在铝电解的主要作业中，最受关注的有：加料、槽电压调整（极距调整）、阳极更换、阳极效应（以下简称AE）熄灭、出铝、抬母线等，这些作业又称之为操作。现代大型预焙铝电解槽均配备有计算机控制系统，因此加料、槽电压调整由计算机完成；AE熄灭也可由计算机实现，但成功率有限，仍需人工监视和辅助；换阳极、出铝、抬母线在计算机控制系统的监控下由人工配合多功能天车来完成。 除了上述的“操作型”作业外，现代铝电解生产还把其他一些生产活动也规范化为若干种作业，并制定相应的作业规程。例如，与生产管理密切相关的有巡视作业；与出铝有关的有铝水输送作业、吸出管更换作业、吸出抬包的粗略清除作业、抬包的预热作业等；与开、停槽有关的有列间短路作业、电解质吸出与移注作业、电解槽系列通电及停电的联络作业、停槽作业等；与计算机控制系统相关的有：槽电压的调整作业、电解槽异常的检出与处理、电解控制系统异常信息的处理、电解控制系统停止时的处置等；与工具制作、设备操作与维护有关的作业有：氧化铝耙（铝耙）浇铸作业、铝电解控制系统操作与维护作业、多功能天车的操作与维护作业、原料输送与烟气净化系统的操作与维护作业等等。
本章叙述的是需要人工完成或人工参与完成的铝电解的主要作业，包括阳极更换、出铝、熄灭AE、抬母线、巡视作业、电解槽异常的检查与处理作业、系列通电与停电作业和停槽作业。对于同样需要人工参与的铝电解生产中的常规测定，将在本篇第六章中叙述；对于计算机控制系统完成的作业（下料、槽电压调整等），将在第四篇“铝电解计算机控制及铝厂信息化”中叙述。
3.1 阳极更换
预焙电解槽所用阳极是在阳极工厂按规定尺寸成型、焙烧、阳极导杆组装后，送到电解使用。每块阳极使用一定天数后，需换出残极，重新装上新极，此过程为阳极更换，或简称换极。
阳极是按照一定的周期进行更换的。关于阳极更换周期的计算，请见“1.2.4.3 最佳阳极结构与安装尺寸的选择”。
有了阳极使用周期和电解槽阳极安装组数，便可确定阳极更换顺序。关于阳极更换顺序的确定请见“4.10阳极更换进度的管理”。关于阳极更换的质量管理请见“4.14 操作工序的质量管理”。
3.1.1 阳极更换的基本步骤
电磁炉茶盘
阳极更换的作业流程如图3-1所示。
3.1.1.1 作业准备
油管锚（1）从作业日志和作业安排上确认槽号、极号。所有工具放置在安全线内。
（2）准备原料、设备与工具：备好新阳极块（组）、电解质粉料；备好多功能天车等设备；备好作业记录、渣箱、阳极托盘、铁锹、换极全套工具，并把需预热的的工具器进行预热处理。换极的全套工具一般包括：两把大钩、一把铝耙、一把过滤耙、一把多齿耙、一根直角钎、粉笔、一把扫把、一把铁锤、阳极定位工具（卡尺、水平仪）、钢钎、风镐，铁耙等。 （3）向槽控机通报换极：在换极作业开始前的5分钟，按该槽对应的槽控机上的换极通报键，发出换极作业信息。若通报后经过规定时间（如40分钟）未见通报阳极更换结束，槽控机一般会自动取消通报，因此从通报时刻到实际进行阳极交换时刻若超过了规定时间，要重新通报阳极更换。
（4）将电解槽排风量阀切换到高位（增大电解槽抽气量）。
3.1.1.2 扒料
操作人员站在风格板上，打开换极处槽盖板；揭开的槽盖板应整齐叠放在相邻槽或左右的槽盖板上。
用铝耙将待更换的阳极上的覆盖料及其边部可扒出的覆盖料呈扇形扒开，把扒出的料扒在槽沿板内侧或铲到相邻阳极上。
图3-1 阳极更换作业流程图
3.1.1.3 结壳开口
