铝电解槽精窄氧化铝浓度控制技术应用
铝电解生产过程中氧化铝浓度的控制
２０ 年 ４ ０６ 期 口圆圈 ５ ５
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过 程 控 制
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过 程 控 制
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刘 田 ，杜 吉 伟 。 张 秀 然 ，
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（ ． 阳 农业 大 学 信 息与 电 气学 院，辽 宁 沈 阳 １沈 １ １ ；２． 阳 铝镁 设计研 究院 ，辽 宁 沈 阳 ０ １ １ ６ 沈
ｉｃｕ ｅ ａ ｋ ｏｕ ｄ ｆ ｐｏ ｅ ｅ ｔ ｄ ｓｇ ｒ ｃｐｅ， ａ ｄ ｎ ｌｄ ｓ ｂ ｃ ｇｒ ｎ ｏｒｉ ｒｖ ｍ ｎ 。 ｅ ｉｎ ｐ ｉ ｉｌ ｈ ｒ ｗａｒ ｑ ｉｍｅｎ ， ｙ ｔ ｍ ｍ ｎ ｅ ｅ ｕｐ ｔ ｓ ｓｅ ｍａｋ ｕ ｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｐａ ｄｏ ｅａｉ ｎ ｇ 。 ｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｕｏｍａ ｉｎ ｓ ｓｅ ． ｎ ｆｔ ｅ ａ ｔ ｔ ｙ ｔｍ ｏ Ｋ ｙ Ｗ ｏｄ ｖ ｒｅ ｗａ ｈｏ ｌ ｒｎ ａ ｋ ＰＬ ｒ ｇ ａ ｍｉｇ Ｃｏ ｆ ｕ ａ ｉｎｓ ｆ ｒ ｕ ｈｓ ｒ ｅ ｅ ｒｓ Ｒｅ ｅ ｓ ｓ ｆ ｔ ｉｇ ｔ ｎ ｉ ｆｅ Ｃ ｐｏ ｒｍ ｎ ｎ ｇ ｒ ｔ ｏ ｔ ｅＴｏ ｃ ｃ ｅ ｎ ｉ ｏ ｗａ
铝电解槽综合节能技术的开发与应用
铝电解槽综合节能技术的开发与应用发布时间：2022-04-27T13:35:07.180Z 来源：《中国科技信息》2022年33卷第1期作者：何新光[导读] 现代铝电解槽生产热效率一般只有50%何新光新疆众和股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830013摘要：现代铝电解槽生产热效率一般只有50%，大约有50%的热量散失于周围环境和被烟气带走。
其中一部分热量是通过槽四周和阳极上部以辐射、对流的方式损失掉，并且大量的高温空气排放入大气中也是一种能源浪费和热污染。
当代铝电解技术发展的方向是向着“低极距、节能减排”的技术方向发展。
研究开发保温型铝电解槽，降低电解槽热量损失是实现电解生产节能减排的重要手段。
本文结合生产实践，对铝电解综合节能技术进行分析和探讨。
关键词：铝电解槽；节能技术；开发；应用；引言在铝电解生产过程中，碳素阳极可作为导体，将直流电导入电解槽，也可作为基本原料，参与电化学反应。
随着电化学反应的进行，阳极被不断消耗，因此需要定期更换阳极。
但是，每次更换阳极都是对电解槽的一次干扰，更换阳极后电解槽物料和能量平衡遭到破坏、电流分布发生变化，并且在操作过程中搅动铝液加速了铝的二次反应，降低电流效率;另外，如果操作不规范，壳面块打捞不干净，还会造成阳极长包甚至发生滚铝事故等。
1电解槽保温节能技术研讨开发保温型铝电解槽，减少电解槽热损失，实现铝电解槽在低电压下稳定高效运行是目前全球铝行业的发展趋向，特别是在当前电价居高不下，能源极度紧张的情况下，各企业纷纷研究开发应用各种保温技术，降低铝电解槽散热量，从而实现最大限度降低吨铝电耗，降低生产成本。
因此，加强铝电解生产保温技术的研究开发及应用，实现低耗、经济、环保生产，具有非常重要的意义。
传统散热型铝电解槽散热比例如图1所示，从图1中可以看出要减弱铝电解槽散热，提高能量利用率，必须加强铝电解槽槽上部和侧部保温。
