330KA铝电解槽生产过程中电流效率的提升研究
浅析关于铝电解糟电流效率的提高
２ ０ １ ５ 年６ 月 ・ ２ １ ３－
浅析关于铝 电解槽 电流效率 的提高
徐 敏
宁夏青 铜峡 铝业 股ຫໍສະໝຸດ 有 限公 司质量 检 测 中心 ， 宁夏 吴 忠 ７ ５ １ ６ ０ ３
摘要 ：对影响 电解槽 电流效 率的因素进行 了分析 ，对提 高电流效率的主要措施进行 了介 绍，并结合现代铝 电解 工艺探 讨 了提 高电流效率 的主要途径 。指 出了研 发方向． 关 键 词 ： 铝 电解 槽 ： 电 流 效 率 ：提 供 中图分 类号 ：Ｔ Ｆ ３ ５ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１ ６ ７ １ ． ５ ５ ８ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ２ ３ ． ０ ２ １ ３ ． ０ １ 前 言 所谓国民经济发展的基础产业， 电解铝是高耗能产 品。 近 年来， 电解铝发展迅速，经过技术进步， 电能效率提升 ， 每 生产 １ ｔ电解铝综合交流 电耗大大降低 ，但是 能耗仍然较 大 。随着 国家国家节 能减排政策和措施 的实施 ，铝生产应该 加 快了结构调整步伐 ，积极探索 降低 电耗 的技术方法 。近年 来 ，有 色行业 的科技创新活动不 断发展 ，电解铝领域 的技术 也正在 进行研究开发，促使我 国铝 电解水平提升 。但是 由于 （ １ ） 国内电解槽的设计经验不足 ， 对于热平 衡设计不够； （ ２ ） 国内的半石 墨质 阴极阴极材料 ，导致压 差较低 ；（ ３ ）国内电 解槽 电流效率与国外相差 ２较大，直流 电耗 高；（ ４ ）国内铝 土矿 品位低 ，造成 电流效率较低 。 因此 ，必须针对 以上 因素， 提 升电流效 率、采取 多种 措施 降低 了铝 电解 槽单 耗。 ２ ． ２ ． １ 电流强度 根据公认的 电流强度 的理论关系式 中，当单位阴极面积 的金属损失量得到有效控制时 ，电流强度增大会 使得 电流效 率随着提高，反之 则降低 ．这也是铝 电解大 型化 的理论依据
如何提高铝电解生产过程的电流效率
铝与 氟化钠 作用 ：
Ｚ＋ ６ ａ Ｎ Ｆ — Ｎ ａ３ Ｆ６＋ ３ ａ ＡＺ Ｎ
ＡＬ七 ６ ｎＦ — Ｎ Ａｔ ＋ Ｆ ３ ａ Ｆ Ｎ
不 变 的量 ， 果 想 改 变 其 值 ， 从 电 流 强 度 入 手 ， 如 便 有 些 铝 厂为 了提高 产铝量 ， 制 提高 电流 强度 。 强
第 １ 期 总 第 ２４期 ２ １
２１ ０ ０年 ６月
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉｎ ｒＭ ｏ ｇ ｌ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ＆ Ｅｃ ｎ ｍｙ ｎ ｅ ｎ ｏｉ Ｓ ｉｎ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｏｏ
Ｎｏ １ ， ２，ｔ ｅ ２ ４ ｈ ｉ解 等 因 素 的 影 响 。 电 水 ３ 实 际 生 产 过 程 中 ， 起 铝 损 失 ， 低 实 际 产 铝 量 引 降 的 主 要 原 因
３ １ 铝 的 溶 解 损 失 ．
Ｃ— ｏ ３ ５ ｇ ． ３ ６ Ａ ｈ
铝 的 电化 学 当 量
Ｉ电解槽 系列 平均 电流强度 ； ： ｔ电解 时间 ； ： 例 ： ０ ＫＡ 的 铝 电 解 槽 ， ４ 的 产 铝 量 。 ３０ ２ｈ
关 键 词 ： 流 效 率 ； 的 二 次 反 应 ； 解 温 度 ； 流 密 度 ； 解 质 的 摩 尔 比 电 铝 电 电 电 中图分类 号 ： ＴＦ８ １ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：ｏ ７ ６ ２ （０ ０ １ 一 ｏ ７ 一 Ｏ １ｏ— ９１２ １）２ Ｏ８ ２
