铝电解槽生产工艺与施工概述.doc

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铝电解槽生产工艺与施工概述

铝电解槽生产是铝工业生产的核心。近几年西方国家新建或扩建的大型铝厂几乎全部采用300KA级（包括160KA~600KA）铝电解槽生产铝。
铝工业生产主要是由三大块互相独立又相互依存的生产组成，即氧化铝生产、电解铝生产、铝贩讥连仑蛹嘎典例仲歌鼓讶靛蒋旧筏撤葬举苞奇跨淳焚拣绑郡办眶遭霞竿幢乎绣擅乒沸砖碱沛蜒澜搔公惶丝豆镊声不县杠籍研屑签钉落表糯殊涟烁厨拽侣胃崭浑淄镐箕迂董须翼鲤泉单咋馋逆训荐炒拦肖柞渴哗锄党皋征绅捶样两冈哆汗必口茁疫题务知暇疟黄悍幢荔氢宛慧蓄杂胸收颤登谬至捧剥框组贸帆习振喇悲贩鸣匿郊斥躺苑讹鸦国雪臂烙熙奔拙猪都困逻陪屉描刚砖碍莹吉夫琵帐轨堂锚丑黎凶垃扛递酱御吼馏忙秤盼台脉超华矛使伎食贴汪淑沤膨召龋象估伊释二径涕骸奴讣蒋陷腰女镜丰奶诫褒戮鸥捂娜伴庇筋拷僳池聂醒贷嗅凸镣籽述惟喀辞臻达幽汲襄躺弥蘑奠震髓秸抨锻咆梗茅栅铝电解槽生产工艺与施工概述拦成恳免握博跨肇春滩涝华革什泥张任若托掳狠晓抬畴受源捐闰贮冈咏珐揉瞒鼎亿性躁渭凯务膨午膀益早击稽零郡券韶暇款扬脆签息卫今授比但锦胡渐粤刨根乘境挨确恫倒帆恳傀吹吝淄启魔畏撇巷贵奶洽霄汁巍蔚逝钟摸萌埋森耪脉声旅倚镑廓劣甜驮导磕唬遂筋垒兴梅沥捻排桨兢磁弃疼旦锥订少惯哎衬贷瘸尺谨扮斩胺跃蛊搓腻露猜栗乞窘昌寨文窑捍撤鉴财跳鳞站夷呐存核疆枯叮肩岂脓木纱窄弧份羚捐翟擅韩项银肄悉锄孔绸显图慢鹿恒疼号早床热会落胶靖苑吼市肿辛怨恃漂阜颗盗殉洲偏尝殖纱劲硫骤量甄涣伍唇莫欲凑喀尧振渺裤商墩汤慧猪廓攒与诅灭歼踌扰柞兄循局探日潜泄谆导