针对400kA 大型预焙电解槽散热情况及生产工艺配置情况综合分析后，研究开发了节能型新型铝电解槽结构及新型保温型槽罩，使电解槽由“散热型”向“保温型”转变，提高了电解槽能量利用率，延长了槽寿命，改善了作业环境，降低了企业生产成本，实现铝电解槽低耗、低排、低成本及长寿运行。
500KA铝电解槽计算机控制技术的应用
500KA铝电解槽计算机控制技术的应用摘要：铝电解不仅是高能耗、高环境污染的行业之一，而且受到国家产业政策的严格限制。
在经济形势低迷和生产严重过剩的背景下，许多新兴公司投资于技术、设备和资本，以成本和其他优势主导市场。
相对而言，投产较早、相对落后的企业或系列则处境艰辛。
本文以铝电解槽的生产工艺为基础，加强了计算机控制技术，分析了铝电解槽生产工艺的技术调整实践，以期为相关工作提供思考。
关键词：铝电解；计算机技术；生产工艺；节能；成本引言我国铝电解槽行业的快速发展，使中国成为铝工业强国。
近年来，电解铝的生产能力迅速扩大。
电解槽设计技术已成功生产出500KA系列产品。
目前，500KA电解槽已在我国铝业连城分公司进行了示范和应用。
面临着新技术与国家产业结构的政策和市场竞争，实现工艺参数之间的反应和匹配，减少人为干扰，达到铝电解槽生产全自动控制的理想状态。
基于这一技术思想，本文分析了落后电解系列的计控技术体系多项参数的调整的实践。
一、计算机生产控制技术在铝电解中的发展在铝电解领域，重点是计算机控制技术。
随着计算机技术的不断发展，铝电解技术和工艺也在不断发展。
不仅可以降低能源消耗，还可以提高当前的效率和生产力，进一步优化各项技术指标。
在许多铝生产国，铝电解生产中的计算机控制技术有其自身的特点，铝电解槽的计算机控制也取得了一些成功，如电流监控。
阳极效应后触发自动报警等。
在铝电解生产中，一般的控制系统是分散的，计算机控制系统可以实现集中和分散控制，主要由控制器、电解槽控制器和执行装置组成。
所有电解槽都配备了适当的电解槽控制机构。
该设备确保对所有电解槽参数进行全面测试，并立即控制电解槽以了解其具体操作信息。
可以通过有效的收集和分析来给出指示。
此外，可以控制进料器，使电槽的机械机构工作。
此外，槽控机和工控机应及时交换信息，使人们能够及时了解电解的工作状态，下载收集到的数据，可以根据实际情况进行调整，直接了解槽控箱的实时性能并更改操控机的参数。
铝电解槽下料智能管控系统开发与应用
铝电解槽下料智能管控系统开发与应用发布时间：2022-08-12T01:05:42.233Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第6期作者：李圆[导读] 目前，预焙铝电解槽采用中点下料法，电解生产中，由于电解质成分的变化，李圆包头铝业内蒙古华云新材料有限公司内蒙古自治区包头市014040摘要：目前，预焙铝电解槽采用中点下料法，电解生产中，由于电解质成分的变化，特别是锂钾含量增加，电解质一次初晶温度和槽温会降低。
此外，氧化铝性质的变化，主要是粒级分布，共同导致氧化铝溶解性降低。
若遇风压降低、气缸老化等的影响，易造成卡锤头、粘葫芦头、堵料等下料不良，致使电解槽效应多，炉体不规整，严重影响电解槽运行指标。
关键词：铝电解；下料；智能管控系统铝电解生产时，由于电解质成分及氧化铝性质波动、槽温变化等因素，氧化铝溶解性能下降，风压、气缸等外部条件变化导致卡锤头、粘葫芦头、堵料等，造成电解槽效应多，炉膛不规整，从而影响了电解槽运行指标。
基于此，本文详细分析了铝电解槽下料智能管控系统开发与应用。
一、电解槽简介电解槽由槽体、阳极、阴极组成，多数用隔膜将阳极室与阴极室隔开。
按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽、非水溶液电解槽。
当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。
对电解槽结构进行优化设计，合理选择电极和隔膜材料，是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。
