大型预焙铝电解槽打壳系统的改进
浅谈300kA预焙电解槽的技术优化控制

铝电解专业技术总结考生姓名: xxxx申报职业(工种): xxxxx申报级别: xxxx浅谈300kA预焙电解槽的技术优化控制摘要: 本文分别从300kA电解槽对其焙烧启动、后期管理及正常生产期的参数控制及优化进行了阐述。
焙烧启动阶段采用焦粒焙烧,通过合理控制各项技术指标,焙烧启动阶段顺利进行。
后期管理阶段主要是根据迅速降电压的指导思想,对各项技术参数的调整进行了合理尝试,取得了较好的效果。
正常生产期通过提高氧化铝浓度控制精度和技术管理创新,降低了电解槽炉底压降和阳极效应系数,各种能耗明显降低,电解槽稳定性增强,提高了电流效率。
关键词: 铝电解槽焙烧启动后期管理技术优化受世界金融危机冲击,有色金属国内外市场需求萎缩,价格暴跌,铝价也随之大幅下跌,电解铝企业的生存面临着前所未有的威胁,加之国内节能降耗的大趋势要求,降低生产成本已成为刻不容缓的问题。
鸿骏铝业300KA电解系列通过对技术管理创新和新技术的运用,逐步摸索出了低电压下,电解槽稳定高效运行的方法,各种能耗明显降低。
1.焙烧启动管理鸿骏铝业300KA电解槽256台电解槽采用的是沈阳铝镁设计院设计的电解槽,公司通过对启动及后期管理的摸索,探索出了一套合理技术管理思路,取得了较好的成绩。
1.1 焙烧过程管理我公司300KA电解槽采用的是焦粒加石墨焙烧,无效应湿法启动。
焦粒与石墨的配比采用的是8:2,角部采用7:3,铺设厚度为2cm,焦粒与石墨碎的粒度要求为0.2cm~0.4cm。
装槽料有所改变,把边部冰晶石用电解质破碎块替代,达到减缓热冲击的目的,极间缝不装物料、中缝添加电解质块达到加强热对流的效果,使电解槽各部位升温平衡。
焙烧时间控制在120h以上,温升梯度则按表1进行控制,在此温升梯度条件下,使阴极内衬充分焙烧焦化,避免温差过大造成阴极表面和内部裂纹的产生, 防止电解槽早期破损槽的产生。
表1 各阶段温升梯度控制温度控制范围/℃所处阶段温度提升速度/℃·h- 1温升梯度/℃· h- 1≤200软化阶段主要排出水分15左右10~13 200~700挥发分大量排出的阶段5 7~10>700粘结剂的焦化过程基本结束10~15 9~12在实际生产过程中,为了避免电流分布不匀对电解槽寿命产生影响,就要求从焦粒粒度选择、焦粒配比、铺设厚度、座极、拆除分流片等方面入手进行严格把关,同时在焙烧期间要按照公司制度对阳极电流分布进行测量,并对偏差过大的阳极电流进行调整。
铝电解槽新型打壳下料装置控制系统

13铝电解槽用新型打壳下料装置控制系统现有技术:现通用的预焙铝电解槽用打壳装置,由打壳气缸、导向连杆和打壳锤头构制而成,通过电磁换向阀控制气缸内活塞杆体上下往返运动,靠导向连杆带动打击锤头,击破由电解质和氧化铝所组成电解质结壳,形成一个氧化铝下料通道,以便准确定量的添加氧化铝至电解槽的电解质中,参加热点化学反应,生成电解铝。
存在问题:现通用的铝电解槽用打壳装置,打壳锤头上下运动的行程,往往是由气缸活塞杆的整个全行程所决定的,无论是电解质结壳或高或低、打壳锤头的或长短都不能确定其合理的打壳深度及行程,这样就容易产生下列弊端:1、在同等结壳高度(厚度)的情况下,磨损后较短的锤头则打不透电解质结壳孔洞,使氧化铝料无法定时定量准确的加添到电解槽中的电解质中;2、而新更换的较长的锤头,则由于穿打深度较长,即使打开了电解质结壳孔洞,锤头仍继续下行,这样不仅加剧了锤头磨损,而且还容易使锤头长包,使电解质粘附在锤头上;3、锤头粘附电解质长包后不仅需要人工进行及时清理,增加了劳动强度,加大了锤头重量,增大了气缸的回程提升载荷,易造成锤头回升缓慢,影响氧化铝添置入电解质中,影响电解质中的氧化铝浓度的平衡,造成槽效应的发生,增加氟化碳气体的排放量。
改进技术方案:在原气缸活塞杆下部的导向连杆与打壳锤头相连的部位上,安装上一个电压传感器,使打击锤头下行打通电解槽内电解质结壳孔洞后,瞬间将槽内电解质的电压讯号转变成控制信号,利用这种电压控制信号,来控制气缸活塞杆上下往复运动行程和方向的电磁方向阀的闭合回路及动作方向,从而使打壳锤头在打通电解质结壳孔洞后,立刻停止下行打击行程,迅速返回提升行程。