铝 电 解 过 程 中 ， 响 电 能 损 耗 的 一 个 主 要 因 素 影 便 是 电流 效率 ， 平 均 电压 为 ４ ２ ， 产量 为 ２ 在 ．Ｖ 年 ０万 吨 的 铝 厂 ， 流 效 率 每 提 高 １ ， 年 可 节 省 电 能 电 每 Ａ ０ ２ ９ ｏ Ｗ ・ｈ， 电 价 为 ０ ３ ２ ｋ 当 ． ５元 ／ ｗ ・ｈ， 节 省 成 ｋ 可 测 量 精 确 ， 由 于 需 放 入 示 踪 元 素 ， 引 人 一 定 但 会 的 杂 质 ， 低 铝 的 品 位 。铝 液 中加 入 少 量 示 踪 元 素 ， 降 均 匀 溶 解 后 ， 液 测 得 铝 中失 踪 元 素 含 量 。 踪 元 素 取 示 选择 ； 、 、 射 性 同位素 。 铜 银 放 设 取 铜 为 示 踪 元 素 ， 入 量 Ｍ 。铝 液 中 铜 的 总 加 ， 浓 度 Ｃ ， 液 中 固 有 铜 质 量 Ｍ 浓 度 为 Ｃ： 知 ： 铝 ｚ ， 可
铝电解槽电流效率测定方法研究
2020年第４期中国高新科技 37POWER TECHNOLOGY 电力科技铝电解槽电流效率测定方法研究张 健（沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110001）摘要：铝电解槽测定电流效率最常用的方法是简易盘存法、加铜盘存法及气体分析法。
文章通过理论分析并结合设计与生产实践，对上述3种方法的测定原理及误差产生的原因进行了分析和讨论。
关键词：铝电解槽；电流效率；测定 文献标识码：A 中图分类号：TF821文章编号：2096-4137（2020）04-37-02 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2020.04.12Study on measurement methods of current efficiency of aluminum electrolysis cellZHANG Jian(Shenyang Aluminum and Magnesium Design and Research Institute Co., Ltd, Shenyang 110001, China)Abstract: The most commonly used methods to measure the current efficiency of aluminum electrolysis cell are simple inventory method, copper inventory method and gas analysis method. Through the theoretical analysis and the experiences of design and actual production practices, this paper analyzes and discusses the measuring principles and the causes of errors of the three methods.Keywords:aluminum electrolysis cell; current efficiency; determination0 引言铝电解槽电流效率是在给定时间和电流内电解槽实际产铝量与电解槽理论产铝量之比。
330 kA大型预焙铝电解槽原铝质量管理研究
４ 统计数据 分析
２ ０ １ ２年铝 行业逐 步转入寒冬期 ，各 电解 铝企业 纷纷陷入 了亏损 的行 列 ，为避免亏损进一步扩大 ，公 司停掉 了 ３ ／ ４的产 能 。２ ０ １ ３年 ，受益 于政 府 的各项 优惠政 策 ，公 司决 定再次启
阳极判级
Ｔ Ｙ 一 １ Ｔ Ｙ － ２ Ｔ Ｙ 一 ２ Ｔ Ｙ 一 １ Ｔ Ｙ 一 １ Ｔ Ｙ 一 １ Ｔ Ｙ 一 ２ Ｔ Ｙ 一 ２ Ｔ Ｙ 一 １ Ｔ Ｙ 一 １
一＾ ｌ ９ 目Ｔ 以上 ＿Ａ １ ９ ９ ． ５ ０ ～明 Ｔ Ｏ Ｄ Ａ １ ９ ９ ０ 以下
图 ２ 原铝品位趋势图
Ａ １ Ｆ 判级
