王煊[1]2004年在《160KA预焙铝电解槽强化电流试验研究》文中研究表明作者通过对青海分公司160kA电解槽扩容到180kA后的磁场、流场、电压平衡、电流效率和热平衡进行各种测试分析与计算，得出了如下的研究结论： 1) 在原有电解槽内衬结构和母线配置不变的情况下将阳极从1400mm加长到1500mm，在技术上是完全可行的，而且将阳极两侧各向外延长50mm的方案最好； 2) 电流扩大后电解槽内的磁场强度有所增加，但不影响电解槽的正常生产，同时电解槽的流速差有所减少，这样可减少因此而引起的铝液的波动，有利于电流效率的提高和改进； 3) 电流扩容后，阳极电流密度、阳极和阴极电压降增加微小或不增加，不会造成阳极工作条件变坏和电耗的增加； 4) 在现行160kA电解槽的电流密度条件下，极距降低2毫米是可行的，同时扩容后电解槽的阴极电流密度增加，有利于电流效率的提高；槽电压的适当降低，不但稳定了槽帮结壳的厚度，而且吨铝直流电耗降低了150kWh以上。 电解槽的扩容改造在增加少量投资的情况下，不但增加了铝电解的产量，而且使电流效率、电耗等经济指标得到了提高，具有很好的推广价值。
张红亮, 张翮辉, 李劼, 吕晓军, 徐宇杰[2]2011年在《160kA预焙铝电解槽电流强化后热平衡的数值计算》文中提出电流强化是提高铝电解槽产能和劳动效率的有效途径,但同样会带来热场等槽况的波动,需要调节相关生产工艺以维持热量平衡,确保生产的平稳运行。本文以某160kA中小型铝电解槽为对象,采用有限元分析软件ANSYS平台进行电热平衡数值仿真计算。结果表明,当该型电解槽电流强化至180kA时,将极距和上部氧化铝覆盖料厚度分别降低10mm和15mm,并将铝水平提高20mm,可维持良好的热平衡状况。工业实验证明,通过同时对控制精度及工艺的调整,该槽型电流效率从92.5%提高到93.5%,直流电耗由13600kWh/t-Al降至12400kWh/t-Al。
马素红[3]2007年在《基于ANSYS的大型预焙铝电解槽热电场的仿真》文中认为铝电解槽中电、热场分布状况直接影响到电解槽的稳定性以及电流效率和能量消耗，而且，在生产实践中，铝电解槽的电、热场分布难以直接测量。因此，对铝电解槽电、热分布的计算机仿真研究有着十分重要的意义。本文借助大型通用有限元分析软件ANSYS，对铝电解槽电、热场分布进行了研究。首先，分析了铝电解槽结构，针对正常生产情况，给出了铝电解槽电、热场叁维静态物理模型及数学模型，并结合铝电解槽的实际情况，给出模型的边界条件。其次，结合160KA铝电解槽进行了铝电解槽电、热场的仿真分析，结果表明：160KA铝电解槽正常生产过程，能量总支出为每秒607.96KW，其中：槽体上部散热量143.48KW、槽体侧部散热量114KW、槽体底部散热量13.8KW、补偿电解所需能量336.68KW；能量总收入为每秒610.24KW，槽总电压为3.814V，其分布为：阳极压降0.36V、阴极压降0.357V、极间压降1.297V、极化压降1.8V。在此基础上，通过相应的参数调整，对350KA铝电解槽电、热场进行了计算，重点给出铝电解槽达到静态能量平衡且各阳极高度相同时，槽内阳极炭块电、热场的分布情况，并对铝电解正常生产中，新换阳极不导电和完全导电时，槽内正常工作的阳极炭块的电、热场分布情况分别做了仿真分析。最后，针对160KA铝电解槽阳极结构尺寸进行了优化设计，给出了两种可行的优化设计方案，两优化方案中，阳极炭块尺寸均增加，钢爪直径、钢爪深度也均增加。其中一方案，阳极炭块长、宽、高依次增加62mm、5mm、55mm，钢爪直径、深度依次增加18mm、13mm；另一方案，阳极炭块长、宽、高依次增加76mm、6mm、11mm，钢爪直径、深度依次增加25mm、18mm。两种优化方案降低槽电压分别为58mV、91mV，电能消耗相应的减少了197.2KWh／t-Al、309.4KWh／t-Al。