技术原理:在原设计绝缘良好的铝电解槽用打壳装置导向连杆与打壳锤头相连的导电金属部位,安装上一个电压传感器,使打击锤头下行打通电解槽内电解质结壳孔洞后,锤头下端部与电解质电解液瞬间接触后将电解槽内的电压变化讯号,通过导接线传导给电压继电器上,将电压讯号通过槽控箱,转变成控制信号,传导到控制气缸活塞杆上下往复运动的电磁方向阀上,从而使打壳锤头在打通电解质结壳后,立刻停止下行打击行程,迅速返回提升行程,及时改变打击锤头的运动方向,既防止了打击锤头打不透电解结壳的可能性,又防止打击锤头打透电解结壳孔洞后仍继续向下插入的可能性。
大型预焙电解槽下料、打壳气缸消音系统改进

关键 词 : 消音 系统 ; 废气; 打 壳气缸 ; 噪 音 污 染 前 目前 大 颅焙 电解 椭 的下 料 方 ‘ 式 郜采 f } j 中心 下料 的方 式 , 其 打 壳装 置大多采川 Q c w一 1 A 1 2 5 * 5 5 0 ( 1 6 0 * 6 5 0 ) 型气缸 , 气 缸 换 向后 的废 气经 过 消 青 器直 接 排 放到 大 气 中 。 这种 废 气排 放 的 设计 在 使 川 过 程 中存 很 多 问题 : 第一 : 消 卉 器容 易 拟 坏 和堵 塞 许 气 缸 T 作时 油 污 很 大 , 消 杼 器 堵 塞后 兀 法 清 洗 修 复 , 增 加 了没 备的 维 修 和维 修 成 本 , 严 重 时 影 响 气缸 的运 行速 度 . 造 成 打壳 尤 力 、 锤 头 烧 损 等 问题 , 对 电解 生 产 影 响 较大 第二 : 消 肯器 效 果 小 住 . 在l 也斛 生 产 现 场 产 生 较 大 的 噪 音 污 染 及 噪 音伤 * , 对生产1 作 业人 的 身体 健 康有 着严 重影 响 。 l 第 : 打壳气缸动作时 , 会 对 槽 』 - 进 仃 维 护 检 修 的 人 员 造 成
3 设 计思 路
3 . 1将 气 缸换 向时排 出的 废气 分 为 两部 分排 出 : 部 分 送 至 氧 化 铝料 箱 , 使 氧化 铝 沸 腾 , 避 免 氧 化 铝 生 板结 而 影 响 电解槽 下 料 ; 另 一部 分 送至 净 化烟 道 排 出 。 经过试验证明 : 由于我们在设计 中将气缸排 出的废气分为两部 分, 分 别 引入 了密 封 良好 的料 箱 和 有 强 大 负 压 的 支炯 管 中 , 所 以 气 流 从 管 路 中 喷 出 时产 生 的 啸 音 受 到 了密 封 的 料 箱 和 烟 道 负 压 的抑 制, 消音 效 果 良好 。下 面 , 对 设 计 的各 部分 进 行详 细 说 明 , 见图 2 。
铝电解槽燃气焙烧技术的优化控制

2023年 10月下 世界有色金属11冶金冶炼M etallurgical smelting铝电解槽燃气焙烧技术的优化控制赵 鹏(中国铝业青海分公司电解厂,青海 西宁 810108)摘 要:随着铝工业的迅速发展,铝电解槽燃气焙烧技术的应用越来越广泛。
优化控制铝电解槽燃气焙烧技术对于提高能源利用效率、降低能耗、减少环境污染等方面具有重要意义。
然而,目前该技术在实际应用中仍存在诸多问题,需要进一步优化和改进。
本文以200-240kA电解槽为例,针对燃气焙烧方式存在的突出问题,在装炉标准、焙烧设备安装标准和升温策略等关键过程优化进行重点分析,列举关键措施,实现燃气焙烧的成熟应用。
关键词:电解槽;燃气焙烧;装炉;升温中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)20-0011-3Optimization Control of Gas Roasting Technology for Aluminum Reduction CellsZHAO Peng(Aluminum Corporation of China Qinghai Branch Electrolysis Plant, Xining 810108,China)Abstract: With the rapid development of the aluminum industry, the application of gas roasting