浅谈300kA预焙电解槽的技术优化控制

铝电解专业技术总结

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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。同样，阴极电流分布不均时可使阴极自身温升差异大从而使阴极产生裂纹而造成电解槽的早期破损。

1.2 启动过程管理

当炉膛温度达到900℃以上，电压在2.5v以下，中缝区域电解质

高度达到10cm-15cm时，电解槽具备启动条件。启动时提升阳极，极距可在启动初期一次性提升至4cm以上，槽电压控制在7.0v-7.5v，利用电解槽阴、阳极之间产生的电弧将冰晶石（电解质粉）熔化成液体电解质，整个过程中初步提升阳极，保证极距在16cm以上，槽电压控制在7.5v左右，整个过程保持零效应。

在 300 kA系列采用新型法电解槽启动过程中，抬电压是关键。抬电压时必须在 3min-5min内电压抬到 7. 0v-7.5v,否则就有脱极的危险。电流分布的测量是顺利启动的关键，若相邻阳极的电流分布值超过 2倍，则应该采取分流或降温的方法进行处理。

300kA系列电解槽，在启动过程中要密切注意槽底的变形情况。若槽底隆起比较严重，则抬电压速度达不到使用要求，而且其脱极的几率也随之增加，灌电解质时要注意电解质的渗漏现象。

我公司电解槽采用此种技术启动时，各项指标均较优，未出现电解槽早期破损、电压波动等现象。

1.3 启动后期管理

因初期设定电解槽的运行电压控制在3.85v，能否将电压顺利的降至3.85v是工作的关键，为此对电解槽各项技术参数的匹配要求较高。降电压过程中，电解槽的稳定性是衡量电压能否顺利下降的关键指标，故提高电解槽的稳定性尤为重要。各项指标的控制均以提高电解槽稳定性为最终目标，此过程中千万不可考虑电解槽的经济指标。

经生产实践，制定以下参数控制要求，按照此种方法对电解槽进行启动后期管理，可顺利的将电压降至3.85v。

（1）启动时间与设定电压及分子比关系表2。在此种控制过程中，

高分子比控制即有利于电解槽的稳定性，又满足了电解槽前期建立高质量炉帮的需要。

表2 启动时间与设定电压及分子比关系表

时间

1d 2d

3d～9d

10d～

13d

14d～

25d

26d～

34d

35d～

40d

41d～

50d 启动8h

8h～

16h

16h～

24h

灌铝

电压控制7.2～

7.8

7

6.2～

6.6

6.0～

6.3

5.5

5～

4.38

4.33～

4.18

4.16～

3.94

3.93～

3.85

3.85 3.85

100mv/

天

50mv/

天

20mv/

天

10mv/

天

分子比

不低于2.85 2.78～2.85

2.65～

2.75

2.55～

2.65

2.45～

2.55

（2）启动时间与效应控制关系表3。槽温的控制主要把握效应控

制，在电解槽降电压过程中由于新启动电解槽初期无电解质结壳建

立起来的炉膛保温，散热量很大，且前期内衬吸热，电解槽热支出

较大，再加上电解质分子比高，其初晶温度也高，需要较高的效应

系数维持槽温，保证合理的过热度。

表3 启动时间与效应控制关系表

时间

1d 2d

3d～

10d

11d～

21d

22d～

31d

32d～

34d 启

动

8

h

8h～

16h

16h～

24h

灌铝（9t）

效应控制

无效应保持

控第一个效

应

24h

36小

时

72h 120h （3）在阳极钢爪不浸入电解质时，尽量将电解质水平控制在上

限。这样有利于电解质温度的稳定及溶解氧化铝的能力，尽量减少

沉淀，同时建立炉帮需要大量电解质。

（4）新槽启动24小时开始灌铝，第一次灌铝量控制在9t，灌铝后铝水高度在13cm左右。保持3天左右后，铝水高度达到17cm时，开始出铝，出铝量控制在2t左右。在设定电压未降至3.85v时，铝水就控制在16cm～17cm，具体效率在因槽而定。

2.生产期管理

在低电压生产的要求下，电解槽的控制也在细微的发生着变化，需要控制人员在思想上发生转变，我在300KA电解槽在实际生产中，初步摸索出了一套适用的控制方法，取得了较好的成绩。

2.1炉膛控制思路的加强

规整的炉膛是电解槽低电压稳定运行的保证。在探索发现中，炉膛的好坏对电解槽的稳定有极大的影响。规整的炉膛包括合理的炉帮厚度、适中的伸腿、干净的炉底。其中优秀的炉帮厚度及伸腿，可有效的规整电流走向，对提高电流效率有明显作用。而干净的炉底可有效的降低炉底压降，对电压的降低起来至关重要的作用。启动后期管理主要是保证炉帮的质量，而后期生产中伸腿和炉底情况则是控制的重点。

炉底压降是阴极材料上产生的压降，一部分是生产过程中沉积在阴极表面上的沉淀结壳产生的压降，降低炉底压降需要一个过程，需要各项技术条件的支持和匹配，对于已投产的电解槽，只有从优化工艺技术条件去解决。

（1）控制好电解槽的热平衡，合理保持两项水平和槽温过热度。热平衡保持的是否合理对炉底压降有直接的关系，两水平、槽温和过热度是保持热平衡的关键，如果炉帮减薄，炉膛变大，水平电流

就会增多，炉底就容易产生结壳，从而使炉底压降增大。只有保持相对较小的过热度才能增加炉帮厚度，减小水平电流，使炉底压降降低。

（2）提高换极质量，及时掌握炉底状况。严格控制换极过程，尽量避免大量氧化铝进入电解槽内，另外，通过换极对炉底的结壳人工进行清理，并定期对槽的烟道端沉淀和结壳进行处理，降低了炉底压降。

（3）保持合理的电解质高度。电解质高度对炉底影响极大，要保证良好的炉底情况，电解质高度不可低于16cm，否则控制难度较大。

2.2 工艺技术条件的保持和优化

（1）保持槽内在产铝量的基本稳定。铝水平是电解槽稳定运行的关键，铝水平主要的作用是削弱磁场和侧部散热，只有磁场的稳定才能使槽电压稳定，对于低电压控制的普通电解槽，铝水控制在出铝前20cm～21cm为宜。