万押平[4]2004年在《大型铝电解槽设计参数的选择与优化研究》文中认为霍尔-埃鲁铝电解槽经过了一百多年的发展，技术已经很成熟，今后其发展方向是大容量、大型化、自动化程度高的预焙阳极电解槽，现代铝电解追求高效、低污染、低能耗的工艺。本着这种思想，以国内外生产实践为基础，结合我国近几年来铝电解生产中“四低一高”的工艺条件，综合考虑多种因素，对200-300kA预焙阳极电解槽的技术经济指标进行了充分的选择与论证，对电解中的物料平衡、电压平衡、能量平衡进行了核算。所设计槽体为侧部散热、底部保温型，采用通长半石墨质阴极炭块，阳极投影与阴极正对，采用化学防渗技术与焦粒焙烧技术，以达到延长槽寿命的目的；进电方式采用大面四点进电，以有效减少磁场干扰，保证电解槽生产平稳进行。
徐玉峰, 李大寨, 张力, 王世杰[5]2010年在《大型预焙铝电解槽强化电流的生产实践》文中研究指明以南山铝业有限公司160kA预焙铝电解槽(从160kA强化到168kA)强化电流生产为例,论述强化电流生产的可能及对生产过程的影响,分析强化的进程和建立新的生产平衡过程,指出在强化生产的工艺优化方面不断探寻匹配的生产工艺技术条件,深挖潜力,使得强化电流所带来的能量用于电解生产,使强化电流对电解槽冲击变得更小,以获取强化电流生产的最大经济效益.
刘冬喜[6]2006年在《铝电解节能、工艺条件优化实践》文中进行了进一步梳理电解铝是一个高能耗的行业,在世界能源日趋紧张的情况下,如何降低电解铝行业的电力消耗,成为制约企业发展的关键因素。 本文首先对兰州连城铝业有限责任公司的发展历程、发展规模、工艺工况的变化作了初步阐述。该公司始建于1966年,目前拥有先进的200kA大型预焙电解槽、改造后的90kA小型预焙槽,己形成了年产电解铝27万吨的规模。 其次,对90kA预焙铝电解槽的生产工艺条件及控制要求进行了仔细分析,在电解槽与生产工艺两方面研究并分析了降低电力消耗的各种方法。阐述了比较合理的“四低一高”工艺的发展过程及其优点,“四低一高”即低电解质温度、低分子比、低氧化铝浓度、低效应系数、高工作电压的工艺控制过程;并与“叁低一高”、“五低一高”的工艺过程进行了分析对比。 在前面理论与实例分析的基础上,结合目前兰州连城铝业有限责任公司的生产实际情况,创新地提出了“二高一低”新的工艺条件:相对升高电流、升高铝水平,进而降低槽设定电压,从而达到优化原工艺条件、降低能耗的目的。并对这一新工艺措施进行了可行性理论分析与生产实际检验,经过企业的实际运行取得了良好的经济效益。确立了优化的工艺条件为:92kA的电流强度下,铝水平保持20～21cm,槽电压为4.188伏,其它工艺条件基本不变,电解槽运行良好,降耗效果明显。 本文还对如何实现这一工作条件尤其是在状态发生改变时制定了详尽的操作管理规程,并对生产过程中信息的采集、处理作了合理化的要求。
戴小平[7]2004年在《160KA预焙铝电解槽工艺与控制技术综合优化的研究》文中研究说明本文在论述了青海铝160KA预焙铝电解槽工艺与控制技术的综合优化基础上，重点研究了采用智能模糊控制技术后电解相应配套设施的改造以及电解技术条件的改善，研究结果表明： 1) 智能模糊控制技术能成功地应用在青海铝160KA铝电解槽上； 2) 智能模糊控制技术优势的充分发挥需要结合工艺技术条件的综合优化，以此为前提确立了与现行智能模糊控制技术铝电解槽相适应的工艺技术条件，即：即低分子比、低电解温度、低氧化铝浓度、低阳极效应系数、高电压(高极距)。 3) 结合作者多年的铝电解研究经验和青海铝生产现场的实际情况，通过对智能模糊控制技术的具体实施，总结出一套有青海铝特色的160kA中间下料预焙槽的工艺技术条件。 4) 配合工艺技术条件的优化，作者同时也强调了强化职工的培训、提高操作工作质量和规范操作程序也是保证智能模糊控制技术工艺技术顺利实施的关键。 通过以上改进，青海铝160KA电解槽智能模糊控制技术获得了显着的增产节能效果，生产统计表明，采用智能模糊控制技术及配合上述其它方面的改进后，电流效率可达到93％以上，吨铝直流电耗13500kWh，与未采用智能模糊控制技术槽相比，电流效率提高了4个百分点，直流电耗降低了300kWh/t-Al，在国内同类型电解槽中各项主要经济技术指标处于领先地位。
