一种铝电解槽低电压运行的热平衡控制方法

摘要

本发明提供一种铝电解槽低电压运行的热平衡控制方法，该方法是通过控制槽温、电解质、铝水平、下料量和突发效应系数，观察电解槽的电解质粘度、炭渣分离情况，火眼卡堵情况，判断槽况的冷热趋势，确定出压铝量，出压铝量为增大出铝量、或减小出铝量；确定单槽出铝量的选定为2200～2500kg；根据槽况的冷热趋势，进行电压的微调，趋于冷趋势的电解槽，电压可上升10-50mv；趋于热趋势的电解槽，电压可下调10-20mv；控制好出铝的出压周期，出铝的出压周期控制在7-10天，防止出铝的出压周期时间过长，引起槽况冷热幅度的变化。本发明使电解槽保持了良好的热平衡，从而提高了电流效率，降低吨铝直流电耗，增加经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种低电压铝电解生产的方法，特别是一种铝电解槽低电压运行的热平衡(电解槽热收入和热支出的平衡)控制方法。

背景技术

近几年来，由于电价高走，铝电解生产降低电耗成为众多厂家追逐的目标。受限于国内的原材料质量普遍不高，电流效率的大幅提高成为一种奢望，低电压就成了一种较为普遍的选择，它是降低吨铝直流电耗的最快捷、最有效的手段之一。

生产实践证明，低电压铝电解生产可以有效地大幅降低电耗，提高电能效率。但是，低电压铝电解生产带来的低能量输入支撑起来的电解槽热平衡状态显得较为脆弱，改进工艺操作模式显得格外重要。一般的厂家在降低电压的同时，会普遍提升一部分电流用于补偿能量输入的下降。根据电热平衡计算，降低100mv，对于300KA应强化15KA左右，400KA系列应该强化20KA左右。但是，众多厂家由于受客观条件的限制，大幅提高电流较为困难。有的受限于阳极高度；有的受限于槽龄较老；有的供电设备或线路无法满足等等。

于是，低电压运行就出现热量输入不足的种种特征：①当槽温低，电解质低，效应系数增加，电解槽中缺少氧化铝里时易发生突发效应，此时电解槽不工作，需打壳下料，插入效应棒到电解槽铝水中，使铝水飞溅到阳极上造成顺时短路，效应熄回；②电解质发粘，碳渣不易分离；③电解质收缩，并且面壳粘带电解质现象明显；④槽温易盘桓于低位，并且很难提高；⑤铁硅含量容易失控，在电解槽生产中，原料中都含有少量的铁硅，一般都熔解在铝水中，收缩在侧部炉帮里，一旦电解槽趋于热行程，炉帮熔化，铁硅出来，就要溶解在铝水中，引起原铝质量的下降；⑥卡堵锤头现象增多，当电解槽处于冷行程时，电解质发粘、溶解氧化铝能力降低，易出现打壳下料口锤头卡堵；⑦下料量居高不下，槽子冷时，氧化铝溶解不了，计算机判断电解槽缺料，下料量增大，槽子趋热时，炉帮熔化，下料量减小，电流效率明显下降。

通过长时间的实践，我们发现：在低电压运行状态下，出铝量和电压调整的不合理，极易使电解槽趋于冷、热行程状态，并且调整到良好的热平衡状态，周期较长。根据电解槽技术条件的变化及槽况运行状态，选择适宜的出铝量和出铝周期及电压的小幅调整，对保证电解槽的热平衡尤为重要。

发明内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种电解槽热收入和热支出平衡的能降低生产电耗的一种铝电解槽低电压运行的热平衡控制方法。该方法是以出铝调整为主线，以电压微调为辅助，保证电解槽良好的热平衡；实验时采取二四一的出铝模式，二四一的出铝模式是在车间两个工区进行出铝量的调整，一个工区增大出铝量，电压下调保持在3.85-3.90v之间，另一个工区减少出铝量，电压微升保持在3.90v-3.92v；采取单槽四个出铝量：2200kg、2300kg、2400kg、2500kg；按一个月的周期进行调整的运行模式。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种铝电解槽低电压运行的热平衡控制方法，该方法是由如下步骤实现的：

第一步、通过控制槽温、电解质、铝水平、下料量和突发效应系数，观察电解槽的电解质粘度、炭渣分离情况，火眼卡堵情况，判断槽况的冷热趋势，确定出压铝量，出压铝量为增大出铝量、或减小出铝量；

第二步、确定单槽出铝量的选定为2200～2500kg；

第三步、根据槽况的冷热趋势，进行电压的微调，趋于冷趋势的电解槽，电压可上升10-50mv；趋于热趋势的电解槽，电压可下调10-20mv；

第四步、控制好出铝的出压周期，出铝的出压周期控制在7-10天，防止出铝的出压周期时间过长，引起槽况冷热幅度的变化。

进一步，所述的单槽出铝量的选定为2200kg或2300kg或2400kg或2500kg。

本发明的积极效果：

1、本发明是以出铝调整为主线，以电压微调为辅助，保证电解槽良好的热平衡；采取二四一的出铝模式，二四一的出铝模式是在车间两个工区进行出铝量的调整，一个工区增大出铝量，电压下调保持在3.85-3.90v之间，另一个工区减少出铝量，电压微升保持在3.90v-3.92v；采取单槽四个出铝量：2200kg、2300kg、2400kg、2500kg；出压铝量按一个月的周期进行调整的运行模式，保证了电解槽的热平衡。

2、本发明通过采取二四一的出铝模式，在一个车间两个工区进行出压出铝量和电压微调，使电解槽保持了良好的热平衡，从而提高了电流效率，降低吨铝直流电耗，增加经济效益。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

表1是以320KA铝电解槽在2010年7月的实验为例，说明本发明的控制方法：

从表1中可以看到，2010年7月初，电解二车间一工区下料量月均4817kg较二工区下料量月均多87kg，硅含量0.79％较二工区-0.01％，结合现场槽况，一工区电解槽电解质发粘，闪烁效应增多(闪烁效应是当槽温低时，电解槽缺料来的瞬时效应)，卡堵火眼频繁，说明一工区电解槽处于微冷行程，需增大出铝量，微升电压减少热损失，而二工区槽况趋于微热，需采取减少出铝量，微降工作电压，控制电解槽不走入热行程，通过采取二四一的出铝模式，7月份，一工区平均出铝量2385kg较二工区多25kg，减少了电解槽的热损失；一工区平均电压微调至3.91v较二工区高0.017v，增加电解槽的热收入；针对二工区电解槽处于微热行程，采取减少出铝量和微降电压调整措施，保证二工区良好的电解槽热平衡。

实施例2

表2是以320KA铝电解槽在2010年8的实验为例，说明本发明的控制方法：

从表1中可以看出，一工区7月份出铝量的增大，电流效率较高，进入8月份，从表2可以看出，该槽日均下料量4710kg较7月份-107kg，硅含量较7月份高0.01，现场观察，电解槽中电解质发亮，效应滞后，处于微热状态；而二工区电解槽日均下料量4854kg较7月份多124kg，硅含量0.78较7月份-0.02，处于微凉状态，按照二四一的出铝模式，一工区减小出铝量月均2355kg，较7月份-30kg，电压下调月均3.888v较7月份低0.022v，控制了电解槽趋热状态，二工区增大出铝量，电压微升，防止电解槽走入过冷状态，通过出铝量和电压的调整，保证了电解槽良好的热平衡。