Ａ Ｆ 一 １ Ａ Ｆ — ｌ Ａ Ｆ — ｌ Ａ Ｆ — ｌ Ａ Ｆ １ Ａ Ｆ １ Ａ Ｆ — ｌ Ａ Ｆ 一 ０ Ａ Ｆ 一 ０ Ａ Ｆ 一 ０
２ ０ １ ４年第 １ ４期 （ 总第 ３ ７ ８ 期）
企业科技与发展
１Ｏ ３
料 ，它们 的品位越高 ，电解进入铝液 中的杂质含量就越少 。表 ３为我公 司 ３～１ ２月入厂原辅材料判级 隋况表。
一
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３月
表 ３ 原辅材料判级情况
积 物熔化 ，裂 纹通道被 打开 ，熔液穿过 底部炭块 引起 阴极钢 棒 熔化 ，而且 通过裂缝 浸入 的铝液会 还原耐火 材料 中铁硅氧 化 物 ，使铁 和硅进入铝 液 中 ，使原铝质 量下 降 ，所 以电解槽
６ 提高 原铝Biblioteka 量的管理措施 ６ ． １ 严格 控 制原辅 材 料质 量
氧化 铝 、阳极 碳块 和氟化 盐作 为电解铝 生产 的主要原 材
对铝电解槽强化电流技术的探讨
３ 假设整流效率 ９ ％恒定不变。 ） ８
・
３ ２・
铝
镁
通
讯
２ １ 年№ ３ ００
４） 设 电解 槽 在设 计 电流 ２ ０Ａ时 的效率 为 假 ４ｋ
满 足 以上条件 的情 况下 强化 才能 有利 于企业 效益 的
２ １ 芷 Ｎ ００ ｏ３
铝
镁
通
讯
・ ｌ・ ３
对 铝 电解 槽 强化 电流 技 术 的探 讨
王章 雅
（ ． 山东华 宇铝 电有 限公 司 山 东临沂 ２６ １ ） ７０ ７
摘
要： 文 根 据 本 公 司 强化 电 流 的 经 验 。 用 数 学 的 方 法从 企 业 经 济 效 益 的 角 度 探 讨 其 强 化 电 流 的 外 部 条 件 ， 本 运 并
还提 高 了 吨铝 阳极 消耗 。 以上 的定 性分 析 可见 强 从
的可 行性 小 。扣 除 自焙 槽 改造 成 预焙槽 的生 产
量 ，新 建 的 １ ０ Ａ 以 上 预 焙 槽 约 占总产 量 的 ６ ６ｋ ０ ％以上 ，如 果 将 这 部 分 预焙 槽 电流 强化 ｌ ％ ，电 ０ 流强化后每年可 增加产量 ５ ５万 吨 ， 国 内新 建 电 解 铝投 资费 用 为 １１万元 ， ． 吨 １３万 元 ， ，而 ． 吨 强化 电流 增 产 的 电解 铝 需 要 的投 资 仅 为 新建 项 目 投 资 的 ０～３ ，可 节约 投 资 约 ８ ％ ，所 以 ，强 ０％ ０ 化 电流 增 产 ５ ５万 吨 电解 铝 可 节 约 投 资 ５ ０亿 元 。
红 ，险象 环 生 。才 发 现 本 公 司 的 电 解 槽 现状 不 适
铝电解生产中影响电流效率因素的研究
The Research to the Factors that affect the Current Efficiency in Aluminum Electrolysis
Abstract
Current efficiency is a very importantTechnical Indexin Aluminum electrolysis. To some extent, it reflects thelevelof technical and controlin Aluminum electrolysis. Consequently, high efficiency and low energy consumption has always been the important goal in the Aluminum electrolysis. According to themechanism of the reduction of current efficiency and the factors lead to low efficiency.And then propose several methods which include technical and management to enhance the current efficiency.
