铝电解范文
时间：2023-03-14 08:23:44
导语：如何才能写好一篇铝电解，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：铝电解 技术 生产效率
中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（c）-0103-01
我国的铝电解技术始于上世纪50年代，铝电解技术发展到现在已经有了相当大的进步。我国的铝电解行业逐步完善企业，许多铝电解企业也纷纷发展壮大。而铝电解技术并非可以轻而易举的掌握，一旦在电解过程中，技术出现失误那么就会引起很多的问题，轻则影响生产工序，重则降低了产品质量，甚至还有可能给企业信誉和口碑造成严重影响，可见掌握铝电解技术并合理使用对企业有着至关重要的作用。
1 铝电解生产基本情况
目前，我国许多工业产品制造涉及到铝产品的电解技术。而电解铝的主要来源是由一些氧化铝制造公司的氧化铝贮运系统通过转运的方式运至5000 t中间贮槽的，这些电解铝的原材料首先是要通过计量的，计量后才能由带式输送机直接输送电解车间三个日用新鲜氧化铝贮槽内以便使用，二系列电解生产过程中所使用的氧化铝都是由一系列新鲜氧化铝贮槽下部浓相输送系统输送至二系列日用新鲜氧化铝贮槽。新鲜氧化铝经电解烟气净化系统后成为载氟氧化铝，由气力提升机送入载氟氧化铝贮槽，再由超浓相输送系统送至每台电解槽的料箱内。
2 铝电解生产各技术选择
在现代铝电解工业领域，一般所使用的阳极组，许多都是供给都是来自于阳极组装车间。生产过程中不可避免的会出现残极，也就是从电解槽换下的残极，这些残极往往需要送到阳极组装及残极处理车间进行相应的处理。相应的处理通常包括对残极组进行电解质清理同时还有残极压脱机及磷铁环压脱机处理。处理后的残极炭块还可以做为原材料进行使用，这种原材料通常是返回到阳极生产车间重复使用；首先对铝导杆按工艺要求进行处理后，然后与新阳极重新组装成阳极组使用。生产过程中从残极上清理下来的电解质也是可以重复利用的，其工序如下：首先经残极处理车间的电解质破碎工段对其进行破碎，紧接着由汽车槽车送至两个电解厂房间的电解质贮槽，通过风动溜槽送到电解多功能机组工具小车料箱内，这样处理后的材料由多功能机组加入到电解槽壳面上作为换极时的覆盖料。在铝电解加工过程中所使用的直流电能，均是来自距离比较近的整流所，这种直流电也要通过相应的连接母线才能导入串联的电解槽。在电解车间生产出来的液态原铝产品，并不能随便处理，需要通过相应的措施才行，主要是由压缩空气造成的负压吸入真空出铝抬包，这之后就可以送往铸造车间进行加工。在铝电解技术产生到至今，技术通常采用以下形式：电解质体系未变但分子比有所调整，尝试添加添加剂；槽型有自焙和预焙两种。电流（或单槽生产率）逐步加大，目前最大至500 ka；槽电压下行（曾上行），最低低至3.75 V（阳极开槽、阴极异形、三场控制等）；电流密度逐步升高，正向1 A/cm2逼近；电流密度逐步升高，最高达到12000 kWh/TAI，阳极效应系数逐步降低，最低低于0.01，当量CO2排放显著降低；槽寿命、磁场控制水平、机械化、自动化程度大幅度改进
2.1 电解槽的选择
电解车间的铝电解槽可以说是电解铝厂生产中的核心设备，因为铝电解槽的技术水平在很大程度上就可以代表铝厂的技术水平。近年来伴随着电解槽容量的不断增大，电流所产生的磁场会对槽内熔体的流动及波动产生较为剧烈的影响，这样就造成了槽内电热状况变的较为复杂。因此，采用科学、合理、得到的数学模型来研究热、电、流体力学，进而分析电解槽的稳定性能，如果电解槽采取得当，那么就能够很好的保障电解的技术指标。
电解多功能机组在电解车间诸多设备中的地位和不可忽视。原因在于电解生产的基本操作除电解槽打壳加料、效应加工等外，剩下的工艺操作均需要电解多功能机协助。所以，选取质量可靠数量合理及功能完备的电解多功能机组非常关键。因为它可以保证电解铝生产的正常进行，进而提高工作效率，降低工人劳动强度，改善工作环境，减少工程投资。
另外，工作人员要经常检查电解槽衬里的情况，发现衬里有起鼓渗漏等情况时，应及时修补，以防电解槽被腐蚀，突然发生电解液流失事故。在正常生产情况下，每天电解液蒸发和带出的量基本上是一致的。若发现电解液损失较多时，就应该检查是否电解槽泄漏，应及时修理。平时，还应经常注意观察电解槽侧和电解槽焊口处有有无溶液析出。当发现有结晶时，即表明此处衬里或电解槽处有针孔，应进行修理。
2.2 母线设计方案
电解车间的电解槽周围，由于母线及内部的电流会在熔体中产生磁感应，这种磁感应强度不稳定，它会与熔体中的电流会相互作用以产生电磁力，也就是这种电磁力才能导致了熔体的流动、铝液隆起以及铝液、电解质界面的波动等诸多问题。过快的熔体流动会严重冲刷炉帮甚至危害侧部炭块。而界面的变形以及波动都可以加剧电解质中溶解铝与阳极底部二氧化碳的反应，降低了电流的利用效率，同时，又导致了电解槽极距的不稳定，即电解槽生产的不稳定。当前很多企业普遍把满足磁流体稳定性的要求作为评判电解槽母线设计优劣的最重要的标准；也就是我们通常所说的母线的设计，这不仅仅是计算磁感应强度的问题，而是要进一步研究在电磁力作用下熔体的稳定性，从而保证电解槽的稳定生产。依据磁流体稳定性来分析和优化设计母线配置，除了能提供良好的生产稳定性之外，还必须满足以下相应的经济学和安全性的要求。
2.3 铸造、阳极组装及残极处理技术
铸造车间通常情况下具备桥式起重机、铝保持炉、铸造机组等铝电解设备。因为我国国产铝锭连续铸造机组技术水平有限，因此在产能上较低，同时也影响着铸锭质量，所以我国国外铝锭连续铸造机组如果作为微型企业的生产设备还尚可，基本可以满足其工作性质的需要，但是如果应用到大型铝厂，那么就可能因为产能、质量、机械故障等问题无法满足企业的需要。因此，我国的大型铝厂主要进口国外的铝锭连续铸造机组。铝锭连续铸造机组作为一个组合式设备，如果一台机械发生故障，那么就会导致整个铝锭连续铸造机组无法进行生产使用，即所谓的“牵一发而动全身”。所以我国必须要从国外引进先进的铝锭连续铸造机组，同时生产车间要有备用的铝锭连续铸造机，作为应急设备。
通过以上的研究分析，通过对电解技术的合理选取将大大提高铝电解的生产过程，大大减少产品的原材料的浪费、大大提高企业的影响水平、大大提高企业的综合实力。
篇2
1.由于预焙块质量的不合格造成氧化从而产生碳渣。预焙碳块是由石油焦、沥青焦、沥青通过破碎、煅烧、配料、混捏等工序烧制而成，如果采用的原材料及工艺不合乎要求就会产出不合格的碳块。如：耐压强度低、空隙度大、杂质大等，从而导致阳极的氧化和碳粒在阳极表面的脱落进入电解质中形成碳渣，有时会形成掉块和裂缝，在电解质的冲蚀和洗刷下，形成碳渣。由于碳块质量而引起的碳渣是生产中碳渣形成的主要原因。
2.二次反应生成游离的固态碳。铝电解过程中的二次反应，不仅降低电流效率，而且还带来另一方面的不利的影响，即溶解在电解质溶液中的铝将阳极气体中的CO2和CO还原C，在电解质溶液中形成细微的游离态碳渣。
其反应有两种：
第一种反应为，在电解质的溶液中溶解的铝与CO2反应生成CO，而CO又与AL反应生成C，即：
2AL（溶解）＋2CO2=AL2O3＋3CO（1）
2AL（溶解）＋3CO=AL2O3＋3C（2）
第二种反应为，电解质中的铝直接将CO2还原成C，
3AL（溶解）＋3CO2=2AL2O3＋3C（3）
在上述两种反应中反应（3）对于在铝电解质中生成碳渣的作用，比反应（2）的作用要大，但这两种反应所产生的碳渣，不是电解质溶液中产生碳渣的主要原因。
3.阴极碳素内衬的冲蚀剥落
在铝电解过程中，阴极碳素内衬的剥落和碎裂是铝电解溶液中产生碳渣的又一来源。铝电解槽启动后由于钠的渗透，电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷，阴极碳素内衬不久就会产生剥落，钠的对阴极碳块的渗入，是引起剥落的主要原因，钠的渗入使碳块内部产生应力，导致碳块体积膨胀，并变得疏松多孔，从而剥落形成碳渣。
二、碳渣对电解过程的危害
1.铝电解溶液中的碳渣，导致电解质的电阻增大，其结果造成电解质电压降的升高，增加铝电解生产的电能消耗。据具有关专业人士报道，当铝电解质溶液中的碳渣含量达到1%（重量）时，电解质导电率约降低11%，由此可见碳渣对电解质的导电率的不利影响是极为显著的，碳渣的颗粒越小，对降低电解质的导电率的作用越大。