铝电解槽是炼铝的核心设备，其发展与进步代表了锅电解工艺技术的革新。
锅电解槽的结构先后经历了小型预焙槽、侧部导电自焙槽、上部导电自焙槽、大型不连续预焙及连续预焙槽、中间下料预焙槽几个发展阶段。
预焙阳极电解槽上部结构简单、轻便，具有单位容量投资低、易于实现机械化和自动化、能耗低及易于解决环保问题等优点，大型预焙槽的出现也标志着铝电解技术迈进了向大型化、现代化发展的新阶段。
与西方发达国家相比，我国电解铝工业起步晚、基础薄弱，处于相对落后地位。
219390898_槽控机控制技术在铝电解生产中的应用研究
2023年 3月上 世界有色金属31机械加工与制造Machining and manufacturing槽控机控制技术在铝电解生产中的应用研究张军杰（青海西部水电有限公司，青海 海东 ８１０８００）摘 要：经济和科技的发展推动了电解铝行业的创新发展。
特别是在信息化技术的支持下，电解铝生产技术得到了优化。
本研究以铝电解生产中槽控机控制技术应用为研究对象，首先简要概述了槽控机控制技术，其次对其在铝电解生产中的应用进行深入分析，最后提出了一些槽控机运行优化和维护的措施，旨在提高铝电解生产质量，优化铝电解生产工艺。
关键词：槽控机控制技术；铝电解；生产应用中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０５－００３１－３Research on the application of the control technology of the tank control machinein the production of aluminum electrolysisZHANG Jun-jie（Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈａｉｄｏｎｇ ８１０８００， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ． ｆｉｒｓｔｌｙ， ｉｔ ｂｒｉｅｆｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｍａｋｅｓ ａｎ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． ｆｉｎａｌｌｙ， ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｓｌｏｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ．Keywords: ｔａｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ； ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０１作者简介：张军杰，男，生于１９７４年，回族，青海西宁人，高级工程师，硕士，研究方向：金属冶炼技术及管理。
先进控制技术在预焙铝电解过程控制中的应用
先进控制技术在预焙铝电解过程控制中的应用摘要：针对预焙铝电解过程设计了先进控制技术的总体方案，依据神经网络的电解槽相关数据以及阳极效应制作了预测模型结构，依据向量机的槽况分析设计出诊断系统，提供了先进的控制举措，电解质温度处于优化混沌状态和对氧化铝浓度的模糊控制技术，还根据有关数据、质量、能量消耗、产量等的优化控制环节，提供了针对模糊专家控制技术创新的智能协调举措，达到全盘优化的控制目的。
结果证明，系统工程高效实现了预焙铝电解槽的优化控制目的，实行了在线解析槽况状态，并且完成优良的运行控制标准，使得企业的经济和社会效益显著提高。
关键词：先进控制；预焙铝电解槽；专家模糊控制引言:预焙铝电解工艺的特点有强非线功能、强耦合作用、时变性、大时滞、输入多输出也多等等，是一种复杂的生产工艺控制体系。