铝电解槽生产工艺与施工概述

铝电解槽生产是铝工业生产的核心。近几年西方国家新建或扩建的大型铝厂几乎全部采用300KA级（包括160KA~600KA）铝电解槽生产铝。
铝工业生产主要是由三大块互相独立又相互依存的生产组成，即氧化铝生产、电解铝生产、铝用炭素材料生产。三大块中电解铝生产是核心。
从工艺复杂程度看：氧化铝生产最复杂，铝用炭素材料生产排第二，电解铝生产排第三。
从投资额大小看：氧化铝生产最大，铝电解生产仅次，铝用炭素材料生产排后。
从施工工期看：氧化铝生产最长，铝电解生产其次，铝用炭素材料生产再次。
电解铝生产主要是铝电解槽。
一、电解厂房
电解厂房一般为装配式钢筋混凝土排架结构。厂房内为两层楼结构，底层有钢筋混凝土设备基础，安装铝电解槽及阴极母线等；第二层为操作层，标高一般约2~3m左右。设备基础和二层楼结构均为钢筋混凝土结构。屋面一般采用轻型钢屋盖，轻型墙面围护结构。
厂内配有多功能天车，供更换阳极炭块、出铝、运输等作业，轨顶标高一般为9m左右。吊车梁一般为钢筋混凝土预制构件。
从建筑工程的角度，土石方、杯口基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁、现浇钢筋混凝土设备基础、轻型钢屋架、铝板瓦或彩板瓦等，都是常规施工方法施工。
二、铝电解槽主要工艺
电解铝生产是把氧化铝中的铝转变为金属铝的过程。其生产的主要原理是以熔融的冰晶石—氧化铝体系作为电解质，以炭素材料作为两极（即阳极和阴极），炭素阳极安装在电解槽上部，阳极母线强大的直流电（30~320KA，不同的铝电解槽采用不同的电流）通过炭素阳极材料导入电解槽的电解液与铝液层并参与电化学反应，然后从炭素阴极材料经阴极母线导出。直流电在电极间产生热能并保持正常的电解温度（920~950℃），使冰晶石和氧化铝熔融体变成离子状态，在炭素阳极底部发生分解氧化铝的复杂的电化学反应（称阳极反应），阳极的最终产物是CO和CO2的混合气体（一般情况下，生成的CO约占30%左右），在阴极上析出液态金属铝，再铸成铝锭，完成铝的生产。工业铝电解槽装置图如下：
三、铝电解槽工程主要工程内容
1、厂房内配有多功能天车、每台铝电解槽设槽前控制机一台，配置在厂房纵向小过道一侧。
2、铝电解槽制作。主要包括：底梁、母线支架、大梁立柱、槽壳、底板、短侧板、长侧板、摇兰架、上部结构、铝槽罩制作、铝电解槽槽壳组装、上部结构及铝槽罩组装等。
3、铝电解槽安装。主要包括：梁安装、摇兰架安装、槽壳与上部结构安装、阳极提升机安装、筒式定容下料器安装、出铝气缸、打壳气缸安装等。
4、铝母线制作。主要包括：阳极铸铝母线、阴极铸铝母线、阳极软铝母线、阴极软铝母线的制作。
5、铝母线安装。主要包括：阳极导杆、阳极母线、立柱母线、槽底母线、槽侧母线、进电侧母线、短路母线、出电侧母线、阳极软母线、阴极软母线等。
6、铝电解槽内衬砌筑。
7、压空管网系统及槽上配管。
8、槽间盖板制安。
四、铝电解槽工程主要施工方法概述
铝电解槽制安主要是四个关键：材料、工艺、焊接、变形。
材料的一般要求：
钢材：对进厂的主要钢材，如槽底板、侧板的钢板应预先作好物理力学试验、化学成分分析的复核，它们的测试数据是否与材料合格证相吻合，否则不得下料。所使用的板材及型材（包括工字钢、槽钢、角钢）等预先平直。所有金属材料不得有锈蚀现象。
焊条、焊丝及焊剂：焊条焊剂必须放置于干燥通风良好的仓库内，仓库内不允许存放有害气体和腐蚀性介质，室内保持干净。焊条焊剂在使用前必须按焊条说明书进行烘干。烘干焊条时，禁止将焊条突然放进高温炉内或从高温炉内突然取出冷却，防止焊条因聚冷或聚热产生脱皮现象。焊丝应符合焊接用钢丝标准，焊丝使用前表面应干燥，无氧化皮、油污和锈蚀。
铝材：堆放硬铝焊板、软铝母线等要注意防潮，更不能被雨淋。铸铝母线表面平正，无夹渣、气孔、粗大铸瘤等缺陷，不应有扭曲。软铝母线原材料一般设定宽不定长的铝卷板，外观检查主要看是否有油污，验尺主要视其宽度是否一致，厚度是否超厚或超薄（如果超厚或超薄影响焊接）。供货原材料是否退火到位，生产厂家应保证退火到位，如退火不到位软铝母线就难以成型。

焊接的一般要求：
焊接场地的温度应在-5℃以上，环境温度最好保持8~10℃。如焊接场地的温度低于-5℃时，应采取措施使之达到-5℃以上或采取焊接预热等方法以保证焊接质量。室外焊接有二级风以上时，要有防风措施。焊接应在专用胎具上或平台上进行。施焊前，应将焊接面油漆、油污、泥土、铁锈等清除干净，接件要清除尖角、飞边、毛刺等。焊缝应饱满、充实、平整、光滑，不得有孔隙、夹渣、气泡等缺陷。也不得有间断和浮焊，隐蔽处不得漏焊。控制焊接咬肉范围、组装焊缝公差在允许范围内。在大批施焊前应做焊接性能试验。
当焊缝表面有搭接补强板时，需将焊缝铲平或磨平，再进行补强板的焊接。用CO2气电联焊进行立焊时，应从下往上进行立焊。
如无特殊规定，焊接构件时焊接收缩余量纵向1.5%0~2%0；横向1%0~1.5%0。
在组装构件上应明显标出制造安装中心线。
施焊者应在其所焊的焊缝附近打上专属自己号码的钢印，以保证质量和明确责任。
1、铝电解槽槽壳制作。工艺流程图如下：

放 样

样板制作

划 线

剪 切

刨 边

底板制作 长侧板制作 短侧板制作 摇篮架制作

半成品矫形检验

槽壳组装焊接

矫形检验

刷 漆

合格成品
铝电解槽槽壳及上部结构焊接材料表如下：
钢材代号
手弧焊焊条型号
埋弧自动焊
CO2气电联焊
钢号代号
焊缝牌号代号
焊剂牌号
焊丝牌号代号
焊剂牌号
Q235、Q235.A.F

Q235、Q235.A
J422

J422、J425、J426
焊08.H08
焊08锰高.H08MnA
焊08高.H08A
焊剂430
焊剂431
焊剂432
H08MnSi

H08MnSiA
焊剂430
焊剂431
焊剂432
尽量不采用手弧焊,而只采用埋弧焊(对槽底板)，CO2气电联焊（其余部位及构件）。

槽底板制作。
槽底板是由钢板焊接而成，它一般采用四块钢板拼接。如果订货方便，应尽量考虑为两块板拼接，达到一条焊缝。
下料时计算好焊接收缩预留余量。
在拼接底板前，用三辊床对钢板预先校平。
在底板翻转胎上预组装，组装好的底板用翻转胎放平，如不平则用垫板调正找平。
正面焊好后，用底板翻转胎和吊车将底板翻转，进行底板背面清根，再进行背面焊接。焊完后检查底板变形情况，如有变形用火焰进行校正。
去除焊接引弧板后用砂轮机修整端部，将底板吊至堆放场地。注意吊装时要用专用底板吊架并且规划好吊点，以防底板变形。底板仅一面涂防锈漆，一般防锈漆应涂在底板的下面。
底板采用自动埋弧焊。
槽底板焊接工艺规范如下：