在铝电解生产中，如何提高电流效率，降低能耗一直是电解生产中的重中之重。电流效率的高低不仅可以反映出电解生产质量的好坏，而且它还直接影响着企业的经济效益。
提高电流效率是电解生产追求的一个主要目标，因为电流效率的提高意味着产量的增加和消耗的降低。理论和实践均证明，降低电解温度可以提高电流效率。目前降低电解温度的方法主要有两个：一是采用钾盐电解质；一是采用低分子比电解质。低分子比电解质在国外大型预焙槽上得到成功地应用，电流效率达到95％左右。锂盐电解质在一些自焙槽上也有成功应用的范例，电流效率达到90％以上。我国不同厂家对以上两种方法也进行过试验，有的取得了效果，有的则以失败告终。在采取降低槽温措施的电解槽上，需要领导的重视和工程技术人员、管理人员以及生产操作工人相互密切配合，共同摸索出一套适合自己槽子特点的技术条件，才能使节能措施发挥应有的作用。
电解铝电流效率影响因素及电流强化应对思考
电解铝电流效率影响因素及电流强化应对思考摘要：目前，大容量电解槽在中国铝工业发展中逐步形成主导地位。
电流强度的增大，会显著增加电解铝的产量，保障生产任务目标的完成;但与此同时也带来一些不利影响。
如何权衡利弊，需要各企业结合自身实际情况，在依法合规和确保安全的前提下，有选择地取舍，以期达到预计生产经营目标，发挥和提升企业自身价值。
关键词：在进行电解的过程中实际形成的铝的产量与同样环境下铝的理论产量之间形成的比值被称为电流效率，在特定的生产环境下，电流的效率在一定程度上将直接决定了铝的实际产量。
电解铝在生产的过程中，电流效率属于其中一项非常重要的参考指标，并且在一定程度上直接体现出了电解铝生产的效率以及水平。
主要是因为在进行电解的过程中，金属铝需要在阴极条件下才能形成，同时其金属铝的完整性可能还会受到很多外界因素的影响，这就导致电流效率很难实现较高的比值，通常情况下，实际的生产总量一直要低于理论产量。
1影响电流效率的主要因素1.1电解温度对电流效率产生的影响电解铝在生产的过程中，除了直流电在经过回路的过程中会对电能造成一定的影响之外，还存在一部分补充电解在成产的过程中因为散热而造成一定的损失。
剩余的部分可以使熔体中的离子产生一定的还原反应。
在实际的电解铝成产过程中，在相同的电解环境中，除了氧化还原反应之外，在同一时间进行一些其他化学反应。
正是因为发生的这些反应，导致电流效率一直得不到有效的提升，并且在温度比较高的环境下，这些反应会变得更加的剧烈，这就说明高温不利于电流效率的有效提升。
另外，当温度比较高时，已经电解完成的原铝可能又会重新进入到电解质状态然后在形成第二次氧化反应，当电解出来的原铝开始在相反的方向发生反应时，就会导致电力效率开始降低。
1.2分子比对电流效率的影响分子比与电解质的温度之间有着一定的联系，当电解槽的温度呈现稳定状态的时候，初晶的温度就会呈现下降的趋势，这就代表反应的过热度开始上升，这样就可以为氧化还原反应的顺利进行提供良好的保障。
开槽阳极在330KA电解槽上应用
开槽阳极在330KA电解槽上应用摘要：本文简述了内蒙古大唐国际呼和浩特铝电有限责任公司在330KA电解槽上进行阳极开槽试验,炉帮形成较好,电流效率有所提高,节能效果显著。
关键词：阳极开槽；制作；前期准备；试验结果；结论1前言我公司330KA电解槽已投产接近十年，现在运行平稳，电流效率达到92-93%,从管理角度来看，提高的空间已经很小。
但从国外电解槽提高效率的经验来看，近年来普遍采用了阳极开槽技术。