梁学民[8]2011年在《大型预焙铝电解槽节能与提高槽寿命关键技术研究》文中研究说明铝电解节能与提高槽寿命是我国铝业界高度关注的技术研发主题。本文在国家科技支撑计划项目和国家重大产业技术开发专项项目的支持下,以实现铝电解过程大幅度节能和提高铝电解槽寿命为目标,从电解槽内衬材料、电解槽结构以及电解系列不停电停/开槽装置与技术等方面开展了创新研究。论文主要工作及创新如下：(1)针对大型铝电解槽内衬破损的特征,研究设计了一种可压缩的阴极内衬结构,研制出一种新型的抗电解质渗透的阴极内衬材料—高效抗渗砖,并提出了可压缩材料的应用技术条件。工业应用试验表明,可压缩阴极结构及材料的应用可有效延长电解槽寿命。(2)开发出一种400kA级高能效铝电解槽技术,并成功实现了产业化。通过对电解槽物理场配置进行优化,并采用双排烟技术、两段逆流烟气干法净化技术和净化系统的综合自动化控制技术,取得了如下主要技术经济指标：电流强度：400±10%kA；槽工作电压：≤3.85V；吨铝直流电耗：≤12328kWh/t-Al；电解槽集气效率：≥99%；阳极效应系数：≤0.015；总氟排放量：≤0.6kg/t-Al；总尘排放量：≤1.Okg/t-Al。(3)提出了一种“静流式”铝电解槽结构。该种电解槽采用阴极垂直出电的方式代替目前水平出电方式,从而大幅度降低铝液层中的水平电流,大幅度削弱电磁力对槽内熔体的影响,进而减小铝液流动和波动；同时,对电解槽母线配置进行结构优化,得到一种可使磁场分布最优的母线结构。应用该种母线配置的400kA铝电解槽的垂直磁场最大值为8.963Gs,平均值为3.602Gs,远低于同规格普通电解槽,从而可望提高电解槽运行稳定性,为大幅度降低极距,实现大幅度节能创造条件。(4)开发了一种大型铝电解槽系列全电流条件下停／开槽技术,研制出由分置式多点分流、同步运行开关组装置和可变电阻分流装置等构成的不停电停开槽装置,解决了电解系列不停电条件下实现电解槽停开操作的技术难题,消除了停开槽导致的系列停电对整流装置及电网的冲击,改善了电解系列的运行稳定性,有利于提高电解槽寿命和能源利用率。
张明谦[9]2006年在《大型预焙铝电解槽工艺技术条件优化试验》文中研究表明本文针对铝电解过程的特性进行了认真的研究。明确指出铝电解槽是一个非线性、多变量、大滞后且具有模型不确定性的复杂被控对象,氧化铝浓度与槽电阻关系的特征曲线具有漂移特性,曲线的形状与位置会不仅随极距、电流强度、电解质成份、槽膛形状与大小、电解质高度和铝液高度等多种因素的变化而改变,而且还与所采用的工艺技术条件有很大的关系,并受到出铝、换阳极等人工操作工序及其它人为因素的干扰。 对大型铝电解槽各项工艺技术条件对电解过程的影响进行了全面的分析和讨论。指出电解槽工作电压的设定与极距和热平衡的关系最为密切,并通过理论分析推导出分子比调整量与设定电压调整量之间的关系,即分子比发生变化时,保持极距不变,设定电压应相应调整的幅度:通过计算得出,设定电压提高50mv,只要能使电流效率提高1%,则可维持吨铝电耗基本不变:通过对比分析指出,分子比降低,电流效率升高,另外,对MgF_2、LiF、CaF_2等添加剂对电流效率的影响进行了分析;从理论分析的角度指出,氧化铝浓度的工作区域应该设定在1.5～3.5(wt)%的范围;此外,指出采用点式下料和按需下料技术后,用效应来定期跟踪氧化铝浓度和消除沉淀的意义变得很小,效应时的效应加工和其后的过量下料实际上可能导致更多的沉淀,因此,有先进控制技术来实现电解槽在较低的氧化铝浓度(1.5%～3.5%)运行时,在考虑了阳极碳块质量和氧化铝原料的溶解性能的基础上,可选择较低的阳极效应系数:对槽膛内型及流体动力学因素对电流效率的影响进行了比较深入的研究。 