（2）稳定电解质成分和高度（不低于16cm），使槽温在较小的范围内波动，确定合理的过热度。经过实践发现电解槽槽温宜控制在960℃～965℃，分子比控制在2.38～2.48之间，电解槽的稳定较高，过热度在5℃～15℃，电解槽效率和电压取得了较好的匹配，能耗较低。

（3）氧化铝浓度控制算法的优化。控制理念是采用以过量为主的低窄氧化铝浓度控制策略，将氧化铝浓度转换系数改为-2，波动范围变小，便于正常槽况的控制。出铝、换极等特殊作业控制策略优化，由于出铝、换极、抬母线等特殊操作均对电解槽的物料平衡和热平衡产生影响，极易引起电解槽针振、槽温升高、氧化铝浓度

忽高忽低。为此针对不同的特殊操作，对控制算法进行了优化升级。

（4）降低阳极效应系数。效应电压在日常生产中所占得比重也是不小的，效应偏多的主要原因是技术条件匹配和打壳下料机构和控制系统出现问题，降低效应系数从下面几个方面进行: ①制定细致的效应考核制度，落实到人。特别是出现堵料、机械故障未及时发现的问题进行考核，尽可能的减少突发效应。②控制好电解槽的热平衡，保持合理参数匹配，减少“冷槽”形成的效应。关注电解槽的过热度，避免出现过热度太小的问题，使电解质对氧化铝的溶解能力减弱，从而使进入槽内的氧化铝沉入炉底，引发效应，以槽温和过热度为中心控制，就能减少这种效应。③提高槽控系统的灵敏度和控制精度。通过对控制算法的优化升级，使效应的受控率大大提高，使氧化铝浓度在可控范围之内。

2.3 操作质量的优化

（1）提高换极操作质量，为低电压控制打好基础。换极作业是电解生产的一项重要工作，低电压控制的极距变小，就要提高换极精度，减少新极装上后对电解槽的干扰。

（2）加强电解槽的保温工作。槽电压降低后，电解槽的输入能量减少，要保持其能量平衡，就要减少热支出，加强保温，否则电解质水平就很难保持。为此对整形工作提高了要求。

3.结语

按照此种控制的方法，鸿骏铝业300KA电解槽256台普通电解槽现运行情况较好，各项经济指标较为优秀，其中直流电耗可控制在12700 kwh/t·Al以下，氟化铝单耗低于17kg/t·Al。但需要我们清楚认识的是，一是在低铝水平、高槽温的控制下，电解槽的寿命必然受到一定的影响，电解槽的各项技术参数必须要随着电解槽槽龄

的增加，进行适当的调整，否则会面临电解槽的早期破损。二是电解槽从散热型向保温型过渡已经成为发展的必然趋势，但是筑炉材料未能及时跟上时代的发展，最终导致筑炉材料成了影响节能槽能否成功的关键因素。

参考文献：

（1）葛贵启等. SY300 kA 预焙电解槽焦粒焙烧工艺探索[J].轻金属, 2004（1）

（2）欧宝成等. 大型预焙槽阴极破损原因的探讨[J].轻金属, 2008. 4

作者简介：

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电解槽正常生产的主要技术参数

电解槽正常生产的主要技术参数铝电解槽经过焙烧、启动和后期管理之后进入正常生产阶段，正常生产阶段的电解槽是在规定的电流强度下进行生产的。其特征是：电解槽的各项技术参数已达到了规定的范围建立了较稳定的电热平衡制度，阴极周围的侧壁上已牢固的形成电解质－氧化铝结壳（俗称伸腿）构成了较好的炉膛内形，另外可看到阳极不氧化、不着火、阳极周围的电解质均匀沸腾，电解质与炭渣分离较好，阳极底下没有过量的沉淀，炉面结壳完整并覆盖一定数量的氧化铝保温。也就是说电解槽的正常生产是在一定的技术参数和常规作业制度的密切配合下实现的。 电解槽生产的技术参数是以电解槽的类型、容量和操作人员的技术水平而定。技术参数包括：槽工作电压、极距、电解温度、电解质成份（分子比）两水平、炉底压降、效应系数。 下面我们分别来讲各项技术参数在铝电解生产中的作用： 1、系列电流强度：每个电解系列都有额定的电流强度、额定的电压、与之对应 有一定的产铝量。额定的电流强度一经确定下来，尽可能保持恒定的电流强度不变，以保证整个电解系列生产的稳定性。 2、槽工作电压：电解槽的工作电压由阳极压降（约0.34V）、电解质压降（约 1.57V)、阴极压降(约0.36V）、母线压降（约0.20V)、极化电压（约1.70V）、效应 分摊电压（约0.10V）。只随氧化铝浓度的变化而稍有变化。 槽工作电压随生产操作而变动，但极化电压和母线压降变化较小，只随氧化铝浓度的变化而稍有变化。变化较大的是阳极压降、电解质压降和阴极压降这三项也是维持电解温度热量来源的电压。其中电解质压降时刻在变化，所以平时工作电压的高低在某种意义上来说就是电解质压降的高低。因而工作电压对电解温度有明显的影响过高或过低保持电压都会给电解槽带来变化。 1．槽电压过高保持不但浪费电能而且电解质热量收入增多，会使电解槽走向热过程，炉膛熔化、原铝质量受影响，并影响电流效率。 2．槽电压保持过低也不行，虽然最初因热收入减少可能会出现低温时的坏处，电解温度低，电解质会下缩产生沉淀的机会增多，而形成结壳会使炉底电阻增加而发热，由冷行程转为热行程。其结果的损失，可能比高电压时要大的多，槽电压过低还可能造成压槽、滚铝和不灭效应等技术事故，因而在生产中决定各种情况下的槽工作电压的保持一定要谨慎。正常生产的槽电压应该时稳定的，如果出现波动应该查明原因及时处理。 3、极距：通常所说的极距是指阳极底掌到铝液镜面之间的距离。它既是电解过 程中的电化学反应区域又是维持电解温度的热源中心，对电流效率和电解温度有着直接影响。

预焙阳极生产工艺流程

3.3 生产工艺 （1）工艺流程 图3-7 生产工艺流程图 （2）流程说明 电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、沥青和返回料（电解铝厂返回的电