过去的经典控制理念和现代控制理论应用已经不能满足当前需要，相关的管理人员凭借长期累积的实践经验也满足不了模拟生产实施操作，解析槽况状态、判断调整电解槽的控制过程，新知识的汲取也得不到满足，所以，很难实现新开发的铝电解过程控制体系在繁杂电解过程全盘优化的控制目标，先进的控制理念就一步步渗入实行铝电解工艺流程中优化控制发展趋势，我们基于当前研发的控制系统中出现的问题，对先进的控制技术进行了探讨，提供了铝电解生产工艺流程的完整结构设计，利用数据预测模型制作以及控制技术的设计方式，依据相关数据，产品质量、能量消耗的优化控制，提供了在专家模糊控制技术的基础上进行智能协调举措，进一步完善全盘优化的控制指标。
一、预测模型槽况分析系统1.1电解槽数据模型和阳极效应预报模型电解槽参数的预测模型制作，是整个优化控制的前提，预测精准度直接关系到控制的安全有效。
选用三层神经网络建造的氧化铝浓度预测模型、电解槽极距、电解温度预测模型。
利用神经网络技术，混沌优化配置的自动化控制技术合作，预测模型大幅度提升了预测的精准度和预测速度，实现了实时控制的要求，对铝电解工艺流程中的控制起到了十分重要的作用。
400kA电解槽低电压下提高电流效率节能关键技术解析
400kA电解槽低电压下提高电流效率节能关键技术解析青海省西宁市 811601摘要:人们生活水平的不断提高，大众对自己生活的环境、生活的质量、资源的使用情况等多个方面都非常关注，并提出诸多的要求。
我国铝电解工业在新时代背景下，获得更好的发展，不同类型的大型电解槽应运而生，出现在工作人员的面前，能耗指标也在不断的优化。
因此，本篇文章主要对 400kA电解槽低电压下提高电流效率节能关键技术进行认真分析，希望能够为相关工作人员起到一些参考和帮助。
关键词:400kA；电解槽；低电压提高；电流效率；节能关键技术；众所周知，在我工业领域当中，电解铝行业发展过程当中会耗费更多能源。
近几年来，铝电解节能技术在国内呈现出高速的发展态势，全新的技术包括：新型结构铝电解槽技术、异形阴极铝电解槽技术、降低水平电流技术等等。
人们生活水平不断提高，环保意识也越来越强，当代铝电解技术需要向着节能、减排的方向所发展和前进。
面对国家节能减排环保政策以及相关要求，国内电解铝企业需要进一步降低铝电解的能耗。
基于此，本文下面主要对400kA电解槽低电压之下提高电流效率节能关键技术展开深入探讨。
1、电解槽电压降低幅度与电流效率试验电解槽高极距一定高效率，这是较为传统的观念，但事实上，原铝交流电耗较高。
电压与电流效率，对铝液电解交流电耗的主要因素。
极距决定电压，极距高度即使发生了轻微的变化，也会导致铝液当中电流的再分布，因为滤铝当中存在着磁场，所以导致电磁力发生了改变。
电磁力又会反过来，导致铝液界面的不稳定，电流效率不断的下降，甚至会出现极间短路问题。
针对于这样的情况，需要保证有足够的极距，只有这样，才能够保证铝电解槽更加的稳定。
2、精窄氧化铝浓度控制技术对电流效率的影响主要依托操控及控制系统，对电解槽氧化铝浓度的控制，才能够真正实现目标。
在操控机控制系统，对氧化铝浓度进行判断的过程当中，主要是将槽电阻的变化率作为重点以及判断的基础，最终实现了判断的目标。
槽控机控制技术在铝电解生产中的应用
陈燕 （ 中 电 投宁 夏青铜峡铝业 有限 公司）
摘要 ： 随着 电懈 铝 行 业 产业 技 术 革 新和 发 展 ， 某铝 厂在 原 有 老 厂 连 ， 液 晶板 采 用 高速 串行 总线 与 主模 块相 连 ， 构 成 内部 控 区２ ０ ０ ｋ Ａ、 ３ ５ ０ ｋ Ａ 铝 电解 生 产 系 列 的基 础 上 ， 按照政府产业规划 ， 新 制 网 络 ， 这 四个 智 能模 块 的作 用 是 ： 采样模块 ： 槽 控 机 的 扩建 ４ ０ ０ ｋ Ａ 电解 铝 生 产 系 列 ， 大 电流 强磁 场 环 境 对生 产工 艺技 术 条