（1）人工开口：对于待换阳极与相邻的高残极（更换较晚的阳极）之间的极缝，由于高残极妨碍用多功能天车进行开口，加之该缝隙的结壳形成不久，比较疏松，因此用人工开口。开口位置以相邻高残极大面侧壳面线为基准往外5cm，窄缝长度为新阳极的宽度，窄缝要求连通且能观察到槽中液体电解质。对于用短钢钎或铁耙处理不了的硬壳面用风镐进行处理，确保该窄缝连通且能观察到槽中液体电解质。
（2）多功能天车（PTM）开口：指挥PTM扎开需换极的中缝、低残极侧壳面的结壳，形成一条连通且能观察到槽中液体电解质的窄缝（宽约8cm）。用铝耙把天车开口过程中形成的结壳块扒出、以防掉入电解质内，注意不要让天车打击头碰到阳极，开完口后，指挥天车工收回打击头。
3.1.1.4 卡住残极
指挥PTM旋转卡头，下降提升阳极装置的夹具夹住阳极铝导杆孔；下降PTM的小盒卡具扳
手，卡住小盒卡具。
3.1.1.5 残极在槽上的空间高度标定（阳极定位的第一步）
标定残极在槽上的空间高度的目的，是为了使新极能精确地安装定位在目标高度上。因此首先在这里介绍阳极定位的常用方法。
所谓阳极定位，就是将阳极的安装高度从残极传递到新极，使新阳极安装后，其底掌在电解质中的位置能够根据残极底掌原来的位置来设定。生产实践中，使新阳极底掌的位置略高于残极底掌原来的位置，这是考虑到新极导电的滞后性。新极上槽后，冷阳极表面迅速形成一层冷凝电解质，1～2小时后开始熔化，阳极开始导电。随着炭块温度升高，通过的电流逐渐增大，实践表明高度为540mm的新极，16小时左右导电达正常70%，24小时左右达正常值，角部阳极几乎拖长一倍的时间，考虑到新极导电的滞后性，新极安装不能与残极底面一样齐平，应比残极提高1天（非角部极）或2天（角部极）的消耗量，即15mm或30mm，保证达正常导电值时其底掌与其他阳极底掌位于同一平面。
在PTM没有阳极定位装置的情况下，可采用人工定位法。以自制卡尺（兜尺）进行阳极定
位为例，定位过程如图3-2所示：①以阳极大母线下沿为基准，在残极导杆上划线；②在卡尺竖边上刻度与残极导杆划线对准处划线，然后抽出卡尺，在划线下2厘米处再重新划线，擦去原划线；③将卡尺上的高度（标记）移到新极上（即在新极导杆上的同样高度划线）；④以此线位置与大母线下沿齐平。
（1）在槽上 （2）吊起残极 （3）吊起新极 （4）在槽上定位
磨内喷水图3-2 卡尺定位过程
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一些PTM配备有阳极定位装置。以一种机械定位装置（阳极水平定位仪）为例，它由传动皮带（钢丝）、刻度盘、皮带卷放筒组成。皮带一头固定在PTM的阳极卡头上，经刻度盘的中盘连到卷放筒上。卡头伸缩时，皮带带动中盘转动，表示出不同的空间位置。具体的定位过程是，残极拨出前，先标定水平仪；把残极吊运到水平仪定位托架上；使用水平仪设定残极位置；把新极吊运到水平仪定位托架上，使用水平仪设定新极位置；把新阳极吊到换极的电解槽上后，使用水平仪安装新极就位。使用该方法时，为保证安装精度，要做到阳极在卡头徐徐上升的过程中定位，这样可使卡头总是勾住导杆孔上缘，防止在阳极下降受阻时，勾子在导杆内产生相对移动所造成的定位误差。
3.1.1.6 拔出残极
用PTM的小盒卡具扳手松开小盒卡具；在电解工的指挥配合下，缓慢拔出残极；在拔出过程中，若发现有结壳块有可能掉入槽内时，应指挥天车工暂停拔出，待电解工将结壳块勾出后，再继续拔出。残极拔出后，必须静置一下，待残极底掌上的电解液不再下滴，并确认天车及残极移动方向上无人后方可移动PTM。指挥PTM将拔出残极吊至电解车间操作大面（不要碰击槽上部槽壳板与立柱母线）；操作者对PTM吊起拔出的残极进行目视检查。
3.1.1.7 残极检查