解残极、焙烧碎料、生碎料）为原料。原料经破碎、筛分、配料，生产出生阳极，再经焙烧得到预焙阳极产品。 （1）原料贮运 预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф17?20m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。 （2）返回料处理 生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统，由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度，再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后，然后经斗式提升机直接送入料仓待用。焙烧碎料、残极碎料用于配料，生碎料进入混捏工段。 （3）液体沥青制备 由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎，送入沥青熔化罐内，用高温导热油间接加热熔化，经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф8?8m沥青保温贮罐内，单座贮罐贮存容量为400t。使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。 （4）生阳极制造 生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。 ①中碎筛分 本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。石油焦（或残极料）分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机（残极进入反击式破碎机）中碎后再重新筛分。12～6mm,6～3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。 粒度料有3种,为12～6mm、6～3mm、3～0mm,6～3mm、3～0mm的料除直接进入配料仓外,还有部分送经磨粉机磨粉成粉料。 生碎料在残极处理工段经两级破碎到20mm以下粒度后,经带式输送机,斗式提升机,直接运入生碎料仓使用。

第一章——现代预焙铝电解槽的基本结构—2

第二篇：铝电解生产的工程技术 1、现代预焙铝电解槽的基本结构 现代铝工业已基本淘汰了自焙阳极铝电解槽，并主要采用容量在160kA 以上的大型预焙阳极铝电解槽（预焙槽）。因此本章主要以大型预焙槽为例来讨论电解槽的结构。 工业铝电解槽通常分为阴极结构、上部结构、母线结构和电气绝缘四大部分。各类槽工艺制度不同，各部分结构也有较大差异。图1、图2分别为一种预焙槽的断面示意图和三维结构模拟图；图3、图4为我国一种200kA 中心点式下料预焙槽的照片与结构图（总图）。 图 1 预焙铝电解槽断面示意图 铝液 阳极炭块 电解质液 下料器 阴极炭块 电解质结壳 耐火与 保温内衬 钢壳 阴极钢棒 集气罩 阳极导杆 氧化铝 覆盖料 图2 预焙铝电解槽三维结构模拟图

图4 我国一种200kA 预焙铝电解槽结构图 1.混凝土支柱； 2.绝缘块； 3.工字钢； 4.工字钢； 5.槽壳； 6.阴极窗口； 7.阳极炭块组； 8.承重支架或门；9.承重桁架；10.排烟管；11.阳极大母线；12.阳极提升机构； 13.打壳下料装置；14.出铝打壳装置；15.阴极炭块组；16.阴极内衬 1.1 阴极结构 电解铝工业所言的阴极结构中的阴极，是指盛装电解熔体（包括熔融电解质与铝液）的容器，包括槽壳及其所包含的内衬砌体，而内衬砌体包括与熔体直接接触的底部炭素（阴极炭块为主体）与侧衬材料，阴极炭块中的导电棒、底部炭素以下的耐火材料与保温材料。 阴极的设计与建造的好坏对电解槽的技术经济指标（包括槽寿命）产生决定性的作用。因此， 图3 我国的一种200kA 预焙铝电解槽（照片） 13 1 2 3 5 7 11 10 8 4 6 15 14 12 16 9

离子膜电解槽技术文档

离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过，其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电，生成C1 2 ，从电解槽顶部放出，同时Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H + 放电，生成H 2 ，也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗；不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过，所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。 离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽：主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。 电极均为网状，是粗糙的可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。

从当前世界离子膜电解技术发展来看，采用自然循环复极式电槽、高电流密度、单元面积大型化、零（膜）极距是其方向，故本项目推荐采用自然循环高电流密度复极槽技术。 进口离子膜技术/电槽与北化机技术/电槽的技术性能比较 离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工[wiki]机械[/wiki]厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中，旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。- f1 v ^4 K n( J: h A．伍德及伍德诺拉电解槽特点: ?6 e4 P% U6 W ●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构，易于更换电槽，维修时间短，主装好的单元最长存放时间可达2年。 ●电槽单元的焊接由激光自动焊接，均匀，电流接触好，使用寿命稳定，有益于高电流密度下运行。- c) P1 Q9 A8 h+ c: F% ` ●电解槽材料使用好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积2.7 m2，操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。 ●系统设计报警连锁多，安全性考虑周到。 B．氯工程公司BiTAC®电槽特点 ●复极式电解装置，结构简单。1 p+ ` O8 m( `' C9 ? ●电极波浪式结构，电解液分布和电流分布较均匀，较低的电压降，功率消耗低，高电流密度操作。; \' ]5 z* p- V7 z* |1 @ ●操作压力低，溢流式，操作较安全 ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积3.276 m2，操作电流密度一般5~6KA/m2适于高电流密度下运行。. E7 t) p$ e0 w$ o2 D! F3 O- k C．日本旭化成复极NCH型电解槽特点 旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术，以及离子交换膜的公司。 ●电槽板框为压滤机型（由许多单元槽串联组成），独立组成供电线路。" F2 B. i6 E( y( y% T ●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。( G6 f/ m9 X1 K4 Z! f ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。* u3 R) s. v3 I8 s+ o3 y' r. M; j1 x/ k ●单元面积2.7m2，适于的电流密度 4.5~5.5KA/m2。

铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望

铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望摘要：本文主要是对电解铝工业生产中的主要设备——电解槽的相关介绍，重点讲述预焙阳极电解槽的相关技术参数、指标、工艺等指数。其后介绍现代关于铝电解槽的新工艺、新设备。 关键词：电解槽预焙阳极阳极炭块阴极炭块 电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 abstract: this article is mainly to the aluminum industrial production of main equipment-electrolytic cell related introduction, focuses on pre-baked anode cell related technical parameters, index, craft index. Introduced by modern about aluminum cell of new technology, new equipment. Key words: pre-baked anode cell anode block cathode carbon blocks Aluminum electrolytic aluminum is through get. Modern aluminum industrial production adopts BingJingShi-alumina melts salt by electro-dialysis. Molten BingJingShi is solvent, alumina as solute, with carbon body is used as an anode, liquid aluminum as a cathode, ventilation with powerful dc, in 950 ℃-970 ℃, the poles in the electric in the electrochemical reactions, both electrolysis. 1 预焙阳极电解槽的介绍 电解槽是电解炼铝的核心设备，一百多年来铝电解槽的结构有了许多改进，其中以电解阳极的变化最大。其经历的顺序大致是：小型预备阳极→侧部导电自焙阳极→上部导电自焙阳极→大型不连续预焙阳极→中间下料预焙阳极。 预焙阳极电解槽 该电解槽由阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分组成。 1.1 阳极装置 它包括三部分：阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构 1.1.1 阳极炭块组 预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2～3块预制炭块。炭块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块紧紧地黏在一起，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊与钢爪焊在一起的。铝导杆通过夹具与阳极母线大梁夹紧，将阳极悬挂在大梁上。炭块组数取决于电解槽的电流强度、阳极电流密度以及炭阳极块的几何尺寸。如180KA预焙槽，若阳极电流密度为0.7A/cm2左右，阳极规格为1520*585*535（mm)，即可算出阳极炭块为30炭。 1.1.2 阳极母线大梁 阳极母线大梁承担着整个阳极的重量，并将电流通过阳极输入电解槽。它由铸铝制成，由升降机构带动上下移动，以调整阳极的位置。 1.2 阴极装置 它由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。 1.2.1槽壳 铝电解槽的槽壳是用钢板焊接，或铆接而成的敞开式六面体。分为有底和无底槽壳；并有背撑式和摇篮式两种。目前多采用有底槽。 无底槽壳是个空的框架，底没有钢板。槽壳四周和底部用钢筋和工字钢加固。