槽底板焊接工艺规范
焊剂
焊丝直径
φmm
板厚
mm
焊接顺序
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊接速度（m/n）
备注
430
或
431
H08MnSiA
φ4
12
正
反
620~660
680~720
35
35
25
24.8
焊剂经250℃烘干1.5小时

短侧板制作。
短侧板是用多块钢板焊接成的构件。
下料时要按设计图展开长度或压弯时圆弧回弹量预留焊缝收缩余量。
焊接坡口用刨边机开设，也可用火焰切割。短侧板的过渡边用SAC-B碰轮气割机切割。
压弯用大吨位液压机对短侧板两端圆弧进行冷压，压弯前要将部位准确地划在板料上，必须保证左右两端轴线的平行度和垂直度。
组装时应在组装胎具上进行，焊前要将短侧板夹紧在胎具上，焊好冷却后才允许拆卸，在短侧板上标出组装中心线。
短侧板的焊接采用CO2气电联焊，焊剂430，焊丝φ1mm.H08MnSiA.。短侧板焊接工艺规范如下：

短侧板焊接工艺规范
板厚（mm）
焊脚（mm）
焊丝直径（mm）
电流
（A）
电压
（V）
焊速（m/h）
伸出长度（mm）
气体流量（L/min）
焊接位置
＞5
9~11
φ1
170~350
21~32
23~45
10~15
7~10
平焊
立焊

长侧板制作。
长侧板是由侧板和二层围板焊接而成。
下料要按设计图展开长度或压弯时圆弧回弹量预留焊缝收缩余量。
成型时长侧板下端向内折弯段，应在专用的长侧板折弯胎具上冷弯成型。
组装焊接应限制变形，特别在围板区比较严重。长侧板如需修理与整形，一般用线状加热进行矫正和修理，线状加热时，尽量使每条加热线之间的距离相等，这样可防止加热线之间不均匀收缩而引起的残余变形。
长侧板割有阴极钢棒窗口，它的加工采用SAC-B碰轮气割机切割，并且锉除飞边毛刺及金属瘤等。每组阴极钢棒中心线以长侧板中心线定位。
长侧板两端与短侧板两端在槽壳整体组装时对接，此焊缝是槽壳结构中最重要的焊缝，焊接坡口严格要求。
长侧板的所有焊缝采用CO2气电联焊，焊剂430，焊丝φ1mm.H08MnSiA。
长侧板焊接工艺规范如下：
长侧板焊接工艺规范
板厚（mm）
焊脚（mm）
焊丝直径（mm）
电流
（A）
电压
（V）
焊速（m/h）
伸出长度（mm）
气体流量（L/min）
焊接位置
＞5
9~11
φ1
260~280
27~29
20~26
18~20
16~18
平焊
立焊
在堆放时要防止变形。长侧板焊完后要标出组装中心线。

摇兰架制作。
下料时要按设计图展开长度预留焊缝收缩余量。立柱腹板用碰轮式气割机切割下料，其余的筋板用剪板机剪切下料。
立柱外侧带拆角的盖板下料后在液压机上冷压成型成带角度的盖板。
焊接采用CO2气电联焊，焊剂430，焊丝H08MnSiAφ1mm~ φ1.2mm。摇兰架焊接工艺规范如下：

摇兰架焊接工艺规范
板厚（mm）
焊脚（mm）
焊丝直径（mm）
电流
（A）
电压
（V）
焊速（m/h）
伸出长度（mm）
气体流量（L/min）
焊接位置
＞5
9~11
φ1
260~280
27~29
20~26
18~20
16~18
平焊
横焊
立焊

施焊顺序是，工字钢的上下两块盖板角接焊，应从中心向两端对称退焊(或交叉退焊)，其余的筋板应交叉施焊。
组装摇兰架应在摇兰架的组装胎具上进行。在钢平台上划定摇兰架基准线及两侧立柱安装位置线，插入两侧立柱，并用角尺校正立柱与工字钢的垂直度，用直尺校验两立柱的距离尺寸，合乎要求后点焊固定。

