶，并做好记录。4.5炉帮厚度的测量
4.5.1确定零刻度点
按照式（5)的计算结果确定零刻度点：Lm=L+L
式中：
零刻度点至拐点的长度，单位为厘米（cm）；常数；
侧部块厚度与侧壁钢板厚度之和（定值），单位为厘米（cm）。4.5.2测量步骤
测量示意图见图12。根据式(5)的计算结果，标记零刻度点。·（5）
将预热后的炉帮厚度测量钎(3.15)插人电解槽中，上下移动使其末端钩住炉帮最薄处。将水平仪(3.6)置于炉帮测量钎把手端并保持水平。将钢板尺（3.8)紧靠压铁外壁并与炉帮测量针垂直相交，在相交处做好标记。取出测量钎，测量该标记点到测量钎零刻度点的长度L。（即炉帮厚度），并做好记录。水平仪
钢板尺
零刻度点
图12炉帮厚度测量示意图
4.6伸腿长度的测量
4.6.1确定零刻度点
按照式(6)的计算结果确定零刻度点：式中：
L-零刻度点至测量钎拐点的长度（如图13所示），单位为厘米(cm)；L：-常数。侧部炭块厚度、人造伸腿长度及钢板厚度之和，单位为厘米(cm）；YS/T784—2012
（6）
L。常数，如图4所示，取决于L，的长度及L，与L，间的夹角，单位为厘米（cm）。4.6.2测量步骤
4.6.2.1测量示意图见图13。校正伸腿长度测量钎（3.16），并根据式（6)的计算结果，标记零刻度点。4.6.2.2将测量钎插入炉底，使其末端贴紧炉底往后拉，直至钩住伸腿。4.6.2.3水平仪（3.6)置于伸腿长度测量钎把手端并保持水平。4.6.2.4将钢板尺（3.8)紧靠压铁外壁并与伸腿长度测量钎垂直相交，在相交处做好标记。4.6.2.5取出测量钎，测量标记点到测量钎零刻度点的长度L，（即为伸腿的长度），并做好记录。水平仪
钢板尺
零刻度点
图13伸腿长度测量示意图
4.7侧壁温度、阴极钢棒温度、槽壳底部温度的测量用红外线测温枪（3.3），按照YS/T480和YS/T481的规定进行测量。4.8阳极电流分布的测量
4.8.1测量要求
4.8.1.1测量位置：水平母线下沿以下至阳极钢棒爆炸焊块以上间适当位置。4.8.1.2生产槽在换极16h后进行测量，或根据需要临时测量。YS/T784-—2012
4.8.2测量步骤
4.8.2.1测量示意图见图14。将测量叉（3.17)上的两根导线分别接毫伏表（3.4)正、负两极。卡具
水平母线
阳极导杆
阳极炭块
图14阳极电流分布等距压降测量示意图4.8.2.2测量叉的两铜棒充分接触到铝导杆的左右面，与毫伏表正极相连的在上，与毫伏表负极相连的在下。
4.8.2.3待毫伏表读数稳定时，读取并记录毫伏表读数(U)。4.8.3计算方法
用式（7)计算阳极电流分布：
式中：
I—对应于第i根铝导杆的电流，单位为毫安（mA)；U一对应于第i根铝导杆的等距电压降，单位为毫伏（mV)；R——对应于第i根铝导杆的等距电阻（为定值)，单位为毫欧(mα)。4.9阴极电流分布的测量
4.9.1将环形电流表（3.7)环形卡合并，电流表显示数值复零。（7）
4.9.2将环形卡打开，套住软带母线，尽量靠近阴极钢棒，合并环形卡同时按下复零按钮，再打开环形卡，取出后合并环形卡并读数。4.9.3重复前两步的操作，测量全部阴极钢棒软带母线电流（kA），读取测量数值并做好记录。4.10
极距的测量
4.10.1测量点为电解槽补偿口。测量示意图见图15。8
图15极距测量示意图
槽沿板
YS/T784—2012
水平仪
4.10.2将充分预热的测量钎（3.18)测量端通过补偿口插入阳极底部，使其水平端与阳极底掌充分接触，将水平仪（3.6）置于测量针把手端并保持水平。持续5s～10s后，快速取出测量针。4.10.3一人按照测量时测量钎的放置状态将测量钎测量端放在水平地面上，水平仪保持水平，另一人用钢板尺（3.8），根据电解质与铝液分界线量取电解质垂直高度H，即为极距高度。数据测量示意图见图16。
钢板尺
水平仪
4.11炉底隆起的测量
极距数据测量示意图
测量点为电解槽补偿口、出铝口。测量示意图见图17。阳极炭块
图17炉底隆起测量示意图
槽沿板
水平仪
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