大型预焙槽

西安高新机电技师学院2012--2013学年 《大型预焙铝电解生产》课程考试卷 学号姓名分数 . （一）填空题 32分 1、电解槽预热焙烧的目的是（）（）。 2、电解槽启动的必要条件是1（） 2（）。 3、槽膛内形的形成由电解槽体的（）和保温条件所决定；常见的 槽膛内形有（）槽膛、（）槽膛和正常槽膛。 4、阳极更换的原则是1（）， 2（）在换阳极中，进行捞块操作时有一项“三摸一推”的工作，这里的“三摸”是指（）、（）和摸邻近残极的情况。 5、电解温度的高低主要取决于（），它又取决于（）。 6、400KA 系列电解槽正常生产工艺技术参数：槽工作电压（）V、 分子比（）、电解温度（）度、电解质水平（）。 7、槽工作电压是不包括（）电压在内的槽电压，控制槽电压实质 是通过增减（）来变更电解质电压。 8、熄灭阳极效应的操作控制点是（）的稳定和（） 的长短。 9、测量两水平的方法是（）；电解温度的测量工具是（） 测量阳极电流分布的目的是（）；为了解电解槽破损情况，可以测定( ) 10、发生针振的根本原因是（）。 11、原铝中主要杂质有（）和气体杂质（）。 12、热槽是（）。 13、启槽前做“花叉”实验是检测（）的导电情 况。 14、实际阳极更换中，考虑到新阳极导电的滞后性，新极安装位置比残极

（）cm。 15、难灭效应是由于（）造成的。 常常发生在（）、电解质水平低等非正常运行槽上。（二）、单项选择题 10分 1、预焙槽换阳极采取的方法是按（）。 A、自然数顺序法 B、交叉法 C、随机抽样 D、无顺序 2、从电解槽出铝是利用（）原理。 A、虹吸 B、负压真空 C、机械 D、重力倾倒 3、电解槽更换阳极操作代号是（） A、 NB B、RR C、 RC D、AC 4、下列病槽中不能影响电流分布的是（） A、热槽 B、压槽 C、针振 D、滚铝 5、电解槽三个平衡不包括下列哪一项（）。 A、能量平衡 B、动量平衡 C、物料平衡 D、物理场平衡 6、每1cm极距所对应的电压降，对预焙槽而言一般为（） A、0.2V左右 B、0.3V左右 C、0.4V左右 D、0.5V左右 7、大型预焙铝电解槽极距一般控制在（） A、2.0—2.5cm B、3.0—3.5cm C、4.0—4.5cm D、5.0—5.5cm 8、不能影响阳极消耗速率的是（） A、阳极电压降 B、电流效率 C、阳极电流密度 D、阳极假密度 9、槽子焙烧结束时槽温一般要达到（）。 A、400～600℃ B、600～800℃ C、800～950℃ D、950～1050℃ 10、用红外测温仪测量槽底钢板温度读取（）。 A、最小值 B、最小值 C、平均值 D、一般值 （三）多项选择题 10分 1、铝电解槽预热焙烧常见的方法有：（）。 A、铝液预热法 B、焦粒焙烧法 C、石墨粉焙烧法 D、燃料预热法 2、槽膛内型形成的好坏，一般由（）状况而定。 A、伸腿形成 B、炉帮厚薄 C、炉底沉淀 D、结壳完整 3、阳极更换过程中的质量控制点有（） A、联系计算机（操控箱） B、扒料程度 C、捞电解质块 D、新阳极安装精度

电解槽暂行技术条件

电解槽暂行技术条件 DQ－4型 制氢设备 吉林热电厂电气分场

一、总则： 1、本暂行技术条件适用于DQ－4型制氢设备的电解槽。 2、电解槽是用来电解水以制取氢气和氧气的，气体压力为10公斤/厘米2。 电解槽为压滤机式结构，由30个电解隔间组成（包括隔膜框和电极）。联接碱液及气体管道的接头均在槽的中部。 3、氢和氧或氢和空气组成混合气体后，都有极猛烈的爆炸力，因此设备及管路中，均不允许有氢和氧混合在一起，也不允许有氢气泄漏在室内。 二、技术要求及主要参数： 4、电解槽工作压力10公斤/厘米2。 5、电解槽零部件须做水压强度试验，压力为15公斤/厘米2。 6、电解槽总装后须做密封试验，压力为10公斤/厘米2。 7、电解槽正常工作电压为直流65V，最高工作电压72伏。 8、电解槽正常工作电流为直流165安，最大工作电流330安。 9、用500V摇表测量电解槽对地之间，阴阳极间绝缘电阻。 10、电解槽中碱夜的正常工作温度75℃，最高不得超过85℃。 11、气体产量： ⑴氢气：对应于正常工作参数时为2m3/h，最高产量4m3/h。 ⑵氧气：对应于正常工作参数时为1m3/h，最高产量2m3/h。 12、电解槽总容积为0.15 m3。 13、气体总容积为0.03 m3（（在大气压力下）。