一是可使阳极底掌下的气膜破裂，利于阳极气体外排，降低阳极压降，降低电耗；二是可增大阳极导电截面，并强化电流生产，提高电流效率；三是可延长阳极使用周期。
通过对国内阳极生产技术的了解和对我公司SY330KA电解槽技术特性分析认为，我公司已具备使用阳极开槽技术的各项条件。
该项技术在国外已较为成熟，在国内四川启明星等铝厂已投入工业化生产，因此,我公司在电解一车间进行了一系列试验。
2.开槽阳极的制作2.1模具成型开槽图1所示是在烘焙前在炭块上压出沟槽，焙烧后如图2进行清理切槽，不过此法有诸多缺点：——新的炭块阳极相当脆，也不易获得满意的烘烧效果；——在成形压作用下，节距有增大倾向，即从阳极中心向表面扩大一些，从而使阳极材料就得不均匀，最终对电流效率不利；——压制沟槽会宽一些，空间距离也大些，因而有效表面积比切削沟槽的少一些；——炭的质量略小一些，因而阳极寿命会略短一些；——在烘焙过程中，焦炭会粘附于沟槽表面上，不易清理，同时须对阳极炭块侧面与组装孔作必要的清理；——对沟槽参数不能调整。
在阳极上切削开槽的效率决定阳极尺寸及沟槽形状，但效率甚高，可达40-50块/小时。
沟槽斜度也易调整，通常的坡度为1：10，相当于6°左右。
槽的深度一般为300mm-400mm，宽10-15mm，宽度适当地窄一些，可使炭的利用率最大化。
2.2开槽机开槽这种开槽有一个或多个圆盘锯，安于一根通用的轴上，由齿轮电机转动。
电机功率大小决定于开槽（一个锯开一个槽）槽的尺寸及深度。
提高铝电解电流效率措施初探
密度对 电流 效率 的影 响， 指阴 、 是 阳两极 电流密度分 别 对 电流效 率 的综 合影 响， 现分别 概 述 。
１ 阴极 电流密 度 ）
从铝的损失机理 中可以看出， 槽内铝液镜面大，
则 铝 与 电解 质 接触 面 积 大， 的损 失也 增加 。很 显 铝
（ ） 内铝液 、 ３槽 电解质进行强烈地循环与对流，
成的磁场在铝液层中的影响减少到最小程度， 即铝液
上 下波 动 幅度要 小 ， 平方 向 的旋 流速 度要 慢 。 如 水
实践出发， 探求提高铝电解 电流效率、 降低电耗的思
想和 工艺 控制 要 点 。
果侧部电解质区的槽 帮不易形成 ， 即使是那些输入
能量较低的槽子， 槽帮也见空， 因为通过该区侧部的
热流较大， 使上 口空， 伸腿长， 易形成较大的水平 极
电 流而表 现 出针 振 。槽 底保 温如果 不 足 ， 么 电解 那 槽 对 铝 液 的变 化会 十分 敏 感 ，特 别 是 铝水 平 高 时 ， 不 仅增加 了电耗 ， 且槽底 极 易形成沉 淀 、 而 结壳 。 这 些 都影 响 到 电解 槽 的生产 平稳 ，影 响 电流效 率 、 电 耗 及槽 寿命 。
则 会加 速溶 解铝 的扩 散 ， 会 引起 铝 的损 失增 加 。 也 为减少 铝 的损 失 ， 须尽 量 减少 铝 在 电解质 中 必 的溶解度 ， 降低溶 解铝 在 电解 质 中 的扩散 速 度 。为
施 。 出 １０ Ａ系列预焙槽铝 电解 工艺技 术管理在 实际生产 中的工 艺控制 思路 。 并指 ５ｋ 关键词 ：电流效率 ；设计 ；两水平 ； ｉ 分 子比 ； 槽 ｌ； 氧化 铝浓度 ；效应 系数 ；极距 ； 盖料 ； 覆
铝电解工艺管理总结：提升效率与质量
铝电解工艺管理总结：提升效率与质量铝电解是一种重要的铝制品生产方式，已广泛应用于汽车、电子、建筑等领域。
然而，为了保证产品的质量和效率，必须进行严格的工艺管理。
