1YS/T784-××××鋁電解槽技術(shù)參數(shù)測量方法警示——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)鋁電解工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。本文件規(guī)定了鋁電解槽中鋁液高度、電解質(zhì)高度、陽極壓降、陰極壓降、電解質(zhì)溫度、爐幫厚度、伸腿長度、側(cè)壁溫度、陰極鋼棒溫度、槽殼底部溫度、陽極電流分布、陰極電流分布、極距、爐底隆起、陽極卡具壓降、鋁液流場測試、磁場等技術(shù)參數(shù)的測量方法。本文件適用于預(yù)焙陽極電解槽技術(shù)參數(shù)的測量。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。YS/T480鋁電解槽能量平衡測試與計(jì)算方法四點(diǎn)進(jìn)電和兩點(diǎn)進(jìn)電預(yù)焙陽極鋁電解槽。YS/T481鋁電解槽能量平衡測試與計(jì)算方法五點(diǎn)進(jìn)電和六點(diǎn)進(jìn)電預(yù)焙陽極鋁電解槽GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4測量設(shè)備4.1通用設(shè)備4.1.1數(shù)字萬用表:量程0mV~2000mV，單位精確到毫伏。4.1.2數(shù)字測溫表:量程為0°C~1300°C，精度為±2°C。4.1.3紅外線測溫槍:量程為0°C~1300°C，精度為±2°C。4.1.4數(shù)字毫伏表：量程0mV~1000mV，精度為±1mV。4.1.5手持公式K型熱電偶。4.1.6水平儀。4.1.7環(huán)形電流表。4.1.8電子天平，感量0.1g。4.1.9游標(biāo)卡尺，精度0.01mm。4.1.10鋼板尺：刻度精確到毫米。24.1.11三維高斯計(jì)，可測量三個(gè)正交分量的磁感應(yīng)強(qiáng)度(Bx、By和Bz),量程結(jié)合電解槽實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度選取，參考范圍0T~30T(特斯拉),顯示精度±0.05%,分辨率參考范圍0.1nT(納特斯拉)~0.1mT(毫特斯拉)。4.2專用設(shè)備4.2.1不銹鋼測量棒：由兩段直徑18mm的不銹鋼棒通過一連接件(膠木棒或不銹鋼)連LL圖1不銹鋼測量棒示意圖4.2.2鋼棒斜測量釬：由直徑12mm~18mm的鋼棒制成，測量端與把手端呈一定角度。測4.2.3帶鉤鋼釬：長約1.5m,末端帶鉤。4.2.4直鋼釬：長約1m。4.2.5銅釬：長約1.5m。4.2.6不銹鋼測量釬：示意圖見圖1,末端用鋼管將釬頭套住，里面用石棉布隔離，釬頭露圖2鋼棒斜測量釬示意圖4.2.7爐幫厚度測量釬：由直徑12mm~18mm的鋼棒制成，示意圖見圖3,把手端長度(L?)3圖3爐幫厚度測量釬示意圖圖4伸腿長度測量釬示意圖4.2.9等距壓降測量叉：兩段直徑約為10mm、長約200mm的銅棒，銅棒一端各固定一根導(dǎo)線。將兩段銅棒固定在一條膠木板(或一段膠木棒上，厚度5mm~1木棒)長度的中心位置處，安裝一根直徑約35mm、長度約1800mm的木棒。示意圖見圖5。測量時(shí)應(yīng)保證兩銅棒與陽極導(dǎo)桿具有至少10cm的截距，從而確定兩銅棒之間的有效間計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，數(shù)值修約按照GB/T8170圖5等距壓降測量叉示意圖4圖6兩銅棒有效間距的確定示意圖4.2.10極距測量釬：由直徑12mm~18mm的鋼棒制成，測量端與把手端垂直。測量端、把手端長度及角度可根據(jù)不同槽型確定，示意圖見圖7。圖7極距測量釬示意圖4.2.11鋼棒測量釬：由直徑12mm~18mm左右的鋼棒制成，測量端與把手端呈一定角度。測量端、把手端長度及角度可根據(jù)不同槽型確定，示意圖見圖8。