既克服 基于 并行 总线 及 点式下 料 技术 、 氧 化铝 浓相输 送 技术 和氟 化盐 自动加 料 器 结构 简 洁与 功能 分布 之间 的矛 盾 ， 还 克服 大板 式控 制器 技 术 的应用 及机 械化 、 自动 化作 业 等对 生产 工艺 操作和 管 的插板 式控 制器 接插 点过 多 的缺 点 ， 理都 提 出 了新 的要求 ， 这就 要 求开 发新 的控 制 系统和 设备 故 障 风险过 于 集 中的缺 点 ，使控 制器特 别 适合 于在 高 温、 高粉 尘和 强 腐蚀 性 的环境 中工作 ： 此外 ， 智 能化 模 块 之 间 与 之相 适 应。 网 随着 我 国 电解 铝 工 艺技术 不 断改进 ， 电流 强 度近 年连 的互检 能力 使控 制器 的 自诊 断功 能大 大提 高 ：模 块 化 、 络式 的结构 为 未来 软件 升级 与硬件 扩展创 造 了条件 。 续 提升 ， 目前 ４ ０ ０ ｋ Ａ 电解槽 基 本普 及 ， ５ ０ ０ ｋ Ａ 电解槽 也 已
做 一 介绍。
③ 一套无触点触摸开关， 接收现场操作人员的人工输
500kA大型预焙电解槽氧化铝浓度控制探索
将 氧 化 铝 浓 度 精 确 地 控 制在 ２ ． ５ ％ 以 内 。通 过 实践 验证 该 方 法
非 常 实 用且 有 效 。
４ ． ２ ． ２ 减 少人 工 干预
荷 生 产 和 全 面达 标 的阶 段 ， 槽况平稳 ， 工 艺和 指 标 均在 不 断 改
在 实 际 生产 过 程 中 ． 操作工人为对浓度的干预情况来看 ， 进 和优 化 中。目前通 过 对 正 常 生 产 槽 现 场调 查发 现 ： ①部 分电 手 动 下料 是 引起 槽 内氧 化 铝 浓度 偏 高 的 主要 因 素之 一 ．人 工 解 槽 的 电 解质 发黏 ， 炭 渣 分 离不 好 ； ② 氧化铝 溶解速度 慢 ， 部 干预 下料 对 氧 化 铝 浓 度 影 响 较 大 ， 如 不 引起 重 视 ， 则 影 响 计 算 分 下 料 点 易堆 料 ： ⑧ 氧化 铝 浓 度 曲 线过 欠 比失 衡 ， 欠量多 ， 过 机 浓度 判 断和 控 制 ． 并 对 炉膛 造 成 较 大影 响 。根 据 操 作 工人 的 量 少， 甚 至 曲线 走 反 ， 后 经取 样 分 析 发 现 ， 部 分 氧 化 铝 浓 度 偏 习惯 和现 场 发 现 的违 章 ， 主 要 表 现 在 以 下三 个 方 面 ： （ 效 应 时 高． 大于 ３ ％的占比 ｌ ５ ％左 右 ． 与 现 场 的 情 况 正好 相 符 人 工 大 下料 ； ② 随 意 手 动 下料 ； ⑧ 拧 电磁 阀 下料 。 ３ 原因分析 针 对 实 际情 况 ， 采 取 一 系列 整 改措 施 和 考 核 制 度 ： 强 化 在 电 解 生 产过 程 中 氧化 铝 浓 度 的 精 确 控 制 直接 影 响 着 电 工 艺 纪律 ， 严 禁 违规 操 作 ，加 大现 场 违 章检 查 通 报 和 考 核 力 流 效 率 的 提 高 和 能耗 的 降低 ， 通过调查研究 ， 集思广益 ， 从人 、 度 ：② 编 写 作 业标 准规 范操 作 手 册 ，组 织 职 工 培 训 及 严 格 执 机、 料、 法、 环 五 个 方 面进 行 分 析 得 知 ， 造 成 氧 化 铝 浓 度 高 的 主 行 ： ⑧ 将 气控 柜 门锁 封 闭 ， 杜 绝 手 动 电磁 阀 下料 。 要 因素 为 计 算 机控 制精 细化 不 够 ， 人 工 干扰 下料 太 多 、 技 术 条 ４ ． ２ ． ３ 优 化 工 艺 技 术 条 件 件 不 匹配 、 操作质量差及设备故障等。 合 理 的 工 艺技 术 条 件 能优 化 电解 质 成 分 ，保 持 电解 质 处
浅谈500kA电解槽氧化铝浓度及槽温对能耗的影响
浅谈500kA电解槽氧化铝浓度及槽温对能耗的影响摘要：高耗能行业是国民经济的重要组成部分，其高耗能属性主要由产品性质和工艺特点决定。
