鋁電解技術(shù)條件對(duì)正常生產(chǎn)期電流效率的影響

晏代林

摘? 要：文章針對(duì)如何提高電流效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的目的，分析了鋁電解生產(chǎn)技術(shù)的調(diào)整與管理措施，介紹了電流強(qiáng)度、電解溫度以及電介質(zhì)成分和分子比等對(duì)電流效率的影響，同時(shí)提出了應(yīng)對(duì)各種影響應(yīng)采取的措施，以期能夠?yàn)殇X電解生產(chǎn)的安全運(yùn)行提供一點(diǎn)方向。

關(guān)鍵詞：鋁電解技術(shù);正常生產(chǎn)期;電流效率

鋁電解技術(shù)條件是鋁電解工業(yè)化生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素，很多鋁電解生產(chǎn)企業(yè)對(duì)此都非常重視，并且也在這一方面加大了研究力度。這是因?yàn)閺碾娊獠弁懂a(chǎn)到停槽大修的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，其技術(shù)條件與生產(chǎn)、安全等都有著直接的聯(lián)系。由于有些電解槽的使用時(shí)長(zhǎng)已經(jīng)超過(guò)2000天，甚至2600天，因此，要研究這些長(zhǎng)齡槽的技術(shù)條件對(duì)正常生產(chǎn)期的影響，這對(duì)于指導(dǎo)鋁電解企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)有著十分重要的作用，特別是在節(jié)能增效方面具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

一、影響電解生產(chǎn)的因素

影響鋁電解生產(chǎn)的技術(shù)條件主要有電流強(qiáng)度、電解溫度以及陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)等多個(gè)方面，因此，要以確保電解槽的操作質(zhì)量為基礎(chǔ)，對(duì)這些技術(shù)條件進(jìn)行改進(jìn)，以保障電解槽能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)，在實(shí)現(xiàn)高電流效率的同時(shí)降低能量消耗。

（一）電流強(qiáng)度

企業(yè)在設(shè)計(jì)系列產(chǎn)能時(shí)會(huì)首先設(shè)定好電流強(qiáng)度，但是在正常生產(chǎn)期，還是會(huì)出現(xiàn)各種因素，使電流強(qiáng)度發(fā)生改變，在這些影響因素中，系統(tǒng)電壓和陽(yáng)極效應(yīng)的影響是比較明顯的。這對(duì)這種情況，可以通過(guò)穩(wěn)定系統(tǒng)電壓來(lái)解決。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)電壓是不能由點(diǎn)解生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行控制或調(diào)整的;還有一種方法，就是安裝穩(wěn)流裝置。鋁電解生產(chǎn)企業(yè)可以通過(guò)配置安裝穩(wěn)流裝置來(lái)解決因系統(tǒng)電壓變化而造成的電流強(qiáng)度不穩(wěn)定[1]。而由于目的鋁市場(chǎng)形勢(shì)低迷，使用這種方法會(huì)加重鋁電解企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷。因此，如果企業(yè)在建設(shè)初期沒(méi)有安裝配置該裝置，最好等企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益好轉(zhuǎn)之后再進(jìn)行安裝。此時(shí)企業(yè)應(yīng)做好生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)條件控制，降低效應(yīng)發(fā)生時(shí)對(duì)電流造成的影響。另一方面，鋁電解生產(chǎn)企業(yè)在調(diào)整整流變壓器的工作檔位時(shí)，要以因系統(tǒng)電壓變化而造成的電流變化而隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證能量平衡，使電流能夠滿足鋁電解生產(chǎn)的需要。

（二）電解溫度

電解溫度是鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，其實(shí)就是指電介質(zhì)

的溫度。在鋁電解生產(chǎn)的過(guò)程中，要從最大程度上保持電解溫度的穩(wěn)定，使其能夠在熱收入方面保持穩(wěn)定的狀態(tài)，而其他技術(shù)的參數(shù)都要以電解溫度為主，隨電解溫度的變化而發(fā)生改變。由于電解溫度比初晶溫度要高出十至一百五十?dāng)z氏度，同時(shí)初晶溫度又與電介質(zhì)成分的組成有著十分密切的關(guān)系，因此電介質(zhì)的初晶溫度是決定電解溫度的關(guān)鍵[2]。如果電介質(zhì)的成分已經(jīng)在生產(chǎn)中得到確定，那么，就不能在初晶溫度較高的時(shí)候單純的降低電解溫度，因?yàn)檫@樣做不但不能提高電流效率，反而會(huì)使電流效率更低。這是因?yàn)槿绻娊鉁囟忍停蜁?huì)使電介質(zhì)的黏度與密度大大提高，電導(dǎo)率和鋁氧化的溶解度也會(huì)因此而降低，導(dǎo)致鋁液與電介質(zhì)無(wú)法分離，同時(shí)電介質(zhì)中的炭渣分離難度也會(huì)加大，最終造成鋁的損失。因此，要從電介質(zhì)的成分入手，來(lái)實(shí)現(xiàn)電解溫度的降低。在降低電介質(zhì)初晶溫度與電解溫度的過(guò)程中，可以通過(guò)添加氟化鎂、氟化鋁等方法。另外，還要調(diào)整電流強(qiáng)度、鋁水平以及極上料等能夠引起電解溫度改變的技術(shù)參數(shù)，保證各參數(shù)之間能夠互相配合，才可以實(shí)現(xiàn)降低電解溫度的目的。