圖8鋼棒測量釬示意圖4.2.12鋁液流速測量棒：選擇直徑φ12mm,長度L=250mm的純鐵棒作為測試鐵棒，鐵棒的含碳量不超過0.02%。將直徑φ9mm,長度L=600mm～700mm的普通鋼筋(在鐵棒頂部打一個(gè)彎，見圖9),與L=250mm左右的純鐵棒呈直線焊接起來，量取鐵棒打彎處的尺寸(圖上標(biāo)注位置)并將鐵棒編號。5圖9制作流場用鐵棒示意圖d)按照公式(2)計(jì)算電解質(zhì)高度(Ho),按照公式(3)計(jì)算鋁液高度(Hm): (3)6H——測量的液體凝固線總高度(鋁液高度與電解質(zhì)高度之和),單位為厘米(cm);7圖11鋁液高度、電解質(zhì)高度測查法示意圖圖12鋁液高度、電解質(zhì)高度數(shù)據(jù)測量示意圖用數(shù)字萬用表(4.1.1)、帶鉤鋼釬(4.2.3)和直鋼釬(4.2.4),按照YS/T480和YS/T481的規(guī)定進(jìn)行測量。7陰極壓降的測量7.1注意事項(xiàng)陰極壓降測量時(shí)不能與陽極接觸。7.2測量步驟規(guī)定進(jìn)行測量。8電解質(zhì)溫度的測量8.1注意事項(xiàng)電解質(zhì)溫度測量時(shí)，熱電偶不能插入鋁水中、不能接觸陽極；炭渣多時(shí)，應(yīng)將碳渣撈干凈后方可測量。8.2測量步驟b)將熱電偶測量端插入電解質(zhì)中，深度為5cm～10cm。c)熱電偶插入電解質(zhì)初期，測溫表數(shù)值快速上升，待數(shù)值緩慢上升至最大值，讀取測溫表數(shù)值，即為電解槽電解質(zhì)溫度，同時(shí)取出熱電偶，并做好記錄。89爐幫厚度的測量9.1確定零刻度點(diǎn)按照公式(5)的計(jì)算結(jié)果確定零刻度點(diǎn)： 零刻度點(diǎn)至拐點(diǎn)的長度，單位為厘米(cm);L?——側(cè)部塊厚度與側(cè)壁鋼板厚度之和(定值),單位為厘米(cm)。計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，數(shù)值修約按照GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。9.2測量步驟a)測量示意圖見圖13。根據(jù)公式(5)的計(jì)算結(jié)果，標(biāo)記零刻度點(diǎn)。b)將預(yù)熱后的爐幫厚度測量釬(4.2.7)插人電解槽中，上下移動(dòng)使其末端鉤住爐幫最薄c)將水平儀(4.1.6)置于爐幫測量釬把手端并保持水平。d)將鋼板尺(4.1.10)緊靠壓鐵外壁并與爐幫測量釬垂直相交，在相交處做好標(biāo)記。e)取出測量釬，測量該標(biāo)記點(diǎn)到測量釬刻度點(diǎn)的長度Le(即爐幫厚度),并做好記錄。圖13爐幫厚度測量示意圖10伸腿長度的測量10.1確定零刻度點(diǎn)按照公式(6)的計(jì)算結(jié)果確定零刻度點(diǎn)： Lk——零刻度點(diǎn)至測量釬拐點(diǎn)的長度(如圖14所示),單位為厘米(cm);Lg——常數(shù)。側(cè)部炭塊厚度、人造伸腿長度及鋼板厚度之和，單位為厘米(cm);Lg——常數(shù)，如圖4所示，取決于Ls的長度及L?與Ls間的夾角，單位為厘米(cm)。910.2測量步驟a)測量示意圖見圖14。校正伸腿長度測量釬(4.2.8),并根據(jù)公式(6)的計(jì)算結(jié)果，標(biāo)記b)將測量釬插入爐底，使其末端貼緊爐底c)水平儀(4.1.6)置于伸腿長度測量釬把手端并保持水平。d)將鋼板尺(4.1.10)緊靠壓鐵外壁并于伸腿長度測量釬垂直相交，在相交處做標(biāo)記。e)取出測量釬，測量標(biāo)記點(diǎn)到測量釬零刻度點(diǎn)的長度Ln(即為伸腿的長度),并做好圖14伸腿長度的測量11.2測量步驟b)確定測量時(shí)間：生產(chǎn)槽在換極16h后進(jìn)行測量，或根據(jù)需要臨時(shí)測量。圖15陽極電流分布等距壓降測量示意圖d)測量叉的兩銅棒充分接觸到鋁導(dǎo)桿的左右面，與毫伏表正極相連的在上，與毫伏表負(fù)極相連的在下。