2.铝电解质溶液中的碳渣导致热槽产生，当电解质中的碳渣积累到一定浓度时，由于比电阻的增大，必定造成电介质电压降升高，从而使电解槽两极间的电能收入额外增加，对于槽工作电压和其它技术条件摆布正常的电解槽来说，两极间由于电解质溶液含碳，导致其电压升高而增加的这部分电能收入不为电解过程所必须；其唯一的消耗途径是转化为热量释放出来，结果引起电解质溶液过热，槽温上升，产生热槽，这样对电解生产是极为不利的，不但造成电能的无谓消耗，同时会使电解槽的阴极受到损坏，影响槽寿命，此外在处理热槽时，还消耗大量的氟化盐，故其危害作用是非常巨大的。
3.铝电解溶液中的碳渣造成电流损失，当铝电解质溶液表面漂浮有大量碳渣时，碳渣将与碳素阳极和阴极组成电流通路，部分电流会直接通过碳渣进入阴极或侧部，而不能参与电解反应，形成侧部漏电，严重时会造成侧部漏炉。
三、减少碳渣的途径
1.采用高品质的预焙碳块。在前面关于碳渣的来源中已讨论，由于碳块质量的不合格造成碳粒脱落是产生碳渣的主要原因，在生产中使用质量不合格的碳块，无疑为碳渣的产生创造了有利的条件，因此采用高质量的预焙块是减少电解质溶液中碳渣的至关重要的措施。不但减少了碳渣的产生，从而稳定了生产，减少了工人的劳动强度，提高了电流效率，降低能耗，对于电解铝厂来说，在预焙块进厂之前就要进行严格的质量检测手段，保证阳极碳块的质量。
2.选用优质的阴极碳块。与阳极碳素材料一样，阴极碳块的质量优劣对碳块的剥落程度有影响，在砌筑电解槽阴极时采用优质阴极侧部碳块和底部碳块能较有效地承受和抵抗铝电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷，从而减少碳块的剥落，减少碳渣的产生。
3.在电解过程中选用低温操作。由于铝的二次反应也是产生碳渣的一个原因，所以在电解生产过程中就要减少二次反应的发生。在生产操作中要保持低电压，低氧化铝浓度，低分子比，低温度高极距，从而保证电解生产在较低的稳定的温度下进行，提高了电流效率，减少了铝的二次反应损失，从而减少了碳渣的生成。
四、结论
电解生产中只有选用优质的碳素材料，同时提高操作质量，尽可能减少碳渣的产生，才能取得良好的经济技术指标。
篇3
【关键词】铝电解槽;改造途径;破损原因
0.引言
现代铝电解槽改造从哪些方面着手，早期破损槽中存在的设计、施工质量、焙烧启动等问题，可以给改造的过程指引一个方向，这一直是我们关注的重点。所以要认真探索电解槽改造途径，进而有效实现延长槽寿命达到节能减排，增加效益的目的。
1.铝电解槽现状
二十世纪八十年代，因为国家提出的“优先发展铝”方针，使我国的电解铝工业得到了迅猛的发展。2000年，全国电解铝厂约130家，相当于世界其它所有国家的电解铝厂数量。2007年，我国电解铝产量已达到1318万吨，居世界首位，同时，电解铝技术取得了很大的突破。在大型预焙阳极电解槽的设计、制造和生产技术等领域有了自身的大型铝电解技术体系，目前300KA至400KA以上的铝电解槽技术已经成熟，达到国际先进水平，得到了普遍的应用。
大型铝电解槽投入生产，紧随而来的是而关于电解槽寿命问题，在160KA电解槽时期，整体槽寿命就比国外电解槽寿命短，如今该难题尚且存在。铝电解生产中，影响铝电解槽寿命的原因无非就是以下几点：即结构设计，槽内衬材料，筑炉和施工质量的问题，也有焙烧启动的方式、方法问题，更有电解槽早期管理和工艺要求问题。上述各个环节以及在此过程中的优劣，都会对槽寿命造成重大影响。多年前，我国电解铝厂从国外引进了铝电解槽焦粒焙烧干法启动技术，将落后的铝液焙烧技术取代了。虽然焦粒焙烧并不是我国的知识产权技术，但是对于我国的电解铝厂而言应该算得上是技术上的进步。此外，应用铝电解槽焙烧技术，槽寿命并无显著提高。最早使用焦粒焙烧技术的是白银铝厂，而电解槽的寿命海上徘徊在1500天左右。这样不难看出，就目前国内电解铝厂而言，单单用焦粒焙烧干法来启动的方式，想达到提高铝电解槽的寿命的要求是不太现实的。另一方面也证实提高电解槽寿命是一个长期的、复杂的工程。而不光是在石墨化和半石墨化的阴极炭块、硼化钛阴极涂层等技术使用上思考。这些方法对电解槽的寿命改善有好处，但并不是根本措施。
综上所述，我国铝电解槽在大型化的过程中如果需要进行改造，提高设备使用年限和生产效率，就应该从槽的结构设计，内衬材料，筑炉和施工质量，焙烧启动的方式、方法以及启动后早期管理和工艺要求等各个方面上去研究、去改进、去提高。
2.电解槽改造途径
2.1石墨化阴极的应用
阴极炭块是铝电解槽阴极结构的主要组成部分，在铝电解生产中起着阴极导电体的作用。其质量直接影响着电解槽的使用寿命和电能消耗，因此国际铝业界十分重视高质量阴极炭块的应用。这些年，国内也参考和学习国外经验和技术，在阴极碳块方面加大了投入，科研上有了实质性的进展，取得了一定的成效，缩小了与国外的差距。阴极碳块电阻率的高低，决定了炉底压降的多少；阴极结构的差异，也直接影响运行中槽况的稳定，总之，阴极状况能直接反映电解槽的电耗水平。研究和开发节能、长寿型阴极碳块的意义是很明显的。
全石墨化阴极良好的导电性、导热性、抗腐蚀性、抗热冲击、抗震性，该类电解槽具有以下优点：
(1)抗热震性好，钠膨胀或电解膨胀率很小，故热冲击和钠侵蚀不构成主要威胁。
(2)利用全石墨化阴极可大幅度强化电流，提高产能和延长槽寿命。河南万基铝业二分厂15万吨电解槽采用全石墨化阴极后电流从300kA逐步强化至335kA，2007年完成铝锭产量18.36万吨，增加产值3.3万吨，节约投资约2亿元以上。
(3)电解槽在使用石墨化阴极之后，可以强化电流，提高电流效率，达到增产节能的目的，电解槽运行也更稳定，而且这种效果随电解槽槽型越大越明显。而且全石墨化炭块的性能均匀，早期局部破损率低。
2.2优化工艺控制，改善槽平衡
电解铝行业，通过控制好电解槽的热平衡和物料平衡，取得好的技术经济指标和电解槽性能，才能达到理想的效益。电解槽的热平衡是通过凋整电解槽的极距、能量输入来实现的。而电解槽的物料平衡是通过对氧化铝和AlF3的合理加料制度来实现,当然物料平衡以及热平衡直接是相互配合，相互关联的。控制电解槽物料平衡稳定(AlF3和Al2O3加料成份稳定)以及热平衡稳定(温度的稳定)是能够通过电解质初晶温度以及过热度的工艺控制来实现。除了浓度控制以及Al2O3加料的软件以外，现今已使用能够稳定地控制电解槽电解质分子比、电解温度的计算机控制软件。该软件监控着初晶温度下限、初晶温度上限和过热度。当然也可以分为初晶温度下限，初晶温度上限，电解温度下限，电解温度上限和过热度。而最终的目的是达到电解质成份的稳定和电解温度的稳定。电解槽热平衡和物料平衡状态的稳定对电解槽寿命是一个很好的帮助，也是我们寻求改造的一个途径。
3.改造过程中电解槽内衬破损分析
广西来宾银海铝业有限责任公司330KA系列铝电解槽虽然才建成投产4年左右的时间，在电解槽技改之路上已取得了很大的成绩。其镶嵌式异型阴极电解槽的异型阳极发明、大型异形阴极铝电解槽焙烧启动方法应用和铝电解阳极极上料自动加料装置等都取得了国家专利。当然创新的过程中，电解槽内衬方面还是存在许多问题的，诸如以下几点：
3.1自行设计并投入使用的异型侧部碳块（原侧部和伸腿结构上进行整合），在使用过程中缺乏完善的配套管理工艺
参考电解槽内衬热平衡设计的基本原则，初期电解槽要求在侧部能迅速形成一定厚度和形状的凝固电解质保护层，因为迄今没有任何材料能长时间经受电解质和铝的联合腐蚀，都必须借助于凝固电解质层(即槽帮)的保护。而来铝异型侧块，相较老工艺侧块而言，其一采用普通碳素材质，比起氮碳化硅复合块就存在材质上的劣势；在内衬应力方面，整体侧块槽因其结构更加紧凑，少了周围糊伸腿的缓冲，热膨胀和钠渗透所引起的膨胀更容易产生，进而导致早期漏炉和大修槽阴极隆起的现象较多。其二，工艺操作和管理上需进一步的总结和完善，这样才能减少侧块被侵蚀断裂的情况发生。
3.2异型阴极的使用和改造
异型阴极的广泛使用，其可以规整电流，高材质炭块的腐蚀速率明显比较低，同一技术条件下使用寿命长。但是在使用异型阴极的时候，要全面考虑整槽结构和设计，考虑多项平衡原理。
4.结束语
通过创新改造，延长铝电解槽寿命可获得显著的经济效益和环保效益，近年来铝行业对槽寿命一直有着这样的说法，即2000天以上可以接受，3000天以上是基本要求，6000天以上是奋斗目标。本文对过对电解槽现状，引出电解槽改造途径，同时也在改造过程中的破损情况进行分析，希望能对业界同仁有所帮助。
【参考文献】
［1］贾新武，李劼，脱鹏.李贺松铝电解槽阴阳极热力分析仿真研究[J].金属材料与冶金工程,2011,(2).
