大型預焙鋁電解槽工藝技術條件優化試驗

摘要：本文通過對大型鋁電解槽各項工藝技術條件對電解過程的影響進行了全面的分析和討論。，提出了大型預焙鋁電解槽的管理要建立系統的管理思想，通過工藝優化和系統優化管理，可以縮短電解槽生產的不穩定期，提前達到設計或預期目標。

關鍵詞：鋁電解槽;技術條件;優化試驗;工藝

前言

近年來，隨著我國電解液鋁工業的快速發展，200kA及以上的大型前背電池以其高效、環保、節能等優點，我國電解鋁生產的主導槽型已經并將繼續發展到300kA及以上的大容量槽型，受人員素質、操作素質、設備故障率高等諸多因素的影響，但是，在一個不正常的時期內，工藝和技術條件長期波動，導致電解液廠各項技術經濟指標長期低效。目前，某廠大型預背式鋁電解槽是我國生產能力最大、設備最現代化的電解槽。在生產管理和工藝條件控制方面，沒有成熟的經驗可以借鑒。為提高大型預焙鋁電解槽的生產管理和工藝技術條件的控制水平，盡快縮短非正常期時間，實現大型預焙鋁電解槽安全、穩定、高效運行

1 優化過程組織

1.1確立攻關方向

從生產工藝和工藝條件的控制來看，降低槽溫影響系數是主要方向，促進其他工藝技術條件的優化管理和電解槽的穩定生產，從工廠管理的角度，重點組織設備消缺、系統改造，實現全過程的平穩運行。

1.2明確責任分工

根據小組人員專業特長，按照現場指導，工藝質量監督和設備消缺，資料數據的分析整理等多個方面，分頭開展工作。

1.3建立定期分析會議制度

每月組織召開一次技術分析會議，進行階段性小結。針對上月存在問題，確定解決措施，明確下一步工作方向、目標。

1.4完善數據統計分析臺賬

加強對電解槽日常工藝參數的統計分析，確定變化規律，確定電解槽的發展趨勢，及時調整，保證電解槽的平穩運行。

1.5強化職工業務技術培訓，提高業務技術水平

車間采用課前會、專題技術講座等培訓形式，對操作人員進行專業技術和現場培訓。培訓能顯著提高員工的專業水平和業務能力。

1.6嚴肅工藝紀律，強化技術條件控制的穩定性

為保證電解液電池工藝參數控制的穩定性，該單位制定了切實可行的工藝條件和操作標準，嚴格按標準控制電解液電池工藝參數。

2工藝技術條件的優化

2.1穩定供電質量

穩定的電源是電解液穩定生產的前提。350kA電解液投運后，由于運行中的電源穩流系統故障，直流強度在330kA到360kA之間長期波動，波動范圍達到30kA，給運行帶來困難，鑒于這種情況，利用飽和電抗器的電壓控制功能跟蹤調整時間，并作為考核指標對供電方進行責任考核，使平均電流強度波動2kA，。

2.2嚴格電解質水平和鋁水平

電解質水平和鋁水平過高或過低，都會使電解槽向熱槽或冷槽方向發展，這也是電解槽運行不穩的一個重要原因。因此，在電解槽兩個水平的控制上，選擇了電解質水平保持在19～22cm，鋁水平保持在18～20cm，超出規定標準時，及時補充電解質塊、冰晶石或取出部分液體電解質。

2.3合理調整分子比

正常生產電解槽由于原料Al2O3中含有一定的Na2O，在電解槽進行電化學反應時，生產NaF，使分子比增高，通常不需要添加NaF，所以平時一般通過添加AlF3來降低分子比，降低電解質初晶溫度，增大過熱度，這也是正常生產期間AlF3消耗多的原因。通過實踐發現，特大型預焙電解槽分子比控制在2.2～2.4比較適宜。

2.4控制電解質溫度

電解液溫度對電效率影響較大，溫度過高會增加鋁的二次反應損失;溫度過低，電解液收縮，導致爐膛收縮，溶解電解液中氧化鋁的能力降低，沉淀增多，壓降增大，由于電解液溫度不同，部分槽效率不高，因此，溫度控制是優化的主要目標，采用逐步適應的方法，假設電解液成分等的適應性考慮了963 攝氏度上電解液的溫度;保證了其它工藝參數的適當協調。

2.5降低槽電壓

優化期間，集中對電解槽各個部位的壓降情況實施了精確測量，然后分階段有目的的從調整電解質成份、提高換極精度和陽極組裝質量，降低短路口壓降和陰極壓降等入手，最終把工作電壓控制在4.16～4.18V，電解槽運行進一步穩定。

3 優化取得的效果

（1）優化前平均電流效率90.6%，優化后平均電流效率92.93%，增加2.33%;增產原鋁1474t。

（2）優化前鋁錠交流電耗14549kW·h/t-Al，優化后平均交流電耗14267kWh/t-Al，噸鋁節電282kW·h，優化期間累計節電1658萬kW·h。

（3）通過優化，改善了工作環境。優化前，電解槽溫度高，操作環境惡劣，職工無效勞動多;優化后，電解槽溫度明顯下降，電解車間環境溫度也大大降低，工人工作效率和操作質量明顯提高，操作技能進一步熟練。

4結論

（1）通過技術條件優化活動，初步掌握了350kA電解槽生產管理和工藝技術條件控制方法，為我國特大型預焙電解槽的運行管理積累了經驗。

（2）大型預焙鋁電解槽要確立系統的管理思想，整系列投產運行的電解槽的管理要與企業的管理思想，人員素質，設備狀況等有效結合起來，因地制宜，從而取得良好的技術經濟指標。

（3）通過工藝優化和系統消缺改造，縮短了電解槽生產不穩定期，提前達到設計或預期目標。

參考文獻

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作者簡介：

趙建國 邢二超1989.01 男 河南洛陽 漢 大專（河南科技大學）電解工藝工程師，鋁電解技師、助理工程師 河南中孚鋁業有限公司，研究方向： 大型預焙鋁電解槽生產技術管理