technology in aluminum electrolysis cells is becoming increasingly widespread. Optimizing and controlling the gas roasting technology of aluminum electrolysis cells is of great significance for improving energy utilization efficiency, reducing energy consumption, and reducing environmental pollution. However, there are still many problems in the practical application of this technology, which require further optimization and improvement. This article takes the 200-240kA electrolytic cell as an example to focus on the prominent problems in the gas roasting method. Key process optimizations such as furnace installation standards, roasting equipment installation standards, and heating strategies are analyzed, and key measures are listed to achieve the mature application of gas roasting.Keywords: electrolytic cell; Gas roasting; Charging furnace; Heating up收稿日期:2023-08作者简介:赵鹏,男,生于1983年,汉族,青海海东人,本科,工程师,研究方向:企业管理及电解铝净化。
300KA级大型预焙铝电解槽的设计分析

300KA级大型预焙铝电解槽的设计分析300KA级大型预焙铝电解槽的设计分析1前言近年来,随着铝用途的推广、使用量的增加,电解铝工业迅猛发展,奔着节能降耗及节约投资的目的,目前国内两大轻金属设计研究院(贵阳院和沈阳院)相继推出了280KA、300KA、320KA、350KA 等单系列、高产能的大型预焙铝电解槽。
综观国内各大铝厂,新上项目以300KA的槽型居多,该型槽通过近三年的运行,经生产单位与设计单位的共同探讨,300KA预焙电解槽的槽型趋于成熟。
下面对沈阳院的两种300KA预焙电解槽和贵阳院的一种320KA预焙电解槽的设计构造作一对比分析。
2三种槽型设计现状2.1河南豫港龙泉铝业有限公司第一个系列二十万吨300KA预焙电解槽是沈阳院推出的第一代300KA槽型。
其特点是双面二十组阳极,五点进电、四点下料,电解槽侧部采用75mm厚的氮化硅结合碳化硅新型侧部砖块;阴极钢棒与阴极母线的连接采用钢铝爆炸复合块焊接;阳极导杆截面为200×180,阳极炭块为550×660×1550,其设计参数如表一:表一河南豫港龙泉铝业有限公司一系列300KA预焙电解槽设计参数名称单位数值电流强度 KA 300 阳极尺寸mm 550×1330×1550 阳极断面cm2 20×155×132=409200 阳极电流密度 A/cm2 0.733 槽膛平面尺寸mm 3880×14500 大面加工距离 mm 300 小面加工距离mm 420 槽膛深 mm 500 阳极升降速度 mm/min 75 阳极升降行程mm 400 升降电机功率KW 7.5 打壳间隔时间s 72 每次下料量kg 2×1.82.2河南豫港龙泉铝业有限公司第二个系列二十万吨300KA预焙阳极电解槽是沈阳院的第一代300KA预焙槽的改进型,依据第一代槽的运行状况,本系列做了如下改进:首先,下料系统由原常规设计的四点下料变为六点下料;其次,电解槽长侧板外焊接加强散热片;第三,电解槽侧部氮化硅结合碳化硅砖块厚度由75mm加厚为90mm;第四,人造伸腿加高;第五,槽膛加深;第六,超浓相输送管电解槽上未端部位增设排气装置;第七,阴极钢棒与阴极母线的连接采用铜铝复合片压接。