篇4
【关键词】铝电解槽；寿命；影响因素
中图分类号：P618.45 文献标识码：A 文章编号：
前言
文章详细的介绍了影响铝电解槽寿命的因素，通过对这些因素进行分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，提出了延长铝电解槽寿命的方法与措施。
二、影响铝电解槽寿命的因素
1.电解槽缺电
由于电力供应不足或限电和系列发生重大设备事故(如机组供电系统)等意外事故原因造成铝电解槽缺电现象的发生，导致电解槽被迫停槽，形成阴极炭块产生细小裂纹、扎固糊收缩产生裂纹等早期破损的现象。
2.阴极炭块质量
阴极炭块是槽内衬砌筑材料中最关键的材料，它的破损系数对槽寿命起决定性作用，而破损系数本身随电流密度和温度而变化。阴极炭块产生水平裂纹和垂直裂纹是电解槽早期破损的主要原因，特别是有水平裂纹的炭块，其负担的电流份额会明显减少。一般来说，石墨化程度高的炭块生成裂纹的可能性较小，石墨化程度低的炭块生成裂纹的可能性较大；如果加之停槽以后槽内衬降温速度过快，也会加剧槽内衬阴极炭块破损。因此，选用三侧部炭块质量在铝电解槽上使用不同石墨化指数的侧部炭块，对侧部的侵蚀也不同，高石墨的侧部炭块具有抗钠侵蚀强，导热性大等优点。在电解槽生产初期，由于具有高导热性，使槽内热量容易散出，易快速形成炉帮，保护侧部炭块；反之，会造成槽生产初期无炉帮，电解质侵蚀侧部炭块造成侧部漏炉。再有侧部炭块在生产过程中，由于成型、焙烧、加工等影响，会造成侧部炭块局部麻面，显气孔率大，体积密度降低，也会加快电解质的侵蚀速度，造成侧部的早期破损。
3.焙烧和启动对电解槽寿命的影响
电解槽寿命其实就是电解槽内衬的寿命，保证电解槽炭素内衬没有缺陷，是延长电解槽寿命的关键，但是要保证炭素内衬没有缺陷是非常困难的。相关资料和生产实践表明电解槽炭素内衬的缺陷大多是在电解槽焙烧启动和运行初期形成的。这些缺陷的存在和发展，如裂纹的进一步扩展，各种孔洞的加深等，很容易形成一个渗漏通道，使高温合金液和电解质渗漏至槽底，侵蚀保温层，造成槽底上抬，或侵蚀阳极钢棒，造成漏炉或其他事故，最终导致电解槽被迫停槽大修。当电解槽内衬材料选定后，电解槽的焙烧质量是影响电解槽寿命的关键因素。实验表明，使用大致相同的槽内衬而槽寿命不同的原因，电解槽焙烧的不均匀性可能是一个主要因素。电解槽焙烧良好的标准是：以足能避免阳极材料产生热应力的低速度把炭素材料加热到电解槽的操作温度；使阳极表面加热的温度梯度最小，以避免在表面上产生热应力；保证全部生糊区的沥青的热解速度，以使焙烧糊具有最佳特性。无论是热法焙烧还是烘干法焙烧，都不能对电解槽侧部内衬材料进行很好的焙烧，所以对电解槽侧部的焙烧实际是在启动时进行，因此启动对电解槽寿命也有一定的影响。
4.筑炉施工质量
筑炉施工人员对槽底保温结构不够重视，在施工过程中粗制滥造，保温砖铺设不紧密，氧化铝层厚度不够，致使槽内衬等温线下移，保温材料的性能被破坏，槽底部保温效果变差。阴极炭块组装质量不好会造成焙烧时阴极电流分布不匀或容易发生阴极钢棒过热与红棒现象。筑炉隐蔽工程施工者责任心不强，使渗透到阴极炭块底部的电解质、铝液形成通道，一方面保温材料受侵蚀，热传导增加；另一方面在钢棒表面形成铁铝酸，最终从阴极棒孔漏出。扎糊缝是电解槽的薄弱部位，施工质量不好，特别是周围糊分层、立缝毛边、交叉点不密实、过扎等，都对槽内衬早期破损产生较大的影响。
5.生产管理
当前面的各种条件确定后，槽寿命的长短直接由正常生产时的管理所决定，如果管理到位，对内衬在焙烧启动时所产生的某些缺陷起到弥补作用，可延长槽寿命，相反有可能会使内衬缺陷扩展，对槽寿命不利。正常生产时的管理一方面应建立规整的炉膛，规整的炉帮可以保护电解槽内衬不受高温电解质的腐蚀，还可以提高电流效率。另一方面要保护好石墨料室，石墨料室是精铝槽操作最频繁和最易坏的部分，在一定程度上也可以说石墨料室的寿命决定了电解槽的寿命。
三、延长铝电解槽寿命的方法与措施
1.优化电解槽阴极内衬材料
（一）碳化硅一氮化硅复合材料的使用
碳化硅一氮化硅复合材料绝缘内衬，人们也称其为氮化硅结合的碳化硅绝缘内衬。它具有良好的机械强度、抗高温电解质腐蚀性能和较高的高温电阻率，能满足铝电解槽对高温电解下侧壁材料的特性要求。，碳化硅一氮化硅复合材料在综合性能上具有很大的优越性。不但抗氧化能力、抗腐蚀能力好，而且在具有较高电阻率的同时，还具备较好的导热能力，有利于电解槽的侧部散热，较好的形成炉帮，保护电解槽槽内衬，延长槽寿命，同时对铝液镜面收缩，减少铝的溶解损失，提高电流效率。
（二）采用全石墨质、石墨化阴极炭块
与传统阴极炭块相比，全石墨质、石墨化阴极炭块具有较好的理化性能，它的抗热冲击、抗钠蚀、低电阻等性质，有利于降低炉底压降，提高电解槽寿命。全石墨质、石墨化炭块在表现出其优良性质的同时，也存在线膨胀及钠膨胀率大于其它类型阴极炭块的特性。因此在设计电解槽时，在传统阴极电解槽的基础上，适当增加阴极炭块长度用来收缩边部捣固糊的宽度，减少焙烧启动时边部捣固糊的收缩量，预防早期漏炉的发生。
(三)提高筑炉施工质量
良好的设计和优质的材料，只有通过精心的施工才能保证电解槽在启动后长期高效的运行。
提高筑炉施工质量首先要端正施工人员的思想，要有高度的责任心。其次要有高超的操作技能，施工过程中必须严格按操作规程施工，要严把质量关，做好质量监督，把好关键工序的质量控制点。在阴极炭块组装和整体扎固时，要控制好糊料和炭块以及钢棒的加热温度，温度控制必须在90℃—110℃之间，糊料的压缩比要达到1.8:1，阴极炭块组装后压降要达到25mv以下。内衬侧部砌筑要做到灰浆饱满，侧部立缝＜2mm，卧缝要＜2mm。
3.加强换极、出铝等操作质量
浮料的处理：残极开缝前将浮料扒至残极上，等换极完毕结壳后添加破碎块，再将扒出的浮料加到新极上。需要强调的是扒浮料操作必须完全扒干净后，方可进行砸缝作业。加强换极处炉底的处理：必须掌握每台电解槽换极处炉底情况并进行处理，认真测量换极处两水平。
4.改进加料方式：由于破碎块的粒度大小不同，因此要求在换极加料时，粒度较小的破碎块堵住新极中缝和表面，防止漏料，造成新的沉淀；粒度较大的破碎块加在大面上，有利于大面散热，形成炉帮。加强异常情况的处理：若电解槽某一点出现大堆料时，先关闭打壳下料系统，将下料点的料全部扒出，然后结合电解槽历史曲线进行控制下料，同时必须及时处理炉底。
5.阳极效应的控制
将阳极效应等待时间从480h调至720h．效应持续时间严格控制在l80s之内，效应电压控制在25V以下，减少阳极效应对电解槽阴极、炉帮的热冲击，延长槽寿命。
结束语
铝电解槽寿命问题深深的影响着我国铝电解工业的发展，加强发展力度，提高铝电解生产工艺，提高铝电解槽的使用寿命，是目前铝电解行业中亟待解决的问题。
参考文献：
[1]程然．铝电解槽的设计和焙烧启动对槽寿命的影响.第四届铝电解专业委员会2001年年会暨学术交流会论文集．2001．
[2]沈泽方．铝电解[M]．全国有色轻金属冶炼统计信息学会.2003(2)．
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关键字：铝冶金；烟气净化，工艺技术
中图分类号：C35文献标识码： A
一、我国电解技术的现状