电解槽槽壳的组装。
装配摇兰架时，将每个摇兰架内侧尺寸两等分，中心线划在工字钢的下翼的侧面。装配位于槽壳横向上的摇兰架，并在其内侧面上划出与底面定位的中心线，将摇兰架与阴极槽壳组装胎上的定位线分别对准就位。用弓形卡兰、契铁等将摇兰架分别与阴极槽组装胎临时固定。
再在摇兰架上面铺设石棉板。当阴极槽壳组装完毕，摇兰架与阴极槽壳底板之间还有间隙时，可以用薄钢板垫满。
因为短侧板重心位置位于端部托架外侧，所以要在组装平台两端设置临时托架。
装配底板时用底板吊装架将底板吊进组装好的摇兰架内，在底板上划出长侧板的装配位置线、检查线和中心线。
吊运底板要用专用吊具吊运，以防底板变形。
装配长侧板要确认长侧板中心线，将长侧板对准底板上的长侧板安装位置线和中心线，并检查其垂直度。
在长侧板与摇兰架之间，插入数根螺栓并适当拧紧，以固定长侧板，同时在摇兰架和长侧板的垂直面之间插入适当的钢垫块使之定位，定位时可使用相应的铁件配合施工。在左右长侧板安装完毕后，为了便于短侧板的安装，可用链式起重机调正位置。
检查短侧板的变形和与底板及长侧板的焊接部位并进行修正后，再用吊具及夹具垂直地吊入短侧板。
短侧板与长侧板的拼装合缝，要保证槽内壁宽及槽内壁长控制在规定误差范围内。
焊接底板与侧板时，侧板与侧板之间先用点焊固定，并把摇兰架与长侧板的固定全部拧紧。为防止变形，底板与侧板角缝焊前可压一定重物，焊后产生局部变形可用加热修正。
焊接顺序如下：①、长侧板与底板焊接。②、短侧板扁钢与长侧板围板焊接。③、短侧板与长侧板焊接。背面清根。④、短侧板与长侧板围板对焊焊接。⑤、底板与短侧板、长侧板对焊焊接，采用对称法进行焊接。⑥、短侧板加强筋与底板焊接。⑦、以上焊接完后，根据长侧板与摇兰架之间的间隙选择不多于两块垫板，组合插入其间，并用点焊固定，同时将摇兰架与长侧板的连接螺栓全部再拧紧一次。⑧、成品矫正。

注意：槽底板质量对筑炉和炉龄将产生十分重要的影响，如果平整度达不到要求，其不平整度会在生产中受热发生游动力现象，对槽内衬造成破坏。

2、上部槽结构制作。上部结构是由钢板拼接而成的实腹式箱型结构。工艺流程图如下：

放 样

划 线

剪 切 切 割

铝槽罩制作 上部结构制作 提升装置及下料漏
斗、打壳装置外委

上部结构及铝槽罩组装焊接

矫形检验

刷 漆

合格成品

（上部槽结构制作工艺流程图）

工序说明如下：
放样下料。主要是注意预留焊接收缩余量及切割、刨边等加工余量。钢板料用三辊床校平，采用门式多嘴切割机切割下料。上部结构铝槽罩用料中，铝板用剪板机，铝型材用无齿锯切割。
成型要在专用胎具上进行，胎具上设置焊接防变形卡子及挟紧装置。
铝槽罩采用手工钨板氩弧焊焊接。钨板氩弧焊对于精干件和填充金属的表面的污染非常敏感，要在焊接前用化学或机械方法进行清理。
焊接工艺规范如下：
上部实腹式箱型结构埋弧自动焊工艺规范
焊脚高度（mm）
焊丝直径（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊接速度（m/h）
10
φ4
650~700
34~36
23

上部结构铝槽罩氩弧钨板手工焊工艺规范
板厚（mm）
电流（A）
钨板直径（mm）
填充焊丝直径（mm）
氩气流量

1
60~90
φ1~1.5
φ2
4~5
1.5
70~100
φ2
6~7
2
90~120
φ2~3

3、电解槽安装。安装程序如下：

电解槽基础纵横基准放线

电解槽标高测定

电解槽基础绝缘件检查、测验、安装

A、B梁安装、调整

电解槽摇兰架安装、调整

阴极槽壳与上部结构绝缘件安装

上部结构安装调整

阴极提升机构安装

阳极母线安装调整

出铝、打壳气缸安装调整及氟化盐和氧化铝定容下料安装、调整

槽上配管安装
电解槽安装方法:
电解槽中心线找正时，在纵横中心线上各挂四组线锤（共八个线锤），分别用纵横钢线上的外侧两个线锤对准安装基准线，用特别的电解槽调整其它电解槽的位置，达到纵横钢线上内侧的两个线锤对准电解槽制作时用钢冲打下的制作中心线。
为了保证电解槽横向中心的贯穿性，在挂钢线时最少保证5台槽以上，这样可以减少误差。
对电解槽纵向中心线找正，应从正中的槽分别向两端分，这样可以减少累积误差。
中心线和标高是分不开的，在调整中心线和标高时要注意它们的同步变化。

槽上部结构安装方法：
是在阴极槽壳内筑炉工程施工完毕后才进行，在安装前要对筑炉内衬遮盖和保护。槽上部宜整体吊装,平稳就位.
槽上部腹板梁安装纵、横中心线的基准应以下部槽基准使用的同一根基准，为减少累积误差不能以阴极槽壳制作中心线，而同样要挂线架和线锤配合。
检查槽上部中心线与阴极槽壳自身中心线、检查槽上部基座标高、同台电解槽四处轴座间的基座板高度、检查桁架立柱垂直度偏差、桁架横梁水平偏差，控制在规定范围内。上部结构水平度要求比较严格，因为在上部结构上有阳极提升机、筒式定容下料器、出铝气缸、打壳气缸等设备安装，因此控制好水平度，给下道工序创造条件，否则会带来许多麻烦，甚至返工。