14、电解槽中碱夜浓度： 用KOH时，浓度范围300～400克/升，浓度不应过高也不允许低于150克/升。 用NaOH时，正常浓度250克/升，浓度范围为200～260克/升。 电解液中碳酸盐混合物含量不得超过100毫克/升，铁离子不得多于3毫克/升，氯离子不得到于800毫克/升。 15、为了改善电解槽的工作情况（增高气体纯度，使电压下降等），可在电解槽投入运行的同时，向电解液内加入重铬酸钾（K2Cr2O2）2克/升，以后则每半年加1次。 16、向电解槽供给的凝结水中，铁离子不应超过1毫克/升，氯离子不应超过6毫克/升。 17、经过机械加工的零件，凡光洁度在花4以上的表面，均不应有毛刺，沟槽，凹陷，刻痕或其他缺陷，尖角均应去掉。所有紧固零件均应进行防锈处理。 18、对两面焊有电极的极板的要求： ⑴主极板应由一块钢板加工而成。 ⑵带网眼的电极应除净毛刺。 ⑶焊接后，电极对主极板的中心偏移不应大于2毫米，电极上不许有烧坏或焊料熔渣等弄到眼孔中去。 ⑷电极焊接表面附近允许有不超过1毫米深的波纹（只许凹陷，不许凸出）。 19、盘形弹簧按静负荷弹簧设计、制造及检查。

预焙阳极生产工艺流程

生产工艺 （1）工艺流程 图3-7 生产工艺流程图 , （2）流程说明 电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、沥青和返回料（电解铝厂返回的电解残极、焙烧碎料、生碎料）为原料。原料经破碎、筛分、配料，生产出生阳极，

再经焙烧得到预焙阳极产品。 （1）原料贮运 预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф1720m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。 （2）返回料处理 生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统，由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度，再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后，然后经斗式提升机直接送入料仓待用。焙烧碎料、残极碎料用于配料，生碎料进入混捏工段。 （3）液体沥青制备 由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎，送入沥青熔化罐内，用高温导热油间接加热熔化，经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф88m沥青保温贮罐内，单座贮罐贮存容量为400t。使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。 ￥ （4）生阳极制造 生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。 ①中碎筛分 本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。石油焦（或残极料）分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机（残极进入反击式破碎机）中碎后再重新筛分。12～6mm,6～3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。 粒度料有3种,为12～6mm、6～3mm、3～0mm,6～3mm、3～0mm的料除直接进入配料仓外,还有部分送经磨粉机磨粉成粉料。 生碎料在残极处理工段经两级破碎到20mm以下粒度后,经带式输送机,斗式提升机,直接运入生碎料仓使用。

大型预焙铝电解槽焙烧的过程控制与方法

大型预焙铝电解槽焙烧的过程控制与方法 https://www.sodocs.net/doc/0816036289.html,来源：铝博士2013-03-06 15:33 阅读次：86 信息来源：全球铝业网更多信息请参考https://www.sodocs.net/doc/0816036289.html, 摘要：简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤。 简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤，干法启动及湿法启动的工艺技术对比，分析了焙烧预热启动时影响铝电解槽寿命的诸多因素，在焙烧预热启动过程中所采取的预焙铝电解槽早期破损的措施。 关键词：电解槽；铝液焙烧；焦粒焙烧；干法启动；湿法启动 1 概述 现代大型预焙铝电解槽的焙烧启动，国内近几年新建电解铝厂大多采用铝液焙烧启动和焦粒焙烧启动两种方法，尤其是焦粒焙烧启动，目前更是各新建电解铝厂广泛使用的焙烧预热工艺技术，它较铝液焙烧启动预热时间短、温度梯度不大，可弥补槽内衬及材料质量问题的缺陷等优点，但是，也有它的不足之处，那就是较铝液焙烧启动操作复杂，技术条件要求高，阴极电流分布不均匀，电解质含碳量过高，能耗增加。还有两种焙烧启动方法就是石墨粉焙烧启动技术方法和气体焙烧启动技术方法。前者价格太高，造成费用增加，操作复杂(此法国内仅丹江铝厂在114.5kA铝电解槽的启动中使用过)，后者易氧化碳块，用于启动的设备复杂，操作难度大，所以，这两种方法很少被铝电解生产厂家采用。 铝电解槽的预热焙烧启动是影响槽寿命的重要因素之-，而槽寿命又直接影响到铝电解的生产成本的稳定，尤其是对大型预焙铝电解槽的焙烧启动。但是，无论采用那种技术方法，几乎都难以避免使阴极碳块及内衬产生裂纹或孔隙，可是，不让铝液浸入裂纹和孔隙是可以避免的，焦粒焙烧启动方法就具有这种优点，在白银铝厂应用较早，近年来才在国内新建铝厂及自焙槽改造的预焙槽厂家陆续广泛采用。 2 铝电解槽焙烧启动技术

关于大型预焙电解槽过热度控制的探讨

关于大型预焙电解槽过热度控制的探讨摘要：在国际上，有的电解工作者提出了对铝电解槽的过热度的控制，而且取得了不错的效果，国外许多先进铝厂电解槽过热度控制在8—10℃，效率达到95%以上，而我国对过热度的控制还不够重视，一般控制在15—20℃，本文针对过热度控制的要点，详细控讨了怎么样通过调整物料平衡和热平衡控制好过热度。 关键词：过热度初晶温度电解质成分极距热平衡物料平衡 一、我国工艺技术控制现状 从我国引进日轻160KA大型电解槽后，逐步开发了“四低一高”的铝电解生产工艺制度，并为现代电解槽工艺技术管理所广泛采用。“四低一高”也就是低电解温度，低分子比，低AE系数、低氧化铝浓度，高极距。随着电解槽设计软件的不断开发更新，电解槽的磁场设计得到了很好的改善，所以现在也有“五低一高”的理论，也就是低电解温度、低分子比、低AE系数、低氧化铝浓度和低铝水平，高极距。无论“四低一高”还是“五低一高”工艺制度，都是要求用尽可能低的电解温度实现的高的电流效率。低温电解一直指导着我们的生产，有些文献报道，电解温度每降低10℃，可使电流效率提高1％～2％。实验研究表明，降低电解温度会使电流效率连续升高，然而，过低的电解温度容易在槽底产生沉淀和造成槽膛不规整，易引发槽子不稳定，从而影响电流效率，造成能耗的增加。而且从目前的电解质体系来说，要想达到低温电解且保持电解过程稳定高效进行，还有待改善电解质成分，不断优化电解质体系。 二、过热度控制的提出