近年来,随着国民经济高速发展,我国电解铝工业发展迅猛,铝产能与产量不断地增长,电解铝技术也有着快速的发展,概括来说,我国电解铝技术从80年代初期算起至今,经历了两次“飞跃”,第一次“飞跃”是在80年代初引进“日轻”160 kA中间下料预焙槽技术,第二次“飞跃”是上世纪末,沈阳、贵阳两个铝镁设计研究院在吸收、消化引进的160 kA中间下料预焙槽技术的基础上,通过使用先进的大型电解槽物理场模拟软件,独立开发了具有自主知识产权的190/200 kA、230/240 kA、280 kA、300 kA、320 kA和350 kA等大型先进的预焙阳极铝电解槽,并且应用于国内外的新建及改造的工程中,其各项技术指标,电流效率、直流电耗等得到了大幅的提高。但是,由于设计、施工、材料、控制管理等方方面面的原因,我国的电解铝技术与国外一流的电解铝技术还有一定的差距,达不到世界领先的技术水平。我国现有的最大槽型－350 kA电解槽技术与国外的电解槽技术仍存在一定的差距(见下表),处于相对落后状态,中国铝业公司要开拓国际市场、参与国际市场的竞争,必须占领电解槽技术的制高点。因此,发展高效、节能的大容量电解槽(400 kA)技术势在必行。
二、电解工艺简介
电解铝生产采用熔盐电解法。铝电解生产所需的原材料为氧化铝和氟化盐,电解所需的直流电由整流所供给。溶解在电解质中的氧化铝在直流电的作用下,还原出金属铝。生产电解铝的直接设备称作为电解槽。电解槽主要由碳素材料为主体的阳极和阴极组成。
电解生产所需的氧化铝主要由火车或汽车运入厂内，在氧化铝及氟化盐仓库拆袋后通过浓相输送管道送入位于电解车间两厂房中间的新鲜及载氟氧化铝双层贮槽的新鲜氧化铝仓内。新鲜氧化铝进入电解烟气净化系统吸附烟气中氟化物后成为载氟氧化铝，由气力提升机送入双层贮槽的载氟氧化铝仓中，载氟氧化铝由超浓相输送系统送至每台电解槽的料箱中。氟化铝在氧化铝及氟化盐仓库内拆袋后装入专用氟化铝加料车，加料车返回电解车间将氟化铝加入每台电解槽的氟化铝料箱内，参与电解质分子比的调整，按需向槽内添加。冰晶石由电解工根据工艺要求直接加到电解质中。
铝电解生产用的阳极组，由阳极组装车间供给。生产过程中从电解槽换下的残极送往阳极组装及残极处理车间处理。残极组经电解质清理、压脱残极、压脱磷铁环处理，铝导杆按工艺要求处理后与新阳极重新组装成阳极组。残极上清理下来的电解质经破碎工段破碎后装入汽车槽罐车，送至两个电解厂房间的电解质高位贮仓，通过风动溜槽送到电解多功能机组料箱内，由多功能机组加入到电解槽壳面上作为换极时的覆盖料。
铝电解生产用的直流电能，由毗邻的整流所，通过连接母线导入串联的电解槽。
电解槽产出的液态原铝，通过由压缩空气造成的负压吸入真空出铝抬包，送往铸造车间和临近的铝板锭加工厂。在铸造车间，将铝液注入铝混合炉，并按产品的品种及牌号的要求，进行合理调配、精炼、扒渣和静置；通过铸造机组，浇铸成重熔用铝锭。铸造成品经质量检验、打捆、称重后由叉车送入成品堆场。
为检查原材料的成份及产品质量，由专门为电解铝生产服务的化验室完成。
三、电解生产具体配置方案
3.1电解车间
电解车间由两栋互相平行的两层楼房组成,厂房为二层楼结构,充分考虑检修、散热和通风换气及厂地运输等因素,以方便生产操作和改善劳动条件。电解配置有相应的净化系统、新鲜及载氟氧化铝双层贮槽,配有一套超浓相输送系统。电解车间配有通道连接,供出铝、新旧阳极的运输及其它物料、设备等运输用。
电解车间安装400KA电解槽。为完成车间内打壳、加料和更换阳极等工作,每栋厂房安装电解多功能机组若干。
3.2 铸造车间
铸造车间选用固定式铝混合炉及连续铸造机组，。厂房内设双钩桥式起重机若干，用于抬包的吊运； 5t桥式起重机若干，用于铸造机组的检修；同时还设有供计量铝液的汽车衡2台，供铝锭计量的，3t地中衡2台,并配叉车、扒渣车及其它铸造工具。
3.3 电解烟气净化
采用干法净化技术,即使用电解用Al2O3吸附烟气中的HF等大气污染物来完成对烟气的净化。方案配置相应的电解烟气净化系统,分别配置在电解厂房之间的空地用于处理400 kA电解槽散发的烟气。
电解槽产生的烟气由排烟管道吸引到布袋除尘器,布袋除尘器采用菱形反吹风清灰袋式除尘器。除尘器与反应器联接紧凑,即保证了氧化铝吸附氟反应时间,又节省了配置占地面积。
3.4 氧化铝及氟化盐储运系统
氧化铝来料为袋装料，入厂后运送至氧化铝仓库，车间内设拆袋下料平台，将袋装氧化铝在车间内拆袋后，通过浓相输送将氧化铝送入电解车间的氧化铝双层贮槽的新鲜仓内；电解车间新鲜及载氟氧化铝双层贮槽至电解槽槽上料箱间的载氟氧化铝输送采用超浓相输送系统；氟化铝在氟化盐仓库拆袋后，装入专用的氟化盐加料车，加料车返回电解车间，利用可伸缩的加料管，直接将氟化铝加入电解槽料箱中；电解质高位料仓天车加料系统。
3.5阳极组装及残极处理车间
阳极组装及残极处理车间采用固定、机械化的阳极组装车间,部分工作站采用进口设备。
车间的任务是为电解车间制备新阳极组,即将电解槽上卸下的残极运至本车间,经装站挂到积放式悬挂输送机(以下简称悬链)上,由悬链吊运残极依次通过电解质清理、残极抛丸、残极压脱、磷铁环压脱、导杆矫直、钢爪矫直、钢爪清理、涂石墨、石墨烘干、导杆清刷、浇铸磷铁等流水作业站,组装出新的阳极组。经残极清理站清理下的电解质由破碎系统破碎至10 mm以下,经天车加料系统返回电解槽使用。残极压脱机压下的残极炭块返回阳极厂重新生产新阳极块。钢爪上的磷铁环压脱后再经清理滚筒清理后返回中频炉使用。
3.6电解槽大修车间
车间是由阴极组装工段及碳块库组成。
主要负责阴极钢棒表面清洗、底糊料的加热、电解槽阴极碳块组的组装和贮存。主要设备有钢棒清洗装置、底糊加热锅、梁式起重机、风动工具、阴极组装用的钢棒加热器和各种电焊机等。
四、结语
综上所述我国铝冶金技术总体水平目前已达到了国际先进水平。但是生产技术与国际先进水平仍然存在差距，如何从整体上提高我国铝冶金生产技术水平，达到大幅度的节能降耗、降低成本和进一步有效降低环境污染的目的，以实现我国铝工业的可持续发展，仍然是中国冶金工作者的努力方向。
参考文献
篇6
关键词:质量通病,PDCA循环,“米”字焊缝,技术攻关
一、工程简介
四川广元广兴续建工程是由贵阳铝镁设计研究院设计,其200KA预焙阳极铝电解槽属国内中型号的预焙电解槽,是在综合贵阳院186KA槽及国内新开发的大型预焙槽成功经验的基础上设计的。钢槽壳采用小船型结构。200KA预焙阳极铝电解槽由摇篮式钢槽壳、行架立柱、阳极提升机构、密封罩、小盒夹具等部件组成,其中摇篮式钢槽壳是本课题研究的主要对象。
钢结构焊接材料选用依据施工图,检验执行国标GB5117-85,
钢结构焊接接头依据施工图规定和国标GB985-80、GB986-80
焊缝检验执行国标GB3323-82、Q/ZB74-78。
二、选题理由
1、 铝电解槽为全焊钢结构件,焊接应力大,其制作大部分采用CO2气体保护焊,由于我们对CO2气体保护焊的使用方法不熟练,操作不当,工人的技术水平低,焊缝外观成型差,气孔、咬边、裂纹、焊瘤等缺陷普遍存在,为实现广兴续建工程电解槽制安创优质工程目标,必须确保焊接质量。
2、 根据广兴续建工程实际情况,48台槽只有4个月的制安时间,为保质量工期,必须对关键工序、薄弱环节进行重点攻关,加强管理,完善现场施工质量保证体系。
三、目标
1、修正工艺,攻克技术难关,把焊接规范严格控制在工艺范围内,确保焊接质量,创优质工程。
2、制安质量达优质,保证实现双百率,即:合格率100%,优质率100%。
四、现状分析
1、在施工准备阶段,对以往工程施工中的焊接质量通病进行分析,主要是焊接电流过大,造成焊接区过热,结晶粗大,产生脆化,造成质量隐患,且焊缝外观成型差,咬边、气孔、加渣、裂纹、焊瘤等现象普遍存在,对以上问题,制定了施工工序质量保证系统图(和提高焊接质量系统图。深入工程施工,跟踪检查,组对合格率100%,焊缝外观检查合格率100%。
