2.铝电解生产的主要设备—铝电解槽简介
(1)铝电解槽的演变在铝电解工业中，电解槽的大小，一般也称电解槽的容量，皆以其电流强度的大小表示。铝电解槽的电流强度，也是经历了由小到大逐步增加的过程。第二次世界大战前，世界各国铝厂的系列电解槽的电流强度，在2-5万安培，战后到1952年发展到6-8万安培。20世纪80年代初期发展到15-20万安培，目前则已达到30万安培以上，并已开始研究开发更大容量的电解槽。
①第一阶段（初期的预焙槽） 在铝电解法投入工业生产初期，电解槽很小，电流强度低，使用的阳极是预焙的石墨或碳素制成的，阳极电流密度高达6-7A/cm2，电耗增高至90000 kW.h/t铝，生产成本高，铝价昂贵。例如，1888年时用于生产的是4000A的电解槽，电解槽有一个方形阳极，阳极电流密度为6.4A/cm2，槽电压为10V，电耗为42000kW.h/t铝。但1933年时电解槽的电流强度就已经达到55000A，有预焙阳极22块，阳极电流密度降至1.01A/cm2，电耗降至20000 kW.h/t铝。
②第二阶段（旁插槽） 早在1923年挪威就开始采用8000A的旁插槽。美国在1927年开始用直径为2.lm、高1.5-1.6m的圆形旁插阳极，其电流强度为25000-30000A。以后旁插槽逐渐发展，直到取代初期预焙槽。当时的旁插槽具有如下特点：
a.阳极数目少，操作简易，能适应大一些的电流强度；
b.阳极不需预制，省去了成型和焙烧过程，无残极，阳极成本下降；
c.电解槽安装了密闭装置，环保和劳动条件有所改善。
图2是旁插槽的示意图。
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③第三阶段（上插槽） 上插槽在20世纪40年代开始试用，60年代初期扩展到一些产铝国家。与旁插槽相比它的优点是：
a.导电系统进一步有所简化；
b.电解槽和阳极的操作便于机械化、自动化；
c.集气罩密闭性好，抽出气体量小，有利于净化处理；
d.能适应大一些的电流强度。
上插槽也有严重不足之处：
a.电解槽上部结构，阳极提升机等机械设备复杂；
b.二次阳极烧结质量不好，影响生产效率，电耗较大，阳极事故相对较多；
c.在集气罩里的阳极侧部易氧化，易产生裂纹和裂缝。
图3是上插槽的示意图。
④第四阶段（现代预焙槽） 预焙槽有两种类型，一是边部加料式（如图5-7所示），一是中间加料式（如图5-8所示）。初期预焙槽经过很多改进，并用现代科学技术进行装备，出现了现代预焙槽，目前世界上新建铝厂几乎全部采用现代预焙电解槽。它的优点是，能适应更大的电流强度，电耗更低，上部结构简单，机械化自动化程度高，环保条件好。缺点是有15％-20%的残极需处理，阳极要事先预制好，这就使阳极的成本大为提高。图4和图5分别为边部加料预焙槽和中间加料预焙槽的示意图。[next]
（2）铝电解槽的构造简介目前世界上有四种类型电解槽，除连续预焙阳极电解槽外（目前只有法国一家电解铝厂），现分别就其余三种类型四种结构的电解槽作简要介绍。
①阳极结构 旁插自焙阳极电解槽的阳极外有用于阳极成型和保护阳极的铝。铝壳通常用厚度约为1mm的铝板制成，沿阳极四周围成高1m左右的无底方箱状。在生产过程中铝壳和阳极碳素一起消耗，定时用铝铆钉接合新铝壳予以补充，阳极糊就加在铝壳箱内。阳极借助自身的电阻热和电解质熔液传给的热量一边工作，一边焙烧成型。阳极侧下部钉有钢制阳极棒，同时起导和承载阳极质量的作用，阳极棒随阳极消耗而下降，因此，需进行周期性地拔、钉棒工作。最下一排阳极棒的头部卡入一个特制的U形吊环内，通过用槽钢焊成的阳极框架及滑轮组吊在阳极提升机的升降装置上，并通过四个金属支柱支撑包括阳极在内的整个上部结构的质量。
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