国际著名的铝冶金专家Haupin对大量的电流效率数据的统计分析表明[1]，电解槽的电流效率更依赖于过热度，而不是电解质温度。在国际上，有的电解工作者提出了对过热度的控制，国外有的大型电解槽过热度控制在8—10度，而且取得了不错的效果。过热度是电解质温度与电解质初晶温度之差，我国一般控制在15—20度左右，一直以来我们对过热度的控制并没有引起足够的重视。下表是法国彼斯涅电解槽的一些技术数据情况统计表： 从上表可以看出，尽管电解质的初晶温度高，但只要控制好电解质的过热度，仍能得到很高的电流效率，这也是我们提出对电解质过热度控制的原因，从电解发展情况来说，以后控制好电解质的过热度，可能会是电解槽大幅提高电流效率的突破点。 三、最佳过热度的机理 Solheim研究指出[1]，较低的过热度可以在铝阴极表面沉积一层冰晶石壳膜，因而可阻止铝的溶解损失，提高电解槽的电流效率。然而过热度太低时也会引起过多的冰晶石沉积和沉淀，而导致电解槽的不稳定，最佳的过热度的大小应与电解质的分子比、电解质初晶温度有关。分子比较低时，需要适当提高一点过热度，因为在此时，电解质的初晶温度的变化受电解质分子比变化的影响较大。 四、过热度的控制方法

预焙阳极生产工艺流程

3.3 生产工艺（1）工艺流程

气 图3-7 生产工艺流程图 （2）流程说明 （电解铝厂返回的电沥青和返回料电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、． 解残极、焙烧碎料、生碎料）为原料。原料经破碎、筛分、配料，生产出生阳极，再经焙烧得到预焙阳极产品。 （1）原料贮运 预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф17?20m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。 （2）返回料处理 生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统，由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度，再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后，然后经斗式提升机直接送入料仓待用。焙烧碎料、残极碎料用于配料，生碎料进入混捏工段。 （3）液体沥青制备 由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎，送入沥青熔化罐内，用高温导热油间接加热熔化，经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф8?8m沥青保温贮罐内，单座贮罐贮存容量为400t。使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。 （4）生阳极制造 生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。 ①中碎筛分 本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。石油焦（或残极料）分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机（残极进入反击式破碎机）中碎后再重新筛分。12～6mm,6～3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。粒度料有3种,为12～6mm、6～3mm、3～0mm,6～3mm、3～0mm的料除直接进入配

铝电解槽“五环控制”技术简介

铝电解“五环”控制技术 自从1886年霍尔、埃努尔发明了熔盐电解制铝方法之后，电解铝技术已经走过了120年。一百多年来，铝电解的基本原理没有改变，但电解槽的阳极型式、阴极型式、电流容量、筑炉材料、操作设备、直流供电装置、控制技术经历了前所未有的提升。近几年来，采用新型结构电解槽技术以来，国内铝电解槽电耗大幅度降低，但国家《十二五》发展规划对铝电解重大节能技术要求是直流电耗达到12500kwh/t-al以下。从现有电解铝发展水平来看，要实现这一目标，必须解决两个核心技术：一是铝电解槽的“静态平衡”系统设计的改进技术，二是提高能量利用率的铝电解生产过程计算机控制技术。 铝电解生产过程中的“静态平衡”、“动态平衡”、“炉膛类型”、“过热度”和“电流效率”五个支撑环节（简称“五环”），它们既相互独立又互相制约，欲用低的能耗获取高的“电流效率”，“静态平衡”和“炉膛类型”的建立是基础，“动态平衡”和“过热度”的控制是保障和桥梁。从控制的角度来看，由于在现有硬件条件下不可实现在线检测铝电解槽的“五环”的信息反馈，故难以进行闭环控制。 随着计算机控制技术的不断提高，根据铝电解槽电阻与AL2O3的“U”曲线关系，已成功实现了AL2O3浓度的在线控制，铝电解“三度寻优”控制技术，根据电解槽控制中自产生的数据进行解析并与测量数据结合，间接地识别“过热度”的变化，实现了ALF3过剩量的实时跟踪与控制。在建立铝电解槽“静态平衡”和“电流效率”的基

础关系上，通过直接测量数据和计算机自解析而产生的数据作为控制的反馈，实现“动态平衡”、“炉膛类型”和“过热度”实时监测与控制，才能利用低的能耗获取高的能量利用率。 目前，我院在某企业的240KA电解槽、186KA电解槽、300KA 电解槽上进行了铝电解槽“五环”控制技术的应用，分别取得了94～95%的电流效率，铝锭综合交流电耗控制在13100kwh～13400kwh的良好指标。 一．技术描述 铝电解生产过程中的“静态平衡”、“动态平衡”、“炉膛类型”、，“过热度”和“电流效率”五个支撑环节（以下简称“五环”），它们既相互独立又互相制约，欲用低的能耗获取高的“电流效率”，“静态平衡”和“炉膛类型”的建立是基础，“动态平衡”和“过热度”的控制是保障和桥梁。从控制的角度来看，由于在现有硬件条件下不可实现在线检测铝电解槽的“五环”的信息反馈，故难以进行闭环控制。 随着计算机控制技术的不断提高，根据铝电解槽电阻与AL2O3的“U”曲线关系，已成功实现了AL2O3浓度的在线控制，铝电解“三度寻优”控制技术，根据电解槽控制中自产生的数据进行解析并与测量数据结合，间接地识别“过热度”的变化，实现了ALF3过剩量的实时跟踪与控制。在建立铝电解槽“静态平衡”和“电流效率”的基础关系上，通过直接测量数据和计算机自解析而产生的数据作为控制的反馈，实现“动态平衡”、“炉膛类型”和“过热度”实时监测与控制，才能利用低的能耗获取高的能量利用率。下图为铝电解槽“五环”