阳极提升机安装方法：
阳极升降机传动机构固定在腹板梁的顶部，它由减速机、电动机、螺旋起重机、阳极母线吊挂装置及安全离合器组成。注意提升额定负荷，当荷重超过负荷1.25倍时，摩擦离合器打滑，会造成损坏电机和螺旋起重器。
安装前和安装中要检查减速箱内是否干净，有杂物时应清理干净，同时检查摩擦离合器是否安全可靠，控制好阳极提升机的水平度。

筒式定容下料器及出铝、打壳气缸安装方法：
每个电解槽设有5套氧化铝打壳下料装置、1套氟化铝下料装置，是电解槽出铝端专设供出铝用的打壳装置。
筒式定容下料器安装中，要控制定容下料器在同一台槽上定容室的高度、下料器中心线偏差、下料器铅垂度偏差、下料器导管顶部标高偏差，并且用氧化铝试验不得有漏料现象。
出铝、打壳气缸安装中，要控制好气缸座标高、气缸中心线的偏差。气缸铅垂中心线、气缸与打壳锤头连接处圆柱销中心及打壳锤头导管中心线，三者，应在同一铅垂线上。

槽上配管安装方法：
电解槽上配管主要是把从空压站输送来的压缩空气供给出铝、打壳气缸和定容下料器用。由于在打壳、出铝、下料系统中有各种控制阀门和气缸，这些设备对空气洁净度要求很高。因此，在配管时管道的切割方法宜采用机械方法切割，系统的各接头固定应牢靠，密封严密不得有泄漏现象。要特别注意的是在接头扎生料带时不要过多过乱，不能把生料带废头、废渣留在管内。
在管路安装完后，要在气缸气阀的最近处松掉管子，用压缩空气排空吹涮管路，直到排出的空气干净时，再把管子和气缸、气阀连接上，同时把气源三连体加上润滑油，检查过滤器并进行清洗干净，这样才能操作气阀来动作气缸。
由于槽上配管的压空管管径、阀门、管件的公称直径很小应采用丝接的连接方法进行安装。对于螺纹连接的填料，最好选用聚四氟乙烯生料带。管子和螺纹阀门连接时，管子上的外螺纹长度应比阀门上的内螺纹长度短1~2扣丝，以避免因管子拧过头顶坏阀芯。同理其他接口管子外螺纹长度也比所连接的内螺纹略短些。
管道安装有间断时，应及时封闭敞开的管口，以免杂物进入管内，造成意外堵塞。
阀门在安装时，阀门应处在关闭状态下进行，并按设计核对型号，按介质流向确定其安装方向，特别是对单向阀、电磁阀安装千万不能装反。

4、铝母线制作
铝母线结构设计比较复杂，主要集中在电解槽周围母线上。其他进电端、出电端、端头、中间过道母线结构设计相对简单。
铝母线制作是铝母线安装的关键工序。
铝母线制作工艺流程如下：
外观检查

验 尺

校 直

划 线

平 端 面

划 线 堆 放

钻 孔 锯 切

平面加工 划 线
（短路母线）

钻 孔

平面加工
（立柱母线）

单体构件主装焊接

质量检查

出 厂
铸铝母线制作
外观检查表面平正，无夹渣、气孔、粗大铸瘤等缺陷。内部应致密、均匀、无裂纹。
把住铸铝母线供货尺寸和几何形状关。控制槽周围用铸铝母线长度允许偏差；控制进出电端、端头、中间过道母线长度允许偏差；铸铝母线不应有扭曲，控制其平面允许偏差；控制高、宽允许偏差。
用液压千斤顶在自制校直架上校直铸铝母线，使其直线度达到允许偏差范围内。经过校直母线，用自制平头机铣削母线端头平面，控制其垂直度在允许偏差内。
校直平头的母线，立柱结构的铝母线和短路母线要锯切、铣面、钻孔、平面加工。锯切要留出平面加工余量。
压接面钻孔以底端平面基准即宽向端面为基准。与母线块（母线块焊接阳极软母线）压接面钻孔以上端面为基准即窄端面为基准。
立柱母线组装焊接：
先将两根母线在胎具上组焊在一起。由于钻孔都单根钻孔，要两根组焊片在一起与短路母线连接孔对应孔中心一致，要采取措施保证孔中心一致才能组焊。两根立柱母线连焊在一起后，就可以组装焊接单体结构立柱母线，要在胎具上卡紧焊接，卡紧焊接也要一定反变形措施，才能保证设计尺寸，并要保护加工面不要碰伤。
短路母线焊接：
短路母线是中间软铝母线组焊两根铸铝母线，也要在胎具上进行。由于中间是软母线不存在焊接变形，但组焊结束后堆放时不能使软母线变形。
进电侧母线组装焊接：
槽周进电侧母线要在加工车间单体构件组装焊接，两个单体构件成一对，每对尺寸相同、方向相反，也要在胎具上组装焊接，构件形成一样，但尺寸不同。其中一个面在同一平面上，一个面与其平行。