2、针对质量通病,又进行了因果图分析,通过对因果图的分析,讨论认为影响焊缝外观质量的主要因素是:
A:焊接电流过大
B:操作者技术水平低,责任心不强
C:工艺参数不当
D:气体保护效果不好
通过分析,针对主要影响因素,制定对策表(表1),如下:
序号 问 题 对 策
1 焊接电流大 根据工人技术水平,通过试验,优选最佳电流
2 操作者技技术水平低责任心不强 开展技能培训和技术交流,加强思想政治工作,提高工人质量意识
3 工艺参数不当 通过焊接试验和工艺评定,优选最佳工艺参数
4 气体保护效果不好 采取防风措施,焊前清理干净,气流15-20升
表 1
3、对策实施
(1)将CO2气保焊平角焊的焊接电流分别取150~180A,200~240A,260~280A,300~350A,350~400A五个范围,由8人依次操作,对焊缝外观进行检查比较,200~240A电流效果最佳。
(2)根据工艺试验并参照有关规范标准编制《焊接作业指导书》。
4、实施效果
对电解槽端侧板焊缝外观进行检查(均为平角焊缝),共检查150点,一次合格率82%,对焊缝缺陷进行调查统计,见表2,
序号 名 称 数 量 百 分 比 % 累计百分比 %
1 焊瘤 11 40.7 40.7
2 咬边 8 29.6 70.3
3 气孔 5 18.5 88.8
4 裂纹 1 3.7 92.5
5 焊肉不够 2 7.4 100
N
27 100
表2
通过PDCA循环,焊接质量有了明显的提高,一次检查合格率达到了82%,在焊接中还存在焊瘤、咬边等缺陷,未达到预定目标。
五、第二次循环
通过对第一次循环中遗留下的问题进行调查研究,分析原因,根据缺陷调查表画出返工缺陷排列图,用方法展开系统图分析主要因素和次要因素,并制定对策,见(表3)
1、实施:
(1)召开焊接操作讨论会,分析对策,开展思想教育,加强工人思想觉悟,进行认真全面的技术交底,分析质量隐患造成的质量事故和严重后果,树立大家的质量金牌意识。
(2)加强技术操作交流,进行操作培训。
项 目 产 生 原 因 要因 对 策
焊 瘤 焊枪倾角不对 电流大 焊速慢 切割熔渣未清理干净 组对间隙大 1、专人讲课纠正不正确焊接角度,各种位置焊接角度和运弧手法 。毕业论文,质量通病。 2、严格控制切割余量和收缩余量,编制制作工艺指导书,提高组对质量。 3、焊前仔细清理坡口及边缘,设防风棚。 4、加强质量监督,提高工人质量意识,严格按工艺施工,禁止大电流焊接。
咬 边 电压大 焊丝摆动不到位 组对间隙大 施焊位置不到
气 孔 焊前清理不彻底 环境风大 焊枪倾角不对 送气管泄露
裂 纹 组对间隙大 强行组对 弧坑未填满
注: 主要因素次要因素
表3
(3)编制《电解槽制作作业指导书》,严格控制组对间隙。
(4)加强质量跟踪检查,专人负责。
(5)重要焊缝由专人焊接,并打焊工钢印。
(6)在焊接现场悬挂焊缝外观检查对照图。
(7)奖优罚劣,完善现场施工质量保证体系。
2、效果:
(1)通过以上对策的具体实施和加强管理,对返工焊缝进行全检,均达到设计要求和施工规范标准;另对样槽制作组对进行检查。见表4。
表4 组对 检 查 调 查 表
序 号 名 称 检 查 点 合格点 合格率%
1 坡 口 40 40 100
2 钝 边 40 40 100
3 间 隙 40 40 100
4 错 边 40 40 100
N 合 计 160 160 100
通过表4看到组对一次合格率100%,达到优质。
(2)通过对制作的20台电解槽零部件的焊接质量进行全面跟踪检查,共检测数据1240个,超差数据89,一次检查合格率达92.82%。
(3)通过两次PDCA循环,达到预定目标,整体制作能力达到一个新水平,工人素质有了明显的提高,并试做成功电解槽组对一次成型工艺和一套槽壳组焊工艺,为广 兴续建工程创优质提供保证。
六、第三次循环
1、通过两次PDCA循环,焊接质量有了明显提高,但为保证工程制安施工优良,总结了前段时间的工作,对第二次循环中不合格点缺陷类型进行统计,如下表5。
序号 名 称 数 量 百 分 比 % 累计百分比 %
1 咬边 41 46.07 46.07
2 焊瘤 28 31.46 77.53
3 焊缝尺寸不够 17 19.10 96.63
4 表面裂纹 3 3.37 100
N
89 100
表5
2、通过对上表进行分析讨论,造成以上缺陷的主要原因是职工的质量意识不高,一味追求速度,个别人采用大电流快速焊,而技术又不熟练,造成咬边、焊瘤、焊缝尺寸小,裂纹主要是收弧时弧坑未填满,冷却时产生弧坑裂纹。
3、针对以上原因,制定对策如下:
(1)开展思想教育提高工人思想意识;
(2)严格控制大电流焊接,一经查出,采取严厉的经济处罚;
(3)自制角焊缝尺寸检验样板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先进行自检,然后通知质检员,验收合格后方可下班。
4、效果
(1)通过对策实施和加强质量控制,质量意识深入人心,经公司质检和检验评定,合格率达到了100%;
(2)工人的积极性调动起来,工作效率明显提高,由原来的6人焊(两个端侧板/工作日)减少到5人。
七、关键部位和技术攻关
1、摇篮架重要焊缝攻关
根据以往施工经验和回访调查,摇篮架“米”字焊缝处为重要受力焊缝,摇篮架开裂主要发生在这个部位.通过对摇篮架焊缝开裂进行了因果图分析。
2、对策实施
该工程电解槽钢槽壳采用小船型结构,在摇篮架角部增加了两块三角丁字板,结构刚性比老式直槽好,通过对因果图分析,工艺和管理是引起开裂的主要因素,为保证摇篮架的焊接质量,避免质量事故的发生,采取了以下措施:
(1)重新编制摇篮架焊接工艺;
(2)摇篮架重要焊缝处由专人焊接,并打焊工钢印;
(3)加大检查力度,自检与专检相结合;
(4)施工前进行全面细致的技术交底;
3、技术攻关
摇篮架的焊接,在以往施工中全部采用CO2气体保护焊,熔深浅,且易产生“虚焊”,大电流焊接造成的“致命”缺陷比较多,为此我们拟对摇篮架“米”字焊缝处采用手弧焊,焊接层间用气铲和磨光机清理干净,专人焊接。
(1)焊接工艺试验
用同一台焊机采用不同的电流值让试板在自由状态下,由多人分别施焊,试验结果如表6,
序号 电流(A) 电压(V) 外观检查 切片观察 压弯试验 备注
1 A 180 20 变形小,焊缝成型美观 完全熔合,无夹渣、气孔、裂纹 600压弯无撕裂 每块试板取3样本切片观察,3点横向压弯
B 250 27 变形较大,焊缝成型一般 完全熔合,有气孔、裂纹倾向 600压弯轻微撕裂
C 300 32 变形大,焊缝表面不光滑,咬边 熔合,局部气孔,熔合区微裂纹 600压弯严重撕裂
2 A 180 20 变形小,焊缝成型优良 完全熔合,无夹渣、气孔、裂纹 600压弯无撕裂 每块试板取3样本切片观察,3点横向压弯
B 250 27 变形较大,焊缝成型一般,焊瘤 完全熔合,有气孔、裂纹倾向 600压弯轻微撕裂
C 300 32 变形大,焊缝表面不光滑,咬边表面纵向裂纹 熔合,局部气孔,熔合区微裂纹 600压弯严重撕裂
表6
根据实验结果,并 参考电流经验公式I=Kd(《焊接工艺人员手册》P39,)及焊接电流对气孔的影响和焊接电流对焊缝金属化学成分的影响(《焊接数据资料手册》机械工业出版社),并经多人实际操作,优选最佳工艺参数,制定焊接工艺。
(2)焊接坡口设计
摇篮架“米”字焊缝结构如图—5所示,其中焊缝1、2、3、4、5为主受力焊缝,裂纹扩展如上图,件A和焊缝1接触的地方预留减应力孔,既可减小应力集中,又可防止裂纹由焊缝4或5扩展至焊缝1,绝对不允许焊上该孔。工字钢插口用氧—乙炔切割,特别注意不能伤及工字钢腹板。毕业论文,质量通病。毕业论文,质量通病。