提高电解铝预焙阳极质量的研究

提高电解铝预焙阳极质量的研究 铝电解槽中阳极是铝电解生产技术关键之一,是铝电解工艺中最主要的组成部分,阳极常被誉称为铝电解槽的心脏.其质量的好坏将直接影响着铝电解的正常生产及经济技术指标的提高,因此提高预焙阳极质量显得尤为重要.本文结合青海黄河水电再生铝业公司炭素预焙阳极生产的实践经验,就生产过程中出现的阳极质量问题进行探讨。 主要从原料控制、煅烧温度、配方优化、改善混捏效果以及加强焙烧管理等方面加以分析并采取措施.从生产实践中探索出提高阳极质量的途径,主要研究内容及获得的主要研究结论是:(1)对影响预焙阳极质量的因素进行了研究,研究表明原料质量是前提,成型配料是关键,焙烧制度是保证.(2)对石油焦质量进行了研究,研究表明石油焦除了控制其理化指标外,粒度分布也很重要,应该建立这方面的正式标准.(3)对沥青质量进行了研究,研究表明沥青质量指标中软化点固然重要,但其它指标亦不能忽视.尤其是甲苯不溶物含量不应小于28﹪,喹啉不溶物含量在8﹪~12﹪、β-树脂含量在18﹪~25﹪为宜.(4)对煅烧工序进行了研究,研究表明煅烧温度应保持在较高水平,达到1240~1300℃、真密度应达到2.00~2.05g/cm<'3>.(5)对成型工序进行了研究,研究表明稳定的成型生产条件是一个关键因素,它直接影响到焙烧阳极质量.尤其是-0.074mm粉料比例应严格控制,它对阳极生产的稳定影响较大.生产质量稳定的阳极其重要性丝毫不亚于提高阳极质量;混捏效果的好坏影响到阳极的使用性能.(6)对焙烧工序进行了研究,研究表明焙烧中温的升温速率、最高温度、保温时间及火道平衡影响到体积密度、比电阻值及外观合格率,应严格控制.通过改善工艺条件,稳定了生阳极生产质量,预焙阳极外观质量及理化指标也有了改善,预焙阳极在电解使用过程中掉渣、脱极现象明显降低,返回残极均匀,每组重量为120~140kg,使用周期由原设计的33天提高至34天,阳极毛耗由原来的594kg/t-Al降至564kg/t-Al.

新型结构电解槽技术的研发及工业应用

第９卷增刊２０１０年６月 材料与冶金学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ ＶｏＬ９Ｓｌ Ｊｕｎｅ２０１０新型结构电解槽技术的研发及工业应用 刘风琴１，顾松青２ （１．中国铝业股份有限公司郑州研究院，郑州４５００４１；２．中国铝业股份有限公司，北京１０００８２） 摘要：总结了近年来中铝公司新型结构电解槽技术的研发历程及工业试验结果．中铝公司首次提出通过改变阴极结构和性能，采用可湿润阴极、设置水平网络沟槽及蓄铝池结构系统的新型结构电解槽的技术思路，并于２００５年在４０００Ａ自热式电解槽上试验成功，形成了新型结构电解槽的技术原型．在随后的几年内设计、安装了１６０ｋＡ新型结构电解槽系列，并进行了工业试验，验证了新型结构电解槽技术工业应用的可行性．工业试验结果证明，该项技术大大抑制了由于磁场引起的铝液层的流动和波动，为铝电解槽降低极距和槽电压提供了基本条件和技术支撑，从而实现大幅度节能．同时，还首次提出了新型结构电解槽实现保温节能和零阳极效应系数的技术理念，通过提高能量利用率和加强保温，实现电解槽的热平衡．经过持续优化，目前已将该项技术应用于不同容量的电解槽上，形成了整套生产操作和控制技术． 文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－６６２０（２０ｌＯ）ｓ１－００１７－０３ 霍尔一埃鲁特冰晶石熔盐电解炼铝法自 １８８８年诞生以来，一直是工业上大规模炼铝的唯 一方法，但是电能利用率不足５０％是当前该生产 技术的重大缺陷．铝电解工业是一个高耗能的行 业，受资源、能源和环境等多种因素的制约，降低 吨铝电耗和提高铝电解槽的电流效率，实现铝电 解生产的高效、低耗、长寿、低污染，是现代铝工业 技术垄垦竺亨苎謇皂‘。…．，．．………。图ｌ近年来中国铝电解工业电耗指标的变化我国铝电解技术自上世纪九十年代自主研发一 …～……………………。 ２８０ｋＡ大型预焙电解槽技术以来，铝电解技术的的磁场依然对槽内的铝液有很大的影响，铝液形发展突飞猛进，特别是铝电解槽热、电、磁力特性成的漩涡和铝液面波动，迫使铝电解槽保持高极及磁流体数学模型的研究、计算机控制、炭素电极距操作? 材料、工艺操作及配套技术等方面都取得了一系高极距间电解质电阻产生大量的热不仅增加列重大技术成果．以先进铝电解工艺、高质量炭素了电解槽保持热平衡的难度，同时也降低了电能材料以及控制技术为核心的大容量预焙电解槽已利用率，造成现有的电解槽只能变成散热型、高耗经成为国内现代铝电解的主流槽型，我国整体铝能生产设备． 电解技术水平已经跨人世界先进行列．因此只有革命性地改变铝电解槽结构和生产但是，目前国内外大部分电解铝企业吨铝直工艺，减弱或消除槽内铝液的磁流体波动，才有可流电耗仍高达１３０００．１３５００ｋ％，平均电能利用能大幅度降低极距和无功能耗，提高电能利用率．竺堡妻竺黧二竺％?图１是近年来中国平均吨铝１新型结构电解槽技术的前期研究电耗的变化情况． ……………一一………… 由此可见，铝电解过程输入的电能利用效率新型结构电解槽技术的开发历经基础性研究较低，约有一半转化为热散发掉了，这主要是因为阶段、４０００Ａ自热式新型结构电解槽试验研究、当前大型铝电解槽的结构和设计技术、工艺操作１６０ｋＡ新型结构电解槽工业试验、新型结构电解条件所决定的．保持较高铝水平的生产工艺对电槽技术在不同容量普通电解槽上的推广应用共４解槽母线设计的要求很高，为了最大限度地保持个阶段的研发工作，前后已历经１０年． 电解槽磁场分布的均匀性及最低的垂直磁场，不１．１基础性研究 惜设计复杂的铝母线配置．即便如此，大电流产生２０００—２００２年，郑州轻金属研究院进行了新万方数据