本文以某家铝制品公司的实践为例，总结了相关的经验教训，并探讨了如何提升效率和质量。
一、产线自动化随着人口红利消失，企业必须提高产能和效率来应对市场竞争。
铝电解作为一种人工密集型的生产方式，很难从人力效率上获得优势。
因此，企业需要借助自动化技术来提高生产效率。
目前，产线自动化已成为行业的趋势，可以大幅减少员工的工作量和错误率。
在该公司的实践中，可以完成大部分的工艺操作，如铝坯装卸、电解槽清理等。
这不仅提高了效率，而且减少了浪费和质量问题。
二、智能监控系统铝电解涉及的生产环节很多，如膜压力、电解程度、电流密度等。
这些参数的变化往往会影响产品的质量和性能。
因此，为了保证一致的产品品质，必须建立一个智能监控系统来实时监测这些参数。
该公司采用了高精度的传感器和自动控制系统，确保了工艺参数的准确控制。
在生产过程中，系统会自动记录数据，并进行分析和反馈，以便及时调整。
这极大地提高了产品质量，减少了不良品的数量。
三、人员培训和关怀尽管自动化和智能化可以提高生产效率和质量，但人员的技能和经验仍然不可或缺。
因此，企业必须培训和关怀员工，以提高他们的危机意识和责任感。
在该公司中，员工需要接受一定的专业培训，从理论和实践两个方面了解铝电解工艺和相关安全规定。
此外，企业还为员工提供良好的福利待遇和职业发展机会。
这种人员管理方式可以提高员工的满意度和忠诚度，进而提升企业的绩效。
四、供应链协同铝电解作为一种复杂的生产方式，涉及的供应链和生产环节很多。
如果各环节之间缺乏协调和共享，就会导致信息断档、延误和质量问题。
因此，企业必须建立供应链协同的机制来提高生产效率和质量。
该公司采用了供应链管理系统来实现各环节的协同和互动。
在生产批次、物料配送、信息沟通等方面，系统能够快捷准确地实现信息共享和反馈，提高了供应链效率和质量。
低电压下铝电解槽提高电流效率的研究
分子 比。 目前 ，大部 分铝 厂 为 了适 应 低 电压技 术 的 实施 ，往往 采用 ２２ ２４ 右 的分 子 比 。 ．～ ．左
（） 它氟化 盐含 量 。向工 业 电解 质 中加入 Ｃ Ｆ ２ 其 ａ、
Ｍ Ｆ ＬＦ 添加 剂 ， 以有 效 降低 电解 质 的初 晶温 ｇ 、 ｉ等 可
大 后 ， 面 临越 来 越 大 的资 源和 能 源危 机 ，综合 能 正 耗 已成 为 影 响 电解 铝 企业 生存 和 发展 的关 键 因素 。 根 据 国外 经验 和 近 几年 来 的技 术 进 步 ， 内大部 分 国 电解 铝 企业 采 用 了低 电压 工艺 技 术 路线 ， 力求 降 低 电解槽 的综 合 能 耗 ，实 现企业 利 润 最 大化 。但 随着 电解 槽 工 作 电压 的降低 ， 何 保持 或提 高 电解 槽 在 如 低 电压 工作 状 态 下 的 电流合 的节 能效 果 ， 降低 电压 的过 程 中要 寻 找 在
作 者 面前 的一 个 主 要研 究 课题 。 文根 据 低 电压 技 本 术 特点 ，从 电解槽 设 计 、工 艺 条件 保 持 、高 电流 效 率特 征 和操作 管 理等 诸 多方 面分 析 了影 响 电流效 率
的 主要 因素 ，并 根 据 实 际生 产 提 出有 效 的改 进 措
关 键 词：铝 电 解 电流 效 率 低 电 压 保 温 性 设 计 新 型 结 构 电 解 槽
１ 前 言
中 国铝 工业 在经 历 了数年 的蓬 勃发 展及 迅速 壮