试论大型预焙铝电解槽炉底结壳成因及应对策略

试论大型预焙铝电解槽炉底结壳成因及应对策略摘要:日常维护和管理大型预焙电解槽,在铝电解生产工作中,是一件重要工作。
主要是对炉膛进行合理的管理,在产生过程中,要保持炉底的整洁,这是保证电解槽正常运行的基础工作,同时也是提升铝电解生产质量的关键部分。
一般情况下,铝电解槽中的材料和热收支在生产过程中应动态平衡。
但如果电解槽中的氧化铝没有发生溶解,而在炉底形成了沉淀,就会破坏电解槽中的材料与热收支的平衡,且还会影响到磁场的变化,长期处于这种情况,电解槽就会发生一些问题,出现问题槽和病害槽的情况,这很容易导致事故。
关键词:大型预焙;铝电解槽;炉底结壳1铝电解槽炉底沉淀结壳的成因1.1电解槽热场不合理电解槽热场不合理主要有的原因是设计的不合理与运行电流强度的不合理,对炉底形成结壳有着重要的影响。
其根本是电解槽热收入小于热支出,电解质和槽底混合物凝固沉淀在阴极表面上越来越多,不能及时熔掉,越来越厚,形成坚硬的结壳层。
在好的电解槽热场中,底部内衬的900℃等温线要在阴极炭块层的下面,否则炉底温度过低则不利于熔解物料,形成沉淀引起结壳。
1.2氧化铝浓度偏大尽管现在电解槽方面提升使用了智能控制技术,能够把氧化铝的浓度管控在较低的范围,使其在生产过程中的氧化铝不产生沉淀,但是行业目前的系列运行基础数据的采集自动化、智能化与作业机械化、精细化的限制,在生产过程中如换极、填加覆盖料、处理堵料、处理结包等作业,仍有大量的过剩物料进入电解槽中,电解质未能及时全部溶解,沉积在电解槽的底部,慢慢的形成炉底结壳。
1.3分子比过低在铝电解生产中,需要特别注意的技术控制参数是分子比。
过低的分子比电解质会因为初晶温度较低而处于低温状态的情况,导致电解质粘度较大,电解质流动性变差,导电能力减小,会影响氧化铝的扩散以及溶解速度,没有及时进行溶解的氧化铝会因冷凝会沉积在电解槽的底部,慢慢地就会由沉淀转化成在的炉底结壳。
1.4电解质水平较低电解质对于电解铝的生产来说有着十分重要的作用。
铝电解多功能机组的改进

新型铝电解多功能机组的改进设计*张云伟(中国有色(沈阳)冶金机械有限公司铝设备设计研究所,辽宁沈阳110141)[摘 要]针对铝电解多功能机组在生产过程中出现的问题,基于拓展功能、改进创新的设计思想,从机械设计的角度进行分析研究,制定主要机械结构及参数的改进措施。
经过近两年的运行,实践证明,改进后的铝电解多功能机组在设计上是成功的,并具有良好的社会效益和经济效益。
[关键词]电解;铝电解多功能机组;预焙阳极电解槽[中图分类号]TH2151022 [文献标识码]A [文章编号]1003-8884(2009)05-0011-06Improved Design of New Aluminum Electrolysis Multifunctional UnitZHANG Yun -wei(Aluminum Equipment Design and Research Institute,NFC(Shenyang)MetallurgicalMachinery C o.Ltd.,Shenyang 110141,China)Abstract:Considering the problem occurred in the aluminum electrolysis multifunctional unit operation,based on the idea of developing function and improving design,makes analysis from the perspective of mechanical de -sign,the article establishes the improvement measures of main mechanical structure and para meters.B y two years operation practice,the