e)待毫伏表讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，讀取并記錄毫伏表讀數(shù)(U)。I=U/R……………(7) 對應(yīng)于第j根鋁導(dǎo)桿的電流，單位為毫安(mA);U——對應(yīng)于第i根鋁導(dǎo)桿的等距電壓降，單位為毫伏(mV);R——對應(yīng)于第i根鋁導(dǎo)桿的等距電阻(為定值),單位為毫歐(mΩ)。計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，數(shù)值修約按照GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。13陰極電流分布的測量13.1注意事項(xiàng)陰極電流分布測量時(shí)環(huán)形卡不能接觸軟帶母線或陰極鋼棒。13.2測量步驟a)將環(huán)形電流表(4.1.7)環(huán)形卡合并，電流表顯示數(shù)值復(fù)零。b)將環(huán)形卡打開，套住軟帶母線，盡量靠近陰極鋼棒，合并環(huán)形卡同時(shí)按下復(fù)零按鈕，再打開環(huán)形卡，取出后合并環(huán)形卡并讀數(shù)。c)重復(fù)前兩步的操作，測量全部陰極鋼棒軟帶母線電流(kA),讀取測量數(shù)值并做好記14極距的測量 d)將測量叉接正極一端的銅棒接觸到小盒卡具附近的水平母線上，將測量叉接負(fù)極一端的銅棒接觸到小盒卡具下沿2cm～3cm處的鋁導(dǎo)桿上。b)測量點(diǎn)位：在出鋁端和煙道端均布置5個(gè)測點(diǎn)，等間距分布；在mm,以防測試時(shí)鐵棒接觸到陽極，各測孔直徑約為100mm。出，冷卻后做好標(biāo)記。插入鐵棒時(shí)，應(yīng)保證彎頭方向始終與槽大面(或斷面)垂直。示意圖f)在進(jìn)行鋁液流動(dòng)場測定的同時(shí)，要測定鋁液溫a)判斷流速的位置：溶蝕后的鐵棒如圖21所示。溶蝕鐵棒中判斷流速的位置應(yīng)該選擇原鐵原鐵棒直徑未溶解的部位頸部-電解質(zhì)-鋁液界面已溶解的部分L判斷流速的位置沉淀-鋁液界面圖21溶蝕鐵棒示意圖b)鋁液流速方向的確定：按照受鋁液溶蝕的鐵棒斷面形狀——由粗純端至尖銳端的方向即是鋁液的水平流動(dòng)方向，繪制鋁液流動(dòng)方向圖。流向判斷示意圖如圖22所示。圖22溶蝕后鐵棒判斷鋁液流向示意圖a)鋁液波動(dòng)層的測量：由圖21所示，頸部長度即為鋁液波動(dòng)層厚度。b)鋁液界面的測量：鐵棒頸部以下至沉淀-鋁液界面之上為鋁液高度。用電子天平(4.1.8)測量切割下來的純鐵棒重量m,單位為g。計(jì)算純鐵棒的腐蝕重量，可以根據(jù)標(biāo)定試驗(yàn)的結(jié)果得出鋁液流速。 (9) YS/T784-××××式中：2——鐵棒溶蝕后的平均直徑，單位為毫米(mm)；m——切割下來的鐵棒重量，單位為克(g)；ρ——鐵棒密度，單位為克(g/cm3)；l——切割下來的純鐵棒長度，單位為毫米(mm)；V——鋁液流速，單位為厘米每秒(cm/s)。18磁場測量18.1測量步驟a)測點(diǎn)位置：同鋁液流速測量布點(diǎn)一致，如圖20所示。b)測試過程中，為避免磁場對儀器的干擾，需要在高斯計(jì)外部加鐵磁屏蔽罩；同時(shí)為避免高溫?fù)p壞探頭，采用壓縮空氣對測試探頭實(shí)施高壓風(fēng)冷保護(hù)。c)按照點(diǎn)位布置圖將高斯計(jì)（4.1.11）探頭垂直插入熔體中，探頭插入鋁液層的中部，深度距離陰極炭塊上表面約10cm處，讀數(shù)記錄后測量下一點(diǎn)直至測量完畢。18.2計(jì)算方法磁場數(shù)據(jù)是矢量。測試值修正計(jì)算采用右手坐標(biāo)。實(shí)測數(shù)據(jù)修正公公式如下表1：表1磁場數(shù)據(jù)修正公式面AB）；）；19測量注意事項(xiàng)測量作業(yè)過程中，出現(xiàn)以下情況時(shí)停止測量。表2內(nèi)