（三）電解質(zhì)成分和分子比

添加劑、熔融的冰晶石以及溶解在熔融的冰晶石中的氧化鋁，是構(gòu)成電解質(zhì)

的主要成分。各項(xiàng)物質(zhì)的占比如下：冰晶石占百分之八十二至百分之九十、分子比占百分之二至百分之二點(diǎn)六、氧化鋁占百分之二至百分之五、氟化鈣占百分之四至百分之六、氟化鎂占百分之三至百分之五、氟化鋰占百分之二至百分之三。電解質(zhì)的性質(zhì)由電解質(zhì)的成分所決定。在以上個(gè)電解質(zhì)構(gòu)成物質(zhì)中，對(duì)電解質(zhì)物理性質(zhì)造成影響最大的電解質(zhì)成分是冰晶石，含有游離氟化鋁的酸性電解質(zhì)在鋁電解生產(chǎn)中使用最為廣泛。肉眼觀察各種電解質(zhì)溶液：堿性電解質(zhì)溶液呈亮黃色，表面結(jié)殼非常致密且堅(jiān)硬;中性電解質(zhì)溶液一般呈橘黃色，其表面結(jié)殼比較堅(jiān)硬、致密;酸性電解質(zhì)溶液的顏色為暗紅色，表面結(jié)殼比較酥松且有空隙;弱酸性電解質(zhì)溶液的液體是暗紅色的，表面結(jié)殼酥松、有空隙[3]。在管理電解質(zhì)時(shí)，要按照階段與周期性，對(duì)其進(jìn)行全面的分析，調(diào)整并管理電解質(zhì)的成分，以判定初晶溫度，確定電解溫度，提高電流效率，節(jié)能增效，使技術(shù)條件能夠保持比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

二、加強(qiáng)電解鋁生產(chǎn)的管理措施

（一）落實(shí)工藝制度

在鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中，除了要控制技術(shù)條件的指標(biāo)，還要注意工藝制度與管理制度的結(jié)合，這樣才能保證各項(xiàng)技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)合理的指標(biāo)。比如，換極時(shí)間、外部加工及加工質(zhì)量、吸出偏差等個(gè)性工藝指標(biāo)的制度落實(shí)[4]。要實(shí)現(xiàn)工藝制度的有效落實(shí)，首先要重視考核，確保操作人員都能夠通過(guò)考核，并將工藝考核與利益分配向結(jié)合：?jiǎn)T工生產(chǎn)的量足，并且具有較高的質(zhì)量，就要給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì);而產(chǎn)量少并且質(zhì)量較差的員工，要減少其獎(jiǎng)勵(lì)，或是根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行處罰，通過(guò)制度與考核來(lái)激勵(lì)員工，使其保持較高的工作熱情與積極性。

（二）提高管理隊(duì)伍的整體水平

只有建立一支綜合能力過(guò)硬、水平夠高的管理隊(duì)伍，才可以將職工隊(duì)伍帶好。

因此，要提高管理隊(duì)伍的管理能力，同時(shí)要求管理人員具有不怕吃苦、不怕困難的精神，同時(shí)還要了解職工的實(shí)際需求、事事為職工考慮，這樣才能保證管理人員下發(fā)的工作任務(wù)能夠得到有效的執(zhí)行與落實(shí)，保證企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行與長(zhǎng)久發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)在技術(shù)控制與管理制度等多方面進(jìn)行科學(xué)的管理與控制，可

以實(shí)現(xiàn)鋁電解生產(chǎn)企業(yè)改善技術(shù)條件，在獲得較高電流效率的同時(shí)降低能量的消耗。同時(shí)，建立健全的管理制度，加強(qiáng)管理隊(duì)伍建設(shè)，通過(guò)制約與管理并行的方式，不斷推進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]張琨，曹曦. 超低能耗鋁電解技術(shù)研究和經(jīng)濟(jì)效益分析[J]. 有色冶金節(jié)能，2020，36（2）：22-25.

[3]劉炎森，王宏偉，劉極鋒. 提高鋁電解電流效率的生產(chǎn)實(shí)踐研究[J]. 河南科技，2017，（5）：131-133.

[4]， 大型鋁電解連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行工藝技術(shù)及裝備開(kāi)發(fā). 河南省，河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司，2016-01-01.