improved aluminum elec trolysis multifunc tional unit design is proved to be success -ful,obtains good social and economical benefits.Key words:electrolysis;aluminum electrolysis multifunctional unit;pre -baked anode reduction cell[收稿日期]2009-04-21 [修回日期]2009-09-14[基金项目]本文课题为中国有色(沈阳)冶金机械有限公司2006年科技研发项目(2006104069),2008年通过中国有色金属协会的科技成果鉴定,同年获中国有色金属工业科学技术奖一等奖.[作者简介]张云伟(1956-),男,辽宁新民市人,高级工程师,大学本科,中国有色(沈阳)冶金机械有限公司制铝设备学科带头人,从事制铝设备项目机械设计工作.0 前言铝电解多功能机组是大型铝电解生产的机械化专用操作设备,承担着辅助大型预焙阳极铝电解槽规模化生产作业任务,该机组是集打壳、加料、更换阳极及测高装置、清理阳极铲、出铝等功能为一体的机械、液压、气动、电气控制的高科技产品,可以使电解铝生产从根本上摆脱繁重的体力劳动,极大地改善操作环境和作业条件,减少设备种类和台数,提高设备使用效率,实现高效、安全、人性化作业的现代化生产。
大型预焙电解槽下料、打壳气缸消音系统改进-2019年文档

大型预焙电解槽下料、打壳气缸消音系统改进前言目前大型预焙电解槽的下料方式都采用中心下料的方式,其打壳装置大多采用QGW-1A 125*550( 160*650 )型气缸,气缸换向后的废气经过消音器直接排放到大气当中。
这种废气排放的设计在使用过程中存在很多问题:第一:消音器容易损坏和堵塞并且气缸工作时油污很大,消音器堵塞后无法清洗修复,增加了设备的维修量和维修成本,严重时影响气缸的运行速度,造成打壳无力、锤头烧损等问题,对电解生产影响较大。
第二:消音器效果不佳,在电解生产现场产生较大的噪音污染及噪音伤害,对生产车间作业人员的身体健康有着严重影响。
第三:打壳气缸动作时,会对在槽上进行维护检修的人员造成噪音及气流冲击的人身伤害。
第四:排出的废气无法利用,造成了气源的浪费和环境污染。
本文提出一种新型的电解槽气动元件排气消音系统,以求解决上述问题。
1电解槽打壳系统元件的组成和工作原理1.1电解槽打壳系统元件的组成电解槽打壳系统主要由打壳气缸、气控柜、电磁换向阀、缸头换向阀、截止阀和排气消音器等元件组成。
1.2打壳系统的工作原理电解槽需要打壳下料时,由操控机发出命令,控制气孔柜内一个两位三通的电磁换向阀进行换向,换向后压缩空气经过电磁换向阀被送到气控换向阀的控制气口,控制打壳气缸进行换向,从而实现气缸的气路切换。
气缸动作时,气缸有杆腔内废气通过排气消音器直接排放到大气中,气动原理图见图1。
2改造方案通过对现场情况的分析,我们制定了将电解槽上6 台气缸排出的废气通过一条管路集中收集,然后排放到烟道当中的改造方案,即:废气集中烟道排出式。
3设计思路3.1将气缸换向时排出的废气分为两部分排出:部分送至氧化铝料箱,使氧化铝沸腾,避免氧化铝产生板结而影响电解槽下料;另一部分送至净化烟道排出。
经过试验证明:由于我们在设计中将气缸排出的废气分为两部分,分别引入了密封良好的料箱和有强大负压的支烟管中,所以气流从管路中喷出时产生的啸音受到了密封的料箱和烟道负压的抑制,消音效果良好。
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2 原设计打壳 系统存在 的问题
原设计打壳系统存在的问题主要为绝缘易被破 坏 和锤 头 粘 连 严 重 ( 1 图 2 。特 别是 粘 连严 重 图 、 )
图 1 原有打壳系统的粘连现象 1