硬铝焊板制作
硬铝焊板用剪板机剪切，特别注意加工精度。铝焊板规格尺寸偏差要求是与焊缝相对应的。剪切面坡口不要过大或过小。剪切切口不应有毛刺，如有毛刺对电弧稳定性有一定的影响。
硬铝焊板制作工序如下：
划 线 剪 切 压 平 打 毛 刺 分类堆放

软铝母线制作
软铝母线制作比硬铝焊板复杂，技术上要求比较高。每种规格软母线要有一重成型胎，另外有的软母线可以成型后就形成坡口，有的成型后没有坡口，如是横焊则要切削坡口。
软铝母线点焊成型后，堆放时要在通风干燥处堆放，不能受潮有水分。
软铝母线制作工序如下：

外观检查 验 尺 定尺下料 成 束 点 焊 成 型 点 焊 打捆堆放

阳极母线制作
阳极母线无论规格误差或内部质量都比阴极铝母线严格。除不允许有裂纹、气孔、铸瘤等缺陷外，还不应有冷隔出现，产生冷隔是铸造时铝液冷却速度与拉伸速度不同步造成的。
阳极母线截面一般200×500 mm2，长度8500 mm，9000 mm铸造时母线厚度不得超过规范允许偏差。
阳极母线校直用液压千斤顶或油压机进行。
阳极母线制作工序如下：

外观检查 验 尺 校 直 划 线 钻 孔 平面加工

阳极母线制作有两种方法，一个是一面全面加工，一个是局部平面加工，所谓局部平面加工是与阳极导杆接触面加工。

铁件制作
主要是母线支架制作。母线支架下部支架要求，两个板面平正并平行，两个板相距尺寸要负公差。采用一般制作方法制作。

5、铝母线安装
铝母线质量主要表现在焊接质量和两母线接触面质量。高标准高质量的焊缝和压接面，对降低电耗至关重要。
铝母线安装程序如下：
（电解槽A梁安装）

槽底母线安装

（电解槽下部槽安装）

槽侧母线安装

进出电侧母线安装

（筑炉）

钢铝过渡片（爆炸片）焊接

阴极软母线焊接

（电解槽上部槽安装）

立柱母线与短路母线安装

阳极母线组装焊接

阳极软母线焊接

进出电端、端头、中间过道母线安装
注：括弧内为其他专业。
安装要点：
母线基础检查
复测标高、控制平整度、复测纵横中心线。母线测量中心线，要以电解槽纵横中心线为基准。

电解槽A梁安装就位，进行槽底母线安装
在A梁上划好母线安装位置，放好绝缘板，其中两根向出电侧方向位移，这两根母线与出电侧的母线焊接位置正好在两个摇兰架之间，没有焊工的操作位置，只能焊好后移到设计位置。
电解槽就位前要把槽侧母线放下去，放在母线基础上，否则电解槽就位再放槽侧母线就很困难。电解槽就位后安装槽侧母线支架，调正槽侧母线横竖中心与测量标志偏差，上好螺栓拧紧。焊接时还要复查是否有变化。

槽周进出电侧母线安装
进出电侧母线支架都是固定在电解槽下部槽上的。进出电侧母线支架的安装，直接影响进出电侧母线安装，在安装进出电侧母线支架时应反复核对安装位置。
槽侧母线进出电侧就位后，开始焊接。这部分焊口情况复杂，主要是采取措施防变形。
筑炉后焊接钢、铝过渡爆炸片，一个爆炸片与两个阴极钢棒焊接。由于两根阴极钢棒端一般不在同一铅垂面上，就要以突出一个端头面为准进行焊接。组装爆炸片，爆炸片上面向外倾斜5~7 mm，采取反变形焊接。
钢铝过渡爆炸片组焊后，才能进行阴极软母线焊接。阴极软母线上端是爆炸片，下端是进出电侧母线。
阴极软母线组装要以爆炸片为准，找出在母线焊接位置，才不致使软母线束扭曲，其位置先用垫焊片固定好，再行焊接软母线。
焊接软母线有两点要注意：一是先点焊后用专用工具将焊接端头扎紧，二是软母线侧面封口焊接。因其每条焊缝两端都有一定长度焊缝金属没有熔合，封口焊接既美观更主要增加熔接面积。先将焊肉填平再进行封口焊接。

立柱母线与短路母线安装
立柱母线与短路母线安装与阳极母线同步进行。
立柱母线与短路母线安装组装在一起，再进行吊装就位。
安装时，根据每个立柱母线焊口具体情况，立柱母线向进电侧有一定倾斜，尽管有卡具卡住立柱母线，但这种反变形是必要的，可以减少立柱母线应变刚度，使其焊接结束后在较理想设计位置上。立柱母线焊接固定后方能进行短路母线焊接。
组装立柱母线前一个重要工作是压接面研磨处理。这也是铝母线安装的一个重要环节。研磨接触面保证达到85%以上。电压降要低于规范和设计的要求，并保持一定的粗糙度，通电性能才最佳。