“双碳”目标提出以来，电解铝被列为高耗能行业。
电解的成本电耗是最大的一项指标，在吨铝成本中占很大比率，其比率视电价与电耗的不同而有差异，一般占成本的30%--40%。
在确保电解槽高效平稳的基础上降低吨铝直流电耗。
通过分析确定500kA电解槽氧化铝浓度及槽温对电解槽平稳运行的重要意义，是致使电解过程中能耗升高的要因之一。
本文就氧化铝浓度及槽温对电解槽的影响展开探究。
关键词：工艺电解槽节能降耗电流效率低氧化铝浓度1.前言电解铝行业是我国经济发展的支柱，也是高能耗，高污染的行业。
近年来国家在各产业政策和环保法规的制定上，对电解铝加以约束。
如何节约能源已成为电解铝行业研究的主要问题。
本文就电解槽运行过程中，通过较低的氧化铝浓度和适宜的温度控制，来提高电流效率和降低槽电压，从而达到节能降耗的目的给出自己的看法。
2.节能的途径铝电解直流电单耗=2980×平均电压÷电流效率，由上式我们不难看出降低铝电解能耗的关键就是降低槽电压和提高电流效率。
表1 槽电压和电流效率的关系平均电压3.7153.7563.7973.8393.8803.921（V）直流12300kWh/t-Al电耗从上表中，我们不难看出，若电耗相同，槽电压越高，则电流效率越高。
而如何保证在取得较低的电耗和较高的电流效率时，获得较理想的槽电压。
这是一个我们需研究的课题。
图1 极距与电流效率的关系为了能够得到可靠的数据，我们在500kA系列电解以极距为中心，取了一个月的平均值进行了对比分析，如下表：表2 某某公司500kA系列极距、电流效率和槽电压的对比极距（cm） 4.2 4.4 4.54.6 4.8电流效率(%) 93 93.3 93.593.8 93.8平均电压(V) 3.90 3.96 3.9924.042 4.087从图1和表2我们不难看出，在一定范围的极距，电流效率会随着极距增加而增加，在超过一定的极距大小后电解槽电流效率就没有太大的变化[1]。
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槽 型 质 水平 ｃｒｉｌ 极 间距离 ｃｆｉ］ 电解 质量 ｋｇ／槽 单位 电解 质量
２００ｋＡ ｌ ８
４ ５ ６３９０ ３１．９５
３００ｋＡ １ ８ ４ ５
近 年来 随着 铝 电解 技术 的 不断进 步 ， 以及 槽 控 制系 统 的不断 升级 改造 ，铝 电解槽 的阳极 效应 系数得到 了明显 的降低 …。据不完全 统计 ， 企业平均 阳极效应 系数能达 到 ０．２０次 ／槽 ．日 以 下 。 但 是 由 于 不 同 企 业 对 正 常 阳 极 效 应 的 时 间定 义 有所 不 同，如 企业 将 ６０秒 或 ４５秒 以下 的 阳极效 应 定义为 闪烁 效应 ，没有 统计在 内。 据 作 者 了解 ， ３００ｋＡ级 以 上 的 铝 电解 槽 小 于 ４５ 秒 的闪烁 效应 或局 部效 应仍 较 多 ，除增大 能耗 的浪 费外 ，对 电解槽 的平 稳 生产 依 旧带来 较大 的 影 响 。 因 此 ， 大 型 槽 闪 烁 阳 极 效 应 成 为 了影 响 电解 生 产 的 主 要 难 点之 一 。
铝 电解 槽 计 算机 自动 控 制 技 术 是 近 代 铝 电解工 业技 术进 步 的主要 成 就之 一 ，它 不仅 是 点式 下料预 焙铝 电解槽 得 以正 常运 行 的技术 保 障，更 是实现 大 幅度 节能 减排 的关键所 在 ，为 铝 工业 的大 发展 提供 了强有 力 的保 障。但 随着 近 年来 大容量 铝 电解 槽 的 出现 ，特别 是 ４００ｋＡ－ ５００ｋＡ级 电解槽 的 出现 ， 以及 国家 对 节 能减 排 的强制 要求 ，对铝 电解 槽 阳极 效应 系数 提 出 了 更 高更 新 的标准 ，从 而对 氧化 铝浓 度控 制 带来 更 大 的难度 。本 文结 合生 产 实践分 析 了大容 量 铝 电解 槽氧 化铝 浓度 控 制存 在 的 问题 ，提 出 了 新 的氧化 铝浓 度控 制要 求 ，并根据 新 要求 制定 相 应 的措施 ，取 得 了有效 降低 阳极效应 系 数 的 较 好 效 果 。 １、 问题 的 提 出