密切相关的电解槽打壳系统 的设计研究 明显滞后 , 仍处在 10k 6 A级槽型的水平平有很大的差距 。 大型预焙铝电解槽打壳系统由打壳气缸、 锤杆 、 锤 头 、 缘 材料 、 缩 空 气 管路 等 组 成 , 绝 压 主要 作 用 是 在每次下料前能够有效地打开下料 口, 使氧化铝粉 能顺 畅的进 人到熔 融 电解 质 中进 行 电解 生 产 , 保 是 证 铝 电解 平稳 生 产的关键 环 节之一 。原设计 打壳 系 统在生产过程中存在 打壳气缸故 障率高, 化锤头和 锤头粘连情况严重 , 致使下料不通畅 , 效应难控制, 影 响 铝液质 量 和平稳 生产 。因此有 必要对 打壳 系统 进 行研 究改 进 。
mae ilc a gn f s l e n h r d cin e i in y w s i r v d t r h ri g Wa o v d a d t e p u t f ce c a mp o e . a t o o Ke o d y W r s:ee toyi el r s r a e y t m;i r v me t l cr lt c l ;c tb e k rs se c u mp o e n
1 引言
近 十年来 , 国电解铝 工业 发展迅 猛 , 我 电解 铝技 术也 有着 快速 的发 展 , 在槽 容 量 、 阴极 结 构 、 三场 ” “ 设计 、 控制 技术 等方 面研究 开发 了多项 技术创 新 , 目
前 主流槽 型 已达 4 0 k 0 A级 。但 对 与 电解 生 产 实 践
( ̄ zo rnho hn lmn m C roai t. L nhu7 00 C ia I nh uBac f i Au iu o r o Ld , azo 30 0,hn ) C a p tn
Ab ta t h o g h l miu ee toyi elc u tb e k r s s m e e r h a d i r v me t e e ln y tm s r c :T r u h te au n m l cr lt c l r s r a e y t r s a c n mp o e n ,a n w s ai g s se c e wa e in d a d fb c td t e u e t ec s b e e i r n h d e in t r s ra e .T e p o lm fu s oh s d s e n a r ae Or d c h r t r a rf l e a d t e a h s o cu t e r h r be o n mo t g i u k au o b k
第3 4卷第 5期
21 0 2年 1 0月
甘
肃
冶
金
V 1 3 No 5 o. 4 .
O t 2 1 c ., 0 2
CANSU METALLURGY
文 章 编 号 : 7 - 6 (0 2 0 -130 1 24 1 2 1 )50 0 -3 6 4
大型 预 焙 铝 电解 槽 打 壳 系统 的 改进
的问题一 直是铝 电解 生 产实践 中迫切 需要 解决 的 问
题, 锤头严 重 的粘 连既 影响 了下料 通畅 , 由于下 料 也
口增 大 , 加 了 电解 槽 的热损 失 。 电解 工 需 不定 时 增
的将粘连打掉 , 耗费人力 , 打粘连时会使打壳气缸受 到撞击 , 增加打壳气缸故障。锤头严重 的粘连经常 使锤头被下料 口卡住 , 致使化锤头, 氧化铝无法顺畅 进入熔融电解质中, 影响铝液质量, 增加打壳气缸故 障, 造成电解生产波动。为解决这些问题 , 保障电解 槽的平稳生产 , 我们对原设计打壳系统进行改进 , 研 究开 发 一 套 新 型 的 打 壳 系 统 , 面 解 决 了大 型 预 全
屈 毅
( 中国铝业兰州分公司 , 甘肃 兰州 7 00 ) 3 00
摘
要: 通过对铝电解槽打壳系统 的研究和改进 , 设计制作 了新型密 封性打壳 系统 , 减少 了打壳气 缸故障 , 减少 了
锤 头粘 连 , 解决了下料不通畅的问题 , 提高了生产效率 。 关键词 : 电解槽 ; 打壳 系统 ; 改进
中 图分 类 号 :F 5 . T 3 15 文 献标 识 码 : B
I p o e e to u tBr a e y t m fLa g e b k d An d l m r v m n fCr s e k r S se o r e Pr - a e o e Cel Q i uY