提高铝电解电流效率研究

摘要

电流效率的研究，虽然国内外已很多，但大多数的研究都是实验室数据，或者在一些相对落后的槽型上取得的。由于电解技术不断发展，尤其先进的190kA大型电解槽，它的母线配置、进电方法、内衬结构都发生了很大的变化，需要准确得出温度、极距、氧化铝浓度对电流效率的影响。本课题以山西关铝190kA预焙槽为研究对象，深入研究了生产实践中影响电流效率的各种因素。 铝电解电流效率是个多变量参数，电流效率的提高与控制水平、工艺制度、操作技术等紧密相关，它不仅仅受槽温、氧化铝浓度、极距、磁场设计、操作等单项影响，更重要的是各技术条件及操作水平要相互配合，相互适应，且稳定保持。本文首先对电解槽的炉膛结构、温度、极距、氧化铝浓度、分子比等各种参数对电解槽电流效率的影响进行了研究，得出炉膛对电流效率的影响为2.1-4.3﹪；极距在4.0-4.8cm之间电流效率平稳上升，超过4.8cm时将略有下降。其次对各个参数的变化而引起其它参数的变化进行了研究。最后对各操作方式对各参数的影响进行了量化，得出电解槽在规整、坚固的炉膛的条件下，190kA预焙电解槽合理的技术条件为：铝水平为19-21cm、电解质水平18-20cm、分子比2.3-2.4、槽平均电压4.19v、极距4.0-4.8cm。在操作方面，换极对槽温的影响为6-8℃，使氧化铝浓度增大0.7-1﹪，对阳极换极时进行温度补偿改进，并利用出铝后电压的变化调整铝水平与炉膛的适应性。提出了极距与电流效率曲线和试验槽的热稳定性有关等观点。 在上述研究基础上，对电解技术条件进行全面优化，提高电解槽运行的稳定性，使各参数都能合理控制在一定范围，朝着有利于电流效率提高的方向发展，190kA电解系列电流效率达到了94.12﹪，比技术改进前提高了1.22﹪，达到了国内领先水平。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

第二章本研究的目的和内容

2.1本课题研究的意义

2.2本课题研究的目的

2.3本课题研究的主要内容

第三章试验方法

3.1试验电解槽的选择

3.2试验原料及其性能要求

3.3电流效率的测定方法

第四章生产实践中影响电流效率因素的研究

4.1生产实践中各参数对电流效率的影响

4.1.1炉膛对电流效率的影响作用

4.1.2温度对电流效率的影响

4.1.3极距对电流效率的影响

4.1.4氧化铝浓度对电流效率的影响

4.1.5分子比对电流效率的影响

4.1.6电流密度对电流效率的影响

4.1.7添加剂对电流效率的影响

4.1.8铝水平、电解质水平对电流效率的影响

4.1.9阳极对电流效率的影响

4.1.10小结

4.2各技术参数之间的相互影响

4.2.1氧化铝浓度对其它参数的影响

4.2.2炉膛、铝液高度、槽电压之间的相互影响

4.2.3电解质温度、分子比、过热度之间关系

4.2.4槽电压、分子比、电解温度关系

4.2.5槽电压、电流效率、电耗关系

4.2.6阳极效应系数对槽温的影响

4.2.7电解质成分对Al2O3浓度的要求及对炉膛的影响

4.2.8预焙阳极质量对槽电压影响

4.2.9 小结

4.3操作对电解槽各技术参数的影响

4.3.1换极对电解槽参数的影响

4.3.2下料对槽温的影响

4.3.3出铝对电解参数的影响

4.3.4小结

第五章提高电流效率的技术改进

5.1原材料的选用

5.1.1阳极块质量的选用

5.1.2 Al2O3选择

5.2相关操作技术改进

5.2.1阳极更换时进行温度补偿

5.2.2确定最佳阳极效应系数和熄效应时间

5.2.3改进AlF3添加方法

5.3确定最佳电解温度

5.4利用炉膛、铝水平、电压的关系确定最佳铝水平

5.4.1最佳铝水平的确定原则

5.4.2炉膛与铝水平不匹配的主要表现

5.4.3利用出铝后电压变化调控最佳铝水平与炉膛相适应

5.5利用炉底压降、槽温、电压对电解槽稳定性的调控

5.5.1电解槽内热量和物料平衡的相互影响

5.5.2炉膛对电解槽热平衡物料平衡的调节作用

5.5.3槽电压对电解温度的稳定性调节

5.5.4根据炉底压降、槽温、电压之间的变化规律调整电解槽的平衡

5.6整体运行效果

5.7 小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文