由图—6(带坡口的角焊缝强度与坡口深度的关系图)(熔接工学,佐藤邦彦等着,理工学社,1979)可见,当P(坡口深度)>K(焊脚)且P>14mm时,角焊缝的强度明显提高,因此焊缝1采用单边450“V”坡口,背面气刨清根并开出坡口,既能保证焊透,又可提高焊缝强度,使摇篮架当三角筋板因开裂而失去加固作用时仍具有一定的刚性。毕业论文,质量通病。毕业论文,质量通病。
4、实施
按以上设计经反复试验,优选最佳工艺,制定摇篮架“米”字焊缝。毕业论文,质量通病。
篇7
关键词：铝电解 工艺 技术管理
中图分类号：O646.51 文献标识码：A 文章编号：
铝水平过高或过低对电解过程都有影响。铝水平过高，散热量增大，会使槽底发冷，沉淀增多或结壳，电解质水平降低。铝液水平过低，阳极浸入电解质过深，使电解质温度上升，槽四周结壳熔化，槽底沉淀或结壳熔化，炉膛扩大，电解质水平升高，阳极气体排出困难。铝水平过低时，铝液稳定性差，最易出现槽电压摆动，造成电流效率下降。为此，无论电解质水平和铝液水平都应适时调整，才能有较高的电流效率。
1、铝电解的生产关键技术
铝电解生产过程是一个非线性、多变量、强耦合的系统，随着电解槽信息化的不断深入，大量重要的铝电解生产数据得以积累，如何进一步有效利用铝电解生产数据资源，将数据资源转化为知识资源，将工艺技术人员、生产管理人员从日常报表中解脱出来，让数据指导电解生产，从数据中发现决策知识，实时分析电解槽生产状态，及时找到病槽发生的原因，是当前铝电解生产急需解决的问题之一。
不同的槽型及同一槽型每台槽，都有其最合适的电解质水平和铝水平，同时也与其他技术参数和操作制度有着密切联系。电解质水平高时，电解槽有较大的热稳定性，电解温度波动小，增大了阳极和电解质的接触面积，能使槽电压减小。但电解质水平过高时，则使阳极浸入电解质过多，阳极气体不易排除，造成电流效率下降、阳极底掌消耗不均或长包。电解质水平低时，电解槽的热稳定性差，氧化铝的溶解性差，易产生沉淀，效应增多；温度过低时，易出现电解质表面过热或出现病槽，造成电流效率下降。
2、铝电解存在的技术不足
(1)技术水平参差不齐、生产指标相差悬殊。不同的槽型由于采用电流等级以及工艺技术的差异，导致电解生产技术指标存在较大的差别。即使对于大型预焙铝电解槽，由于开发时间短，同时在生产领域的深层次开发明显不足，致使实际运行指标与国际先进水平差距较大。
(2)缺乏对阴极破损机理与规律掌控基础上的技术开发和提高槽寿命的技术措施的研究。电解槽难以达到设计寿命，早期破损率高。影响我国大型槽寿命因素除了阴极炭素材料质量原因外，电解槽的设计、筑炉材料、筑炉质量、焙烧启动、正常生产操作及生产管理等均存在问题。其原因是我国尚缺乏对铝电解槽破损(常称为阴极破损)机理与规律的深入掌握以及在此基础上的“精细设计”技术开发和提高槽寿命的综合技术措施研究。随着电解槽容量的不断扩大，槽寿命问题就更加突出。
(3)缺乏先进的工艺技术和生产实践经验。由于我国300kA以上级的特大型预焙铝电解槽投入工业应用的时间短，实践经验不足，因此在电解槽前期通电焙烧启动、后期维护生产管理等方面又不能完全照搬以前在大型预焙槽上的相关经验(这些经验也有很大局限性)；焙烧启动过程中电流分布不均，焙烧启动过程中的能耗高；投入运行后电解槽的物理场(电场、磁场、流场)容易波动，热平衡的维持较困难；阳极效应发生后熄灭困难，且由于电解槽的惯性大，一旦出现槽况波动或槽况异常现象，很难快速恢复正常。
(4)工艺技术装备落后，污染严重。一些企业为了满足国家环保产业政策的要求，对原有的侧插自焙铝电解槽进行预焙化技术改造，但其技术仍是国家限制的100kA以下的小型预焙化生产技术，有的虽然进行了湿法改干法的烟气净化技术，但未对供料系统进行浓相输送改造，有的根本没有进行烟气净化系统改造，电解生产密闭性差。生产环境、生活环境污染严重，而且氧化铝、氟化盐等原材料的消耗非常高，企业效益低，有的举步维艰，随时面临淘汰的危险。
3、槽控软件与铝电解技术配置结合升级
目前高温在线监测材料太昂贵，无法实现工业性应用，但往往懂电解工艺的人不懂控制建模，熟练建模控制的人又不能完全参透工艺技术配置，两者的脱节使得槽控软件的升级变得困难。近几年，国内某些铝厂联合设计院也加强了槽控软件结合技术优化配置的研究，如国内的近几年研究出的双平衡控制软件、三度寻优控制软件技术等正是基于理解并把握电解工艺技术条件的基础上，结合适当提高设定电压、提高电流效率这一技术理论思路上，进一步研发出的槽控软件，该软件在物料平衡的基础上引入能量平衡概念，实现过热度、氧化铝浓度的最佳配置。一定程度上提高了电流效率，降低了直流电耗。
根据现代大型预焙阳极电解槽设计理念和经国际通用大型计算软件优化设计的电解槽物理场，结合地坑式厂房通风模拟结果，槽内衬半石墨质阴极碳块在国内首次采用了高斜面人造伸腿，生产槽槽炉帮规整、厚、结实，槽内衬使用寿命已超过1400天。采用24组新型预焙阳极，并将碳块锥形平台减肥、拔高，增加碳块有效高度，延长碳块使用周期，减少了残极量，降低了阳极消耗，阳极毛耗为480Kg/t.Al，降低了14.2%。将传统设计的整流柜、空压机、铸锭设备的循环水冷却塔系统的各个子系统集为一体，取代冷却塔、水泵、循环池等设备，用外观景观效果好，设备投资及维修费用低的新的冷却系统代替，该系统就是利用厂区地形，通过管道自流汇总，将需冷却的热水通过管道流入小溪、湖泊，并根据需要，因地制宜地设置一些瀑布、喷泉、水车等景观设施，在此过程中通过水的自然蒸发散热使水温降低，循环水经过过滤池过滤后，用泵提升至需要冷却水的设备继续使用，既达到冷却降温效果，又美化了环境，还节省能源。在铝电解控制系统的基础上，全厂建成集铝电解生产监控，铝厂供电系统自动监控，生产办公、调度查询为一体的综合网络，并和因特网联网，使生产、职能、主管能够一步化，交互式管理得到完善，生产办公全部通过网络，摆脱时间和地域的限制，实现了协同工作与知识管理，实现了无纸化和远程办公。
因此，要正确分析我国大型预焙铝电解槽生产技术与国外存在的差距，才能从整体上提高我国电解铝生产技术水平，达到大幅度节能降耗，进一步有效降低环境污染，实现电解铝工业的可持续发展，对我国电解铝工业技术水平全面达到国际先进水平具有十分重要意义。
参考文献：
篇8
关键词:电解铝；烟气烟气净化系统；集气效率；干法净化
Abstract: the aluminum electrolysis is a complex process, can produce many pollution gases in the preparation process of aluminum, the aluminum process were described simply, and then illustrates the process of aluminum electrolysis flue gas purification technology, and then puts forward several factors that influence the efficiency of gas collecting aluminum electrolysis flue gas purification system, finally to improve the gas collection efficiency and puts forward some suggestions and improvement measures, the system of production is of great help to the aluminum electrolysis flue gas purification.Keywords: electrolytic aluminum; flue gas purification system; collection efficiency; dry cleaning