我国大型预焙铝电解槽工艺技术发展

大型预焙槽工艺技术发展 一、我国大型预焙电解槽的发展 我国现代大型预料电解槽的发展起步较晚。国外在六十年代较快发展了大型预焙槽生产，而我国于1973年才开始于抚顺铝厂进行大型预焙槽的开发研究工作，经两年的筹建，1975年4月10日我国第一台135kA预焙槽投入工业试验。经过二十年的努力，至1995年，通过引进和消化引进技术，我国已形成大型预焙槽各具特色的生产系列，拥有135kA、140kA、155kA、160kA、180kA、280kA 大型预焙槽，总槽数达近1600台，产能为60万吨。至2002年底，我国电解铝企业已达136家，生产能力达到5300kt/a，居世界首位；其中年产100kt/a生产规模的企业已达17家，产能2650kt/a，占总产能的50%；电解槽容量在160kA 以上的企业有35家，能力达2800kt/a，占总产能的53%。 我国电解铝企业技术改造、扩建和新建的项目，一直以200～240kA电解槽为投资主流，对于300kA级电解槽的三场、槽寿命等问题，许多人一直持有怀疑态度。随着我国第一个200kt/a规模300kA级电解系列在河南豫港龙泉铝业有限公司的顺利建成投产，不但使SY300（300kA）电解槽在国内外得到广泛认可，而且它还标志着中国电解铝工业的综合技术已达到世界先进水平。SY300电解槽已成为国内众多新建的200～250kt/a规模电解铝项目的主要槽型。 西方发达国家的原铝生产主要集中于加铝、美铝、俄铝、法铝、海德鲁、科马尔科等大型企业集团，主要槽型为AP18、AP21、AP30、Hydro23和CD200等，单系列产量为100～250kt/a。在20世纪90年代，建成的电解铝系列（除中国外）80%采用了法国彼施涅公司的电解铝技术，特别是300kA级预焙阳极电解槽技术几乎全部采用AP30技术，单系列产能达到250kt/a。 加入WTO后，中国电解铝工业面临进一步发展，做大做强的机遇，为了满足中国电解铝工业全球发展战略的需求，建设一批规模大、技术起点高、有竞争能力的现代化的企业势在必行。2000年，沈阳铝镁设计研究院在总结SY系列电解槽的设计和实践经验的基础上，开发了SY300预焙电解槽。它是目前中国已投产的产能最大的电解系列。 二、我国大型预焙电解槽的槽型及主要技术参数 大型预焙槽中，从进电方式上分为：两点进电、四点进电和五点进电三种；从电解槽槽壳结构上分为：摇篮式和臂撑式两种，其中摇篮式约占94%；从下料方式上分为：现我国大多数电解槽都采用中间下料方式，它包括点式下料、插板式下料和闸刀式下料三种方式，后两种方式正在逐步地进行改造成先进的点式下料方式；从电解槽容量上分为：135kA、140kA、155kA、160kA、180kA、

电解铝工艺流程

电解铝工艺 电解铝 - 简介 电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 电解铝 - 工艺流程 电解铝生产过程 铝电解工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3 3eˉ=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图： 氧化铝氟化盐碳阳极直流电 ↓↓↓↓ ↓ 排出阳极气体------ 电解槽

↑↓↓ 废气←气体净化铝液 ↓↓ 回收氟化物净化澄清 ↓↓↓ 返回电解槽 浇注轧制或铸造 ↓↓ 铝锭线坯或型材 电解铝 - 产业特点 电解铝 世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成多相电解质体系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。电解铝工业对环境影响较大，属于高耗能，高污染行业。电解铝生产中排出的废气主要是CO2，以及以HF气体为主的气-固氟化物等。CO2是一种温室气体，是造成全球气候变暖的主要原因。而氟化物中的CF4和C2F6其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且会对臭氧层造成不同程度的影响。HF则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体，仅需1.5g便可以致死。

300KA大型预焙阳极电解槽如何长期平稳运行

300KA大型预焙阳极电解槽如何长期平稳运行 摘要：针对300KA预焙阳极电解槽曾出现的问题，从几个方面论述了如何使电解槽长期平稳运行，使槽寿命延长，以达到平稳高效的目的。 关键词：300KA电解槽，槽型设计，焙烧启动，分子比，非正常期管理，后期管理，操作质量 单位面积产能高，先进技术，投资省，生产工艺先进，净化效率高等优点，300KA以上级大型预焙阳极电解槽的开发和应用，为电解槽工业向大型化发展提供了技术支撑，万基铝业一分厂三期工程一个系列158台电解槽产能12万吨，正是采用了这种槽型。 该槽型虽然在设计上有优点，但在生产实践中也出现了很多缺点，例如：侧部炭化硅砖的粉化，脱落，炉帮易发红，炉底沉淀多，AE系数偏高等问题。 主要从以下几个方面改进 一、电解槽设计的改进 1槽上部由原来的4点下料改为6点打壳下料装置； 2增高了槽膛内部伸腿高度，使铝液镜面收缩，减小了铝液中的水平电流，使铝液与电解质界面波动对侧部硅砖的侵蚀减至最小。 3增加了侧部硅砖的厚度。 4改进了散热系统，抬高零米高度，使电解槽散热部位向下，热量大部分从零米散失。 二、焙烧启动要求严格 采用焦粒湿法无AE启动，这种方法使阳极表面首先接触的是液体电解质，在焙烧过程中，阴极捣固糊表面产生的缺陷和细小裂纹被高分子比电解质所填

充，可有效的阻止铝液的渗漏，对阴极有保护作用。 在通电焙烧时，采用一级分流和二级分流，一级分流指从阳极大母线到一台槽立柱母线用分流片连接，二级分流是指从阳极钢爪到阴极钢棒用分流片边接，目的在于调节通入的电流量，避免强大的电流和局部温度过高对内衬材料冲击过大，造成阳极内衬早期破损，从而平稳过渡到全电流阶段，同时在阳极大母线和阳极导杆安装软连接，可使阳极炭块有一定的自由度，阳极底掌与焦粒充分接触，升温均匀，同时可以获得较稳定的阳极电流分布。 非正常期管理要求 四、电解槽转入正常期后的管理分两个方面 1技术条件的稳定 技术条件搭配要合理，如果搭配不合理，可以说是生产非常糟糕。尤其是两小平、槽温、电压、分子比等技术条件的稳定，对这些技术条件要少调或微调，在没有大的影响下尽量不调。 2抓好作业质量 作业质量主要抓换极质量，封极质量，保温料的管理，AE熄灭控制，出铝精度，大面整形等。 换极质量主要把握好提极前阳极上浮料扒净，避免掉入槽中物料过多形成沉淀，阳极设置必须准确，对炉底检查要仔细，发现有沉淀结壳要扒开，让铝