技术|影响铝电解槽下料次数的几个因素

发布时间: 2020-09-22 00:58:26 作者:中商

现代预焙槽大多采用中间点式下料添加氧化铝技术,该技术借助于监测电解槽的准电阻来实现控制,其基本原理是准电阻随氧化铝浓度的变化而改变。


氧化铝加料方式按照加料速率基本分为三种:欠加料、过加料及正常加料,分别以每分钟添加的氧化铝质量作为区分,过、欠加工以一定的时间间隔进行周期性转换,以此控制电解槽连续生产所需的氧化铝浓度在(2±0.5)%之间。




当槽内氧化铝浓度下降至计算机设定的下限值1%时,电解槽即可能因缺料导致发生阳极效应,单槽电压立即上升至28~30V左右,使电解质温度升高,同时增加槽铝的损失及直流电消耗。


若槽内氧化铝浓度长时间高于正常值,则多余的氧化铝会以沉淀的形式沉入槽底,引起反应层电阻升高,氧化铝单耗偏高,炉底压降升高等问题,导致生产成本上升。


因此,控制氧化铝浓度对铝电解生产十分重要。


工况条件下无法直接实时测定槽内氧化铝浓度值,生产工艺管控人员都是通过监控计算机统计的氧化铝下料次数和槽电压曲线变化情况来判断和控制氧化铝浓度。


因此,合理的下料次数与电解槽的平稳生产及电流效率高效稳定是紧密相关的。本文通过试验方式探究影响铝电解槽下料次数的几个因素,供企业参考。


1、下料次数与电流效率成正比关系


电解槽下料次数的多少,间接反映电流效率的高低。对长时间平稳高效运行的电解槽而言,下料次数多,说明电解质中的氧化铝溶解并参与电化学反应的速度较快,同时产生的原铝也较多,即电流效率高。


反之,下料次数少,说明氧化铝发生电化学反应速度慢,电流效率低。即电流效率与下料次数基本成正比例关系。


2、240kA铝电解槽下料次数的正常范围


通常情况下,各电解槽由于电流强度、定容下料器的容量、电流效率的高低各不相同,下料次数也会相应有所不同,根据已有的研究,过程控制较好的氧化铝加料次数:欠加料周中氧化铝加料速度为氧化铝消耗速度的75%,在欠加料时,氧化铝的加料速度低于电解消耗速度的50%时,电解槽是不稳定的。


某公司电解系列电流强度为241kA,每个定容下料器容量为1.8kg,每次有两个定容下料器同时下料,氧化铝单耗按1930kg计算,则93%、94%、95%的电流效率分别对应的氧化铝消耗量为3484kg、3521kg、3559kg。


每天由于换极、扎边等工序进入槽内的氧化铝大约有150kg,所以由料箱进入电解槽的氧化铝分别为3334kg、3371kg、3409kg,每次下料为3.6kg,所对应的下料次数分别为926次、936次、947次。


考虑到定容下料器或多或少存在一定偏差,每次下料可能多于或少于3.6kg,所以正常下料次数大致应在910~960次之间,具体数据见下表。


表1正常电流效率对应的氧化铝下料次数统计




日常电解槽管理过程中经常出现部分槽的下料次数不在正常范围内的现象,通过对生产现场的跟踪分析,主要表现为下料次数偏高和下料次数偏低两种情况,在明天的连载文章中我们再对这两种情况进行具体阐述,欢迎继续关注!