详细介绍了结合大型电解槽的生产特点确定的叁套试验方案的实施情况,从工艺制度、添加剂的使用、电解质过热度及阳极效应的认识和管理等方面总结出了本项目优化试验的工艺研究成果。即通过工艺试验研究摸索出的200kA预焙铝电解槽的最佳工艺技术条件及适应于大型预焙铝电解系列生产槽的“四低一高”的工艺制度:通过技术条件的优化匹配,实现了低过热度生产(5-10℃),保证了炉膛内型的相对稳定:通过添加氟化镁试验,用实践证明添加剂对电解控制系统没有明显干扰,对降低电解质温度,从而提高电流效率有明显益处以及“按需效应”的工艺控制策略:总结出了我国大型铝电解槽优化后的工艺技术条件与国外的区别。
王元[10]2004年在《湖南创元铝业公司240KA预焙铝电解槽工艺技术条件优化的研究》文中认为本文结合240kA预焙铝电解槽生产现场实际工艺技术条件的管理和优化,找到了240KA预焙铝电解槽的设计中存在的缺陷;通过技术条件的优化,在这种电解槽上取得了很好的工艺技术指标,有些甚至超过了设计指标。 在电解槽工艺技术参数的分析上,采用了求平均偏差的方法来分析其变化趋势;采用离散度的分析方法来考察工艺技术条件保持的一致性,实际运用的效果表明,这种分析方法非常适合电解槽工艺技术的宏观管理。 铝电解是一个缓变滞后的系统,电解槽工艺技术条件的调整要遵循循序渐进的原则,每次调整的幅度不能太大,避免电解槽出现大起大落。电解槽平稳运行是电解槽控制系统发挥作用的前提,电解槽出现严重波动时,控制系统将停止氧化铝浓度的解析,势必会影响电解槽氧化铝浓度的控制,进而影响效应控制。 电解槽工艺技术的分析要把握物料平衡和热平衡这两个基本点,并结合电解槽的炉膛、两水平、槽温、保温情况、阳极质量及配套设备状态来进行综合分析,要善于分析槽况影响因素间的辩证关系,找到槽况不好的真正症结所在,一定要避免越调越偏。 要加强电解槽各种生产数据的存储和管理,充分发挥现代铝电解控制系统强大的数据存储和处理能力,运用科学的分析方法,从海量的数据中寻找到内在的规律性东西;同时要严格管理数据输入工作,保持生产数据的准确性和客观性,为科学决策提供保障。
参考文献：
[1]. 160KA预焙铝电解槽强化电流试验研究[D]. 王煊. 中南大学. 2004
[2]. 160kA预焙铝电解槽电流强化后热平衡的数值计算[J]. 张红亮, 张翮辉, 李劼, 吕晓军, 徐宇杰. 轻金属. 2011
[3]. 基于ANSYS的大型预焙铝电解槽热电场的仿真[D]. 马素红. 北方工业大学. 2007
[4]. 大型铝电解槽设计参数的选择与优化研究[D]. 万押平. 中南大学. 2004
[5]. 大型预焙铝电解槽强化电流的生产实践[C]. 徐玉峰, 李大寨, 张力, 王世杰. 《铝电解槽新型结构新技术研讨会》论文集. 2010
[6]. 铝电解节能、工艺条件优化实践[D]. 刘冬喜. 兰州理工大学. 2006
[7]. 160KA预焙铝电解槽工艺与控制技术综合优化的研究[D]. 戴小平. 中南大学. 2004
[8]. 大型预焙铝电解槽节能与提高槽寿命关键技术研究[D]. 梁学民. 中南大学. 2011
[9]. 大型预焙铝电解槽工艺技术条件优化试验[D]. 张明谦. 兰州理工大学. 2006
[10]. 湖南创元铝业公司240KA预焙铝电解槽工艺技术条件优化的研究[D]. 王元. 中南大学. 2004