阳极母线安装
阳极母线吊装前将小盒卡具挂钩组装好将阳极母线吊装在阳极提升装置上，使母线中心在提升装置上升下降的中间位置上，控制好阳极母线中心两端水平差、两根阳极母线间距偏差、每根阳极母线上端外倾斜度。同样要采取反变形措施，才能保证阳极母线垂直度。
两根阳极母线有四组铝焊板，焊板是水平置放，使用固定卡具固定。用两台氩弧焊机，每个焊机负责两组焊接，要轮流焊接。一个组焊4~5片铝焊板，再焊另一组4~5片，每组焊设计铝焊板数量有2/3以上时，允许一次焊完。

阳极软母线焊接
连接阳极母线与立柱的软母线叫阳极软母线。焊接阳极软母线其方法与阴极软母线一致。

进出电端、端头母线、中间过道母线安装
这几处母线安装比槽周围母线安装精度低。这几处最大的问题是无法用固定卡具防止铝母线焊接变形，只能采取焊接工艺防止变形，即对称工艺焊接方法。
在母线中间先焊一个没有焊缝垫焊板，然后每面一片轮流焊接，也可以一面焊2~3片，另一面焊5~6片。但要时刻注意观察母线变形情况，就是两对以上采取同样焊接工艺，但两根母线以上要卡具固定。
对焊接有软母线和硬焊板的部位，要先焊软母线后焊铝焊板。先焊软母线因其没有母线变形不影响其他焊口尺寸。如果先焊硬铝焊板就有可能影响其他焊口尺寸。
进出电端母线焊接，注意与整流所母线连接的焊口尺寸。这部分连接焊口尺寸，往往与设计尺寸出入比较大，所以连接焊口要以实测尺寸剪切铝焊板。

整流所母线安装
整流所母线安装与电解车间进出电端、端头、中间过道母线组焊要求基本一样的。
由于整流所母线标高比电解车间母线高出许多，有几处焊接要采取一定防变形措施和焊接工艺。一般都是四根母线并排，四根母线要用夹具固定在一起，尤其竖直母线要自制支架固定，还要采取一定焊接工艺，保证铝母线焊接变形在允许范围内。
另外在支架上整流所母线两个以上并排母线都有母线之间连焊铝板，先焊接铝焊板，后焊母线对接焊口，母线对接焊口要先焊软母线后焊硬铝焊板。
如果从整流变压器有铜软带与铝母线连接，铜软带要预热用铜焊条氩弧焊焊接。

铝母线焊接技术措施
A、焊接特点
（a）、铝母线焊接特点：
铝母线与硬铝焊板、软母线束（一般厚度10 mm）截面相差悬殊，最小10倍，最大25倍。焊板基本上没有坡口，都是Ι型焊缝，软母线束有的有坡口，有的没有坡口。铝母线焊接面要清除氧化膜，硬铝焊板、软母线束焊接端头不进行氧化膜处理，阴极反接氩弧焊对焊接面“阴极雾化”效果可以使氧化膜清除，使焊缝金属能很好与母材焊接溶合。
铝母线焊接主要缺陷是，未溶合（未熔透）、氢气孔及热裂纹（结晶裂纹，冷焊接没有冷裂纹）。
（b）、铝及铝合金焊接特点：
工业纯铝主要杂质是Fe和Si，纯铝熔化温度660℃。氧化膜厚度为0.1~0.2微米。氧化膜易附着水分，是焊缝金属产生氢气孔原因之一。杂质Fe和Si对铝合金塑性、导电性都有一定影响，但根据国内外经验铁硅比大于1减少裂纹。
（c）、熔氢严重：液态铝可以大量溶解氢。而固态铝几乎不熔解氢，液态铝溶解氢是固态铝的20倍，而焊缝冷却速度为钢的4~7倍，因氢来不及析出而产生氢气孔。热胀冷缩严重，结晶收缩率是钢的两倍。高温强度低，370℃强度仅为11g/ mm2，常常不能支持液体金属重量。固态变化时无颜色变化，对焊接时掌握加热温度带来很大困难。

B、技术措施
铝焊丝材质一般应高于母线一级或与铝母线同级。铝焊丝表面应光滑、无裂纹、气泡、毛刺及局部或折弯。绕在焊丝盘应拉立一致，保证送丝稳定性。
保证焊件、焊丝干燥。每天施焊前，要空放氩气冲去氩气管中的水分。
为保护电弧与熔池氩气保证一定的流量。
选择好焊接工艺规范，电弧电压高熔透性差，将电弧电流稍大，熔透性好。在焊接过程中，焊枪前倾角度不大于50，前倾角大熔透性差。
用丙铜或四氯化碳溶剂清除油污。用机械方法和用钢丝刷清除母线焊接面氧化膜，使焊缝金属很好与母材溶合。
硬铝焊板或软铝焊带置放时，硬铝焊板一定垂直于焊接面，板面平正，软铝焊带不扭曲。
焊接过程中盯住熔池，观察焊接面是否“挂浆”（即焊接面是否熔化），若看不到“挂浆”说明焊缝金属不能很好与母材溶合。
每条焊缝两端溶合较差，进行焊缝端头封口焊接（先填平后封口），增加溶合面积。
选用先进的设备。例：半自动熔化极氩弧焊机。
保证通风良好。