残极在运出之前，要检查是否异常。残极检查记录的内容如下：残极是否裂纹，残极是否掉块、掉角，钢爪是否熔化，残极是否穿底，残极是否长包。
3.1.1.8 残极在槽上的空间高度测量（阳极定位的第二步）
见上述“3.1.1.5”。
3.1.1.9 捞渣块及检查槽内
电解工用大勾、多齿耙等工具，捞净电解槽内结壳块，将邻极上及中缝处粘有的结壳清理干净。
每天换极打开一次炉面，是检查槽内情况的好机会，应借此机会检查铝水、电解质高度（用用直角钎进行一点测量）、炉底沉淀、邻极工作状态和槽内碳渣量等。若电解质水平低，应趁此机会补充冰晶石，碳渣多的应趁此捞出，可利用PTM自带机械抓斗捞渣块发热器，或者人工用碳渣瓢将碳渣捞出，将渣块倒入渣箱。并用大勾检查左、右邻极底掌有无裂纹、
化爪、长包、掉角等情况，发现邻极有问题的马上处理。同时还要检查伸腿状态、炉底是否有沉淀、结壳块阴极底掌破损等异常情况，并做好记录，发现炉底沉淀多的可适当调整加料间隔和槽电压。
3.1.1.10 新极在槽上的空间高度设置（阳极定位的第三步）
见上述“3.1.1.5”。
3.1.1.11新极安装及新极定位（阳极定位的第四步）
首先，将阳极导杆与横梁母线的压接面上的粉尘清理干净。
把新阳极吊到换极的电解槽上；把铝导杆靠到阳极大母线上，轻轻接触；下降小盒卡具旋转扳手，使其达到卡具基底；缓慢下降阳极；使用阳极定位方法使新极就位（见上述“3.1.1.5”）；拧紧小盒卡具；确认卡紧后方可松开PTM的阳极提升装置，然后将阳极提升装置提升到上限位。
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3.1.1.12收边整形和添加保温料
人工将扒到槽边部的结壳碎块（粒度在50mm以下）覆盖边部端头，同时将料铲到新极上，并做好整形，使其保持自然斜度。
新极装好后覆盖一定厚度（140～180mm）的氧化铝，一是防止阳极氧化，二是加强电解槽上部保温，三是迅速提高钢－碳接触处温度，减少接触电压降。保温料覆盖情况见图3-3。
图3-3 极上氧化铝覆盖示意图
3.1.1.13 清理收尾
把槽沿板清扫干净，盖好盖板；操作排风量转换阀复位；把工具按规定放回工具架上；把地面卫生清扫干净；在新铝导杆上，用粉笔划线（划线是为了观察阳极是否下滑，划线前把其它的线抹掉，再在导杆与阳极大母线下部平齐划一条线）；向槽控机通报换极完毕（即消除阳极更换通报），使退出阳极更换的监控状态；观察槽电压，使其保持在设定电压。
3.1.1.14 换极16小时后的阳极电流分布测量
为了确保新极安装精度，新极上槽后16小时，需进行导电量检查，即测等距离新极导杆上的电压降（现场叫16小时电流测量）。若新极16小时后等距离导杆上的电压降是正常的50～80%，角部为30～50%，视为安装合格，否则需进行调整。
3.1.1.15异常处理
（1）阳极脱落：在检查巡视或换极过程中发现有阳极脱落时，必须及时更换出来。作业过程与正常换极作业不同之处是由于阳极已脱落，残极碳块不能拔出，对小的脱落块用钎子、大钩等工具拉出即可，而大的脱落块，必须借助专用夹钳夹出来，把铝导杆放在异常
极用的托盘上。槽内的碳渣、阳极碎块必须捞干净。检查更换阳极周期表，确定装高残极或新阳极，使用时间在10天之内或24天以上的脱落极使用新阳极，使用了10天以上或24天之内的脱落极使用高残极替换。脱落极无法用正常换极使用的阳极定位方法来定位，因此在装极时，只能用大钩摸邻极和所装阳极的底掌大致确定安装位置。
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