中图分类号：TM535+.1文献标识码：A
1 前言
在现代社会，铝制品在家庭和社会中的应用越来越多，但是了解制铝过程的人是不多的，真正了解制铝详细工艺的人更是少之又少。电解铝是一种消耗能源众多、对环境污染大的重要产业，铝电解烟气净化中污染物的回收效率直接与铝电解烟气净化集气效率相关，要想使铝电解过程中产生的污染物变少，必须提高净化系统的集气效率,这就必须全面考虑从多方面改善。
2 铝电解烟气净化工艺流程
湿法净化和干法净化是铝电解烟气净化的两种主要方法，更具以往的生产经验和教训,一般选择干法净化技术，因为这种方法不仅生产工艺容易控制、生产环节少、作业环境条件好、工艺操作简单，并且最终具有良好的净化效果，对环境污染程度低。根据新的环境法律要求，湿法净化回收系统已不符合现在的环境要求，在当今社会已经显得落后，国内外现在使用湿法净化工艺的均已进行改造。按照严格定义，所谓干法净化就是用一种物质将污染气体中的有害气体吸附过来的方法，前提条件是这种物体必须是固体，技术人员将这种具有吸附作用的物质叫做吸附剂，烟气中被吸附出来的气体称为吸附质。具体来说，干法净化就是利用铝产生的三氧化二铝将产生的烟气中的氟化氢等污染物吸附出来的过程，在这个过程中，三氧化二铝做的是吸附剂，氟化氢是吸附质，并生最终将生成的三氟化铝运回电解槽再次利用,这样可以实现对铝电解烟气中的相关污染物的回收再利用, 通过这一步骤，也可以降低对氟化盐的消耗。这个化学反应是在一定温度下反映的，反应中同时还生成了对环境无害的水。
就通风方式来说，铝电解烟气净化系统的通风方式是比较复杂的，这个过程需要将局部通风和全面通风进行适当的结合，这样可以更好地对铝电解中产生的污染物进行有效控制。利用电解槽来收集生产过程中的有害气体，然后将这些气体导入干法净化系统，技术人员把这些气体称为一次集气。具体的干法净化系统工艺流程如下:在主排烟风机的推动下，通过导管将电解槽收集的气体导入主烟管，在其内部这些污染气体与三氧化二铝发生化学反应，在这个反应中将产生的污染气体中的氟化氢气体转化为固态的三氟化铝，最后经过分离过程将这些固体产物分离出来，然后通过相关管道将这些固体产物输送到电解铝反应槽中使用，经分离后的净化气体直接排放到大气中；对于那些通过集气罩缝隙进入的少量的烟气，最终经过多重因素的作用也排放到大气中，对环境造成了一定程度的污染，从始至终这些气体没有经过干法净化集气系统处理，这些气体是对环境有害的我们称其为无组织排放气体。从整个生产工艺来看,首次对这些废弃的集中效率（简称集气效率）是决定铝电解烟气中污染气体净化回收的根本因素，如果集气效率越高，那么无组织排放的污染气体就会更少，因此，集气效率决定着整个净化系统的净化效率。
3 铝电解烟气系统集气效率的影响因素及其控制
通俗的来讲，所谓铝电解烟气净化系统的集气效率是指所净化的气体占电解过程中产生的烟气总量的百分数,因此，有多种因素影响着集气效率，主要包括以下几点：
3.1 铝电解槽槽型对集气效率的影响
电解槽的形状是多式多样的，不同的电解槽有着不同形状和加工工艺，并且密闭程度也有很大差异，因此最终的集气效率也就明显不同。中间下料预焙槽是最好的，这种槽的集气罩为平板圆弧式，密闭性十分良好，并且具有加入原料时不用打开集气罩的优点，采用这种电解槽时集气效率高达98%以上；而上插棒槽电解槽，为裙式集气罩所，集气效率明显不高一般在70%左右；旁插槽是介于上面两种之间的另一种电解槽，其主要采用的是槽罩或槽帘来进行密闭，集气效率一般不超过90%；边部加工预焙槽又是一种不同的电解槽，这种槽虽然密闭性十分良好，但是由于需要多次打开和关闭罩子，从而导致了集气效率只能达到80%～90%； 由上面对比可知，中间下料预焙槽是最为优良的，这种槽不仅密封性能好，而且且加工起来方便十分，更为重要的是具有很高的集气效率，在目前的生产中应用最多，国内外采用其它型号的厂家都通过不同的方法将其改进为中间下料预焙槽。
3.2 铝电解烟气净化系统布局对集气效率的影响
合理的布局对一个企业的生产至关重要，因为这直接决定着生产工的复杂程度和生产效率的高低。铝电解生产也一样，布局方式直接影响着铝电解烟气净化系统的集气效率，因此，必须对其合理的布局，最为重要的是管道布局方式必须合理，因为管道布局不仅影响最终管道的长度，而且还决定着阻力系数，这些直接决定着生产中管道的压力损失,在相同的风压下，如果电解槽集气罩内的负压越大，那么漏气量也就越小，集气效率同时也就越高；选择一个合适的主排烟风机，这样可以确保负压满足。
3.3 生产运行控制对集气效率的影响
首先，电解槽支烟管调节阀门开启的角度直接影响着集气效率。在铝电解烟气净化过程中通常采用的通风方式为集中机械式，在这种通风方式下所有生产设备和原件都处在管道系统的负压区，这严重影响了生产运行控制，在初期的设计过程中虽然采取了一定的措施管径调节和阻力平衡计算，但是所有的电解槽集气罩的支烟管的直径都是相同的，并且在管道内部受到气体摩擦阻力和管道的局部阻力的影响，使得负压逐步减小，更为重要的是电解槽集气罩排烟量是通过支烟管的相关调节阀门的调节来作用的，在正常的生产运营中，这些阀门具有十分重要的作用，如果阀门开启过大或过小，则会出现很多不利，直接使集气效率降低。其次，影响集气效率的重要因素之一是铝电解烟气净化系统的密封性能，因此，在实际操作和管理中应该重点管理，提高现场操作人员的操作水平。
4 提高铝电解烟气净化系统集气效率的途径
4.1 选择合理的设计和合适的设备
设计是否优良，对任何生产企业都十分重要。铝电解也不例外，必须选择一分优秀的设计，另外结合具体设计和实际情况应该选择合理的设备，例如在选择电解槽时应该选择像中间下料预焙槽这样效率明显高，并且应该选用密闭性最好的电解槽设计；在管道方面的相关设计时应该最大限度的缩短主烟管长度,这样不仅可以降低系统的摩擦阻力，而且还节约出大量的管线。
4.2 加强管理水平
同样的一台机器一个熟练工和一个新工人生产出来的设备相差很大，并且单位时间内生产的产品数目也有很大差异。因此，必须采取措施提高生产操作人员的操作水平、操作质量,应加强对工人的培训和知道，确保每一次都能使集气罩盖板盖放严密、炉门关闭严密,这样可以极大地提高集气罩自身的密闭性，对提高集气效率有很大帮助。
4.3 合理调节电解槽支烟管调节阀门的开启角度。
不同的阀门在不同阶段有着不同的开启角度，这样才能使集气效率最大。在实际生产中，要根据实际情况合理调节好各种阀门的角度,在调节过程中要保证所有电解槽集气罩内负压均衡。
4 结束语
任何一个成功的企业，都有其自己独特的一套人力资源管理模式，人力资源管理是企业管理的核心，因为这不仅决定着生产效率和利益，更是直接影响着企业是否能长远发展。铝电解工业也不例外，不仅要从技术上和工艺上有所创新，更要从人力资源管理上抓起，配备一套优秀的领导班子，加强对员工操作技培训，提高员工素质，只有这样才能开创铝电解集气效率的新篇章。
参考文献
[1] 郝吉明,马广大,等.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1989.
[2] 胡传鼎.通风除尘设备设计手册[M].北京:化学工业出版社,2003.