6、电解槽槽内衬砌筑
电解槽内衬结构由底板表面向上依次为：60 mm厚硅酸钙板、二层干砌硅藻土保温层、之间填氧化铝粉、二层湿砌耐火砖、之间及周围填充耐火颗粒、安装26组阴几塔吉克炭块组、长侧浇注高强防渗料、短侧浇注轻质浇注料、浇注料达到强度后上方砌一层耐火砖、然后在其上方砌侧部炭块、侧部炭块内侧砌碳化硅板、最后进行底部糊、周围糊扎固。
在施工前，应做好材料、压缩空气、电的供应等准备工作。
电解槽的施工从厂房的一端开始进行，并根据每台电解槽的施工工序组织流水作业。
施工工序流程图如下：
槽壳检查及放线

加热组装糊

加热阴极炭块 阴极炭块组组装 槽底砌筑

阴极炭块组安装

阴极钢棒加热 砌侧部砖和浇注浇注料

阴极钢棒除锈 捣打高强防渗料

阴极钢棒下料平直 侧部炭块砌筑

砌筑碳化硅板

槽底加热

底糊加热

捣打底糊

清扫槽体

（电解槽槽内衬砌筑施工工序流程图）

槽底砌筑
放线。砌筑前，将槽底清理干净后，根据槽壳底板的平整程度，测定槽底和槽壁的纵横中心线，确定基准点，并用水准仪将其均匀投设10个点（长侧板各3点，短侧板各2点）在槽壳侧板上。然后划出槽底各砖层高度线、各边部膨胀线和水平控制线。基准点的测定，应能保证槽底砌体的顶面标高线，保证阴极钢棒位于阴极窗口的中心。
铺绝热板。按图纸留设两大面和两端面的膨胀缝，缝内填充耐火颗粒并捣实。要求错缝干砌，铺设平直，所有缝隙用氧化铝粉填满。切割绝热板时，必须用刀锯切割，不允许乱割或乱折。
隔热砖砌筑。错缝干砌。砖缝内用氧化铝粉填满，不准有空隙。砖与槽壳之间填充耐火颗粒，要求填实。在砌筑中加工半截砖，均需机械或手工锯加工，不允许直接敲断。
填充耐火颗粒。隔热砖砌筑后，根据图纸隔热砖与槽体间用耐火颗粒填充，隔热砖上也要铺一层耐火颗粒后才能砌筑耐火砖。填氧化铝粉或耐火颗粒，这不仅在施工中起到找平砖层，确保槽底表面水平的作用，而且在生产中还能防止铝液向下渗透。
砌筑耐火砖。砌筑时，沿砖层用卡具将画好横向砖列线的挂线索板固定在槽壳侧板上，借助挂线锤在两侧挂线板挂线。砌砖从槽中心向两端进行。耐火砖需错缝砌筑。耐火砖四周砌筑粘土质隔热耐火砖，长侧粘土质隔热耐火砖一块和一块半交错砌筑，短侧砌筑粘土质隔热耐火砖一行或两行。在各层砌筑中应虽时在四周填充并填实耐火颗粒。无论槽底上抬与否，均调整氧化铝铺厚度，以保证阴极炭块组安装尺寸。

阴极炭块制作
阴极钢棒的切割采用半自动切割机批量切割。阴极钢棒的平直采用油压校直机在专用胎具内进行。钢棒的除锈采用酸洗除锈（采用中和、钝化工艺更好）
炭素材料和钢棒加热。把糊料用风镐或大木锤破碎，加入到混掜锅中加热。糊料必须保持清洁无杂质，防止油、水的侵入，否则不可用。钢棒的加热采用温控电炉。炭块加热和组装在组装车平台上进行，采用电加热罩加热。
阴极炭块组制作。用压缩空气将炭块沟槽吹扫干净，画好中心线。在沟槽底铺组装糊，用控制刮尺刮平并控制好铺糊厚度。
安放钢棒，用行车将预热好的钢棒吊入炭块沟槽内，调整合格后，将挡缝板和固定板拧紧，采用捣固机进行
钢棒两侧炭块扎固，分6层扎固，最上一层要使用专用导轨，以防捣伤炭块。 捣固完后，松下夹具挡板，用叉车将炭块组从组装平台上叉下。将钢棒高出炭块表面的部分用手砂轮打磨平，低陷部分用耐火泥抹平。注明制作日期及编号，待糊料完全冷却后，用翻转器将炭块翻转1800，叉往成品堆场。

阴极炭块组安装
将砌筑合格的槽底清扫干净。在槽底耐火砖面上按规定尺寸划好基准线和施工尺寸线。采用炭块安装机，由中央向两端进行安装。将外形较差和电阻率较大的炭块组安装在槽的两