９３６３ ３ｌ ２】
４００ｋＡ ｌ８ ４ ５
ｌ】３５ｌ ２８ ３７
５００ｋＡ １８ ４．５
Ｉ３５６４ ２７．１：３
２、控 制 范 围分 析 目前 国 内几种 主流 槽控 系 统的 氧化 铝浓 度
控 制主 要 以控制 加料 状态 为主 ，而 加料 状态 的 改 变是 依据 槽 电阻与氧 化铝 浓 度 （Ｒ—ｃ）之 间存 在 的 ｕ型 曲线 关 系 （见 图 １），控 制 算 法 依据 ｄＲ／ｄｔ预估 氧化 铝 浓 度 。从 现有 的研 究 认 为 ， 当氧 化 铝 浓 度 低 于 １．２％时 ，极 易 发 生 阳 极 效 应 ，当氧化铝浓度 达到 ４％时 ，其 电流 效率最低 。 因此 ， 目前槽 控 制 系 统控 制 范 围通 常 为 １．５％－
· ２０·
铝 镁 通 讯
铝 电解槽精 窄氧化铝 浓度控 制技 术应用
焦庆 国 刘 秀 胡清 韬 柴登鹏
（中国铝业 郑州有色金属研 究院有 限公司 ，国家铝冶炼 工程技术研究 中心 河 南 郑州 ４５００４１） 摘 要：本文通过 分析 大容量 ４００ｋＡ一５００ｋＡ级 铝电解槽 阳极效应和 闪烁效应 系数较 高的原 因，提 出了将氧化 铝 浓度控制 中心放在 ２．Ｏ％一２ ５％ 范 围之 间的新标 准，并根据 新标准制 定相应 的 实施措施 在企 业中应用 ，取得 了 阳极效应 系数和 闪烁效 应 系数分别都 降低到 ０．０２次 ／槽 日以下的 良好效果 。 关键 词 ：铝 电解槽 氧化铝浓度 溶解度 阳极效应
３．５％￣２１ 。
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图 １：氧化铝浓度与槽 电阻对应关 系图
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上面 提到 ，随着 电解槽 容量 的不 断增加 ， 以及低 温低 电压 技术 的 出现 ，大 型槽 在较低 氧 化 铝浓 度 下极 易发 生 闪烁 效应 。 同时 ，根据 相 关研究可 知，当氧化铝浓度 大于 ２．５％时 ，其溶 解 时 间 明显增 加 （具 体 见 图 ２）。因 此 ，对 于 电解质 量相 对减 少 的大型槽 来讲 ，其 氧化铝 浓 度 控制 范 围应 向 中低 浓度 范 围靠 拢 ，建议将 控 制 中心放在 ２．０％－２．５％之 间 。
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图 ２：氧化铝浓度 与溶解 时间对应关系 图
３、主 要 控 制措 施 ３．１优化 控制程序 ，提高转化频率
优 化控 制策 略和程 序主 要应 从 以下几 点入 手 ，一 是改进 浓度 预估 算法 ，如采 用偏 抛物 线 算 法 ，提 高准 确 性；二是 增加 浓 度校 验 区间， 如 图 １所 示 ，在 低浓 度 区和 中浓 度 区采用 ２级 浓 度校 验 ；三 是优 化槽 电压控 制 方式 ，减少 阳 极 的升降次数 ，避免浓度 的误判 。
造 成 大 型 槽 闪烁 效 应 较 多 的 原 因 主 要 是 随着 电解 槽容 量 的增加 ，单 位 电流 强度 的 电解 质 量有 所 减 少 ， 具体 计 算 见 表 １。 以 ２００ｋＡ和 ４００ｋＡ槽 为 例 ，其 单 位 电流 强 度 的 电解 质 量 降
低 了 ｌ１％，势 必影 响 了氧化 铝 在 电解 质 中的溶 解能力 。同时 ，虽然 电解槽 的容量大幅度 的增大 ， 但 是 下 料 点 通 常 ２００ｋＡ级 的 ４个 调 整 为 ４００ｋＡ 级 的 ６个 ， 下 料 频 率 增 加 了 近 ５０％， 极 易 造 成 电解 槽 下料 系统 的卡 堵 出现，这 也 是造 成 闪烁 效应增加 的原因之一 。