篇9
关键词：电解车间；防雷接地；绝缘
1 铝电解厂房防雷接地系统的现状
某大工业电解铝厂，电解产能均在150kt/a，单栋电解厂房外形尺寸为1000mX27mx18m(长x宽x高)，电解厂房为钢结构厂房。防雷设计安装三类防雷等级设置，厂房所处位置为西北干旱地区，接地电阻较大。为满足防雷及配电系统的接地要求，电解铝车间防雷配置如下：
屋面防雷利用电解金属屋面彩钢板，钢板厚度大于2.0mm,满足防雷设计规范的要求，引下线利用钢结构柱，所有屋面板均与钢结构柱紧密相连，接地装置利用混泥土基础内的钢筋作为自然接地体，为满足接地电阻的要求，所有基础钢筋均用-25x4镀锌扁钢沿基础外缘1m连接，施工完成后实测接地电阻小于4Ω。电解厂部布置如图一
2 铝电解厂房的绝缘要求
铝电解采用电解技术进行生产，电解槽采用绝缘安装，按照相关规范，在电解槽的操作区内不能将大地电位引入，凡与电解槽有直接连接的工艺管道均需与接地系统做绝缘处理，所有电解槽的上部用电设备的配电均采用隔离变压器供电。
3 电解车间天车灼伤事故现象及情况介绍
1#厂房124#电解槽1#天车正在出铝，2#厂房408#电解槽处5#天车正将吸铝管插入电解槽准备出铝，此时发生天车起弧事故。
经检查1#天车吊钩上有2处直径约6mm的灼伤痕迹，吊钩的升降部分及旋转部分均有多处灼伤点。408#槽和124#槽及其门型架的绝缘全部击穿；408#槽的烟管绝缘击穿。
1#、2#、5#、6#天车为进口NEL天车。该4台车运行在靠整流所侧，承受正负直流电压约800～900V。
该电解系列2005年投产，在2005年至2010年之间运行正常，2010年发生过1次同样现象的事故,事故槽涉及408#槽和6#天车。
4 事故分析
正常情况下两栋电解厂房内电解槽之间的电压回路见图二。
当两栋厂房内两台电解槽同时出铝时，正负母线间电压回路为：124#槽负极――1#天车――1#厂房建筑物钢立柱――大地接地线――2#厂房建筑物钢立柱――5#天车――408#槽正极，在电压回路中两台天车分别承受约50%的正负极之间的电压，由于天车已作多级绝缘，故能安全产生。
正常生产时，电压回路一为：124#电解槽――大地接地线――408#电解槽，在电压回路中，两台电解槽分别承受约50%的正负极之间的电压，由于电解槽已作绝缘，故能安全产生。
正常生产时，电压回路二为：124#电解槽――124#电解槽烟管――大地接地线――408#电解槽烟管――408#电解槽，在电压回路中，由于电解槽烟管已作绝缘，故能安全产生。
事故时当1栋厂房内靠近整流所侧的124#槽天车正在出铝，如果408#槽绝缘损坏或绝缘降低，电压回路为：正极――408#槽――大地――1#厂房建筑物钢立柱――1#天车――124#电解槽――负极，1#天车直接与124#槽内铝水接触，故承受约900V电压，若天车绝缘降低，绝缘将被击穿，天车被灼伤，而124#槽的烟管与1#天车并联，由于未直接与铝水接触，回路电阻大于1#天车，故烟管被保护。
如果408#槽绝缘损坏或绝缘降低，电压回路二为：，正极――408#槽――408#槽烟管――2#厂房建筑物钢立柱――大地――1#厂房建筑物钢立柱――1#天车――124#电解槽――负极，由于1#天车击穿，烟管承受较高电压使烟管的绝缘击穿；由于5#天车与408#槽烟管为并联，5#天车的有多级绝缘，其电阻较烟管大，故烟管被击穿，5#天车被保护。
经以上分析，笔者认为：
（1）1#天车的绝缘已降低，需检查绝缘；
（2）408#电解槽绝缘也有问题，存在绝缘薄弱的位置，致使2次事故均与该槽有关。
5 结合事故现象防雷接地系统的改进措施
从事故现象看，是由于电解槽及设备的绝缘下降造成的事故，但是由于两栋厂房间的接地扁钢是也是让高电压穿越两栋厂房的原因。
铝电解厂房环境差、多尘、有沥青烟气和腐蚀性气体，项目投产的前期由于设备的绝缘能满足要求，故能安全生产，经个多年的运行，设备绝缘下降，产生事故的几率会大大提高，争对上述故障，可采取以下措施来解决上述问题。
（1）为避免因防雷接地系统造成的直流高电压引入接地的机械设备的故障，应将防雷接地与配电系统接地网完全分开，并将1厂房，2厂房的防雷接地网独立，这样即使在设备绝缘遭到破坏，由于绝缘破坏的电解槽间电压较低，对设备的伤害可大大降低。
对新建项目，应采用独立避雷接地系统，若为钢厂房，不宜将整个厂房联为一个接地的整体，尤其避免在电解槽的操作面将接地系统引入，并采取适当的绝缘措施，以保证操作面的安全。
（2）对现有设备加强检修，并加装绝缘监测装置，当车间内设备绝缘下降时及时发出信号，及时安排检修，避免事故的发生。
参考文献；
1《有色金属冶炼厂电力设计规范》YS5002-96
2《工业与民用配电设计手册》中国电力出版社 第三版
篇10
【关键词】：电子秤；阻容 ； 设计；降低；故障
Abstract: This paper combine with electrolysis multi-function overhead traveling crane operation, analyzes the cause of the failure of the multi-function overhead traveling crane electronic scale, according to the actual situation, proposed solution to the problem.Key words: electronic scales; RC; design; reduced; failure
中图分类号：文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02
一、概述
电解多功能天车是机、电、液、气一体化的大型铝电解专用机组。要完成预焙阳极铝电解出铝及计量作业。目前，铝电解多功能天车电源采用三相四线制引入, 供电电压为3×(380V±10%)、频率50±0.5Hz。考虑变频器易产生谐波干扰等问题,在大车上设电源隔离干式变压器，电机采用屏蔽型电缆，电子秤采用重庆大学PTM系列电子秤。
二、存在问题
由于电解强磁场，大电流的原因，造成电解多功能天车在运行过程中，容易因电磁干扰，发生杂波及尖峰电流烧损电子秤主电路板电气原件，使电子秤发生故障。
三、原因分析
电解厂铝电解多功能天车电子秤在设计安装时考虑三相电源易产生谐波干扰等问题,在大车上设电源隔离干式变压器，而非线形负荷产生的谐波电流注入电网，使变压器低压侧谐波电压升高，低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。在三相回路中，谐波电流是零序电流，零序电流在中性线中是相互叠加的。零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的，使供电系统中的中性线电流很大。当中性线上有较大的谐波电流时，中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降，此中性线电压降以共模干扰形式干扰各种微电子系统的正常工作，使控制设备和精密仪器工作不可靠，故障率高。因而这种方法不能有效的降低电子秤的故障率。同时，由于厂家在设计多功能天车时，未能采取合理的安装技术，使得多功能天车容易发生各部位之间的绝缘破损，造成将直流电（电解槽用直流电为330kA）窜入多功能天车各部位，产生交直流短路现象，烧损电子秤主电路板电气原件，使电子秤发生故障。
四、解决问题的方案
为了解决这些影响电子秤正常工作的问题，就要消除电路中存在的电磁谐波，及交流电路中的直流成分，结果现场调研及多次试验，除解决多功能天车绝缘部位存在的问题，确保电解多功能天车绝缘良好的情况下，为了彻底解决电子秤故障率高的问题，设计了阻容吸收器这种装置，将其加在电子秤交流输入侧，增大整流阻抗使整流重叠角增大，减小高次谐波电流。同时有效过滤电路中的直流成分，从而降低电子秤的故障率，提高天车运行的可靠性和稳定性，保证了正常生产，可最大限度地减少设备备件费用。
阻容吸收器是对真空开关开断产生的操作过电压，专用的保护设备（又称RC保护器）。它是将高压电容器和专用无感线性电阻串联后接入电网的一种吸收过电压的有效电源保护元件。
1、阻容吸收器的滤波原理
2、RC低通滤波电路之输出讯号振幅与频率的关系
3、接入电子秤的RC低通滤波电路
根据幅频、相频特性公式：
分析可知，当f（频率）很小时，A(f)=1，信号不衰减的通过；当f很大时， A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通过，满足滤波要求。
五、效果评价
由于本方法只需在电子秤交流输入侧安装阻容吸收器，实现起来简单方便，即便三相电源因其他因素影响而产生高次谐波电流，也不会使电子秤产生较高的故障率，从而保证铝电解多功能天车的正常生产，填充了铝电解多功能天车原始设计工艺上的缺陷，使得铝电解多功能天车的运行更加趋于稳定，所以该发明使用效果良好。
目前，在青海黄河水电再生铝业有限公司电解厂铝电解多功能天车机组上应用一年多以来，电子秤的故障率得到明显下降，电子秤的故障率由原来的7.56%降低到现在的1.31%，年节约了成本约60万余元，同时该装置可推广到其他设备保护中，起到良好的经济效益。
作者简介：满朝元 男生于1969.4