特别 是 角部 容易 出现过 于 肥 大 的现象 ， 成 阳极 安 造 装 困难 ， 生 顶 断 阳极 导 杆 情况 。因此建 议 电解槽 产
２ 突破 电解 槽 设 计 理 念
提高铝电解电流效率的生产实践研究
提高铝电解电流效率的生产实践研究摘要：电流效率的高低将会对电解槽其产量还有运行的成本造成直接的影响。
目前世界电解铝工业科技含量提升、智能化程度提高，低耗、高产、优质和低污染成为电解铝生产技术经济指标的发展目标和方向，电解铝新技术探索不断进行。
基于此，文章就提高铝电解电流效率的生产实践进行了研究。
关键词：电解槽；电流效率；原因分析；应对措施一、电流效率的影响因素及分析1、电解温度、过热度分析电解槽的过热度、电解温度均可对电流效率产生严重影响，铝在电解质中的溶解度及溶解后的铝溶液的扩散速度均受温度影响，低温可以降低扩散到阳极氧化区的速度，减少电流效率的损失。
当电解槽运行稳定时，尽可能的维持较低的电解温度，一般可以获得最好的电流效率，有研究表明：电解时每降低10℃，将提高电流效率达1%～5%。
电解质的初晶温度决定了电解温度的大小，并且要确保电解过程能够顺利进行，电解质初晶温度与电解温度差值即为过热度，一般至少为5℃，否则就会导致电解质粘度和密度增大，电解质浓缩、氧化铝溶解度降低、导电率下降。
这时会使电解槽内产生大量沉淀、槽底电压降增加。
有可能会混淆铝液和电解质熔体相，加剧铝的溶解氧化损失，使电流效率急剧下降。
因此，向电解槽内添加适量氟化锉、氟化镁，改善电解质的组成，均可降低电解质的初晶温度，进而维持电解槽在低温状态运行。
2、电解质成分对电流效率的影响（1）氧化铝浓度对电流效率的影响。
氧化铝浓度过高，悬浮的Al2O3颗粒增多，这不仅影响电解质导电度，而且容易形成炉底沉淀，影响电流效率。
氧化铝浓度过低，不仅电解质中反应的Al3+浓度减少，而且易造成阳极效应，加大铝的溶解和氧化损失，降低电流效率。
目前，国内外中心大型预焙槽生产，大多把氧化铝浓度选择在1.5%～3.5%。
其最大的优点是氧化铝溶解快，电解质中无悬浮的Al2O3颗粒，熔体粘度小，导电好，不易形成炉底沉淀，炉底压降小，槽电阻稳定。
另外，在此控制范围内，槽电阻曲线斜率较大，有利于实现计算机自适应控制。
330KA铝电解槽零效应生产管理
330KA铝电解槽零效应生产管理作者：时朋宾李吉刚来源：《科学与财富》2018年第21期摘要：本文介绍了氧化铝浓度控制技术和过热度控制技术，通过该技术是实现“零效应”管理的关键，铝电解槽进行“零效应”生产管理可以降低能耗，提高生产效率，保护环境，在铝电解生产中应用前景广阔。
关键词：铝电解槽；零效应；电流效率；热平衡一、零效应生产管理的应用背景随着铝电解技术的不断发展，利用阳极电解法在电解槽中进行生产电解铝，因其生产过程不稳定，电解条件要求复杂，逐渐失去其应用价值，所以利用阳极效应进行电解铝的生产的优缺点是显而易见的，该技术的处理方法与“零效应”管理并不矛盾，它们都是随着现代的科技技术进步和发展的产物[1]。
二、氧化铝浓度控制技术是“零效应”管理的必要条件（1）氧化铝浓度与电解质压降之间的关系：氧化铝在被电解时产生大量氟铝酸盐络合物，电解质电阻随氧化铝被电解的浓度的增大而增大，但氧化铝浓度如果低于百分之四之后，电解液浓度降低后，就会使碳阳极反应程度降低，这就会导致电解槽中阳极的电压不断增大，电解液电阻与氧化铝浓度呈现比例关系。
（2）氧化铝浓度与初级晶体温度：电解质与初级晶体的温度以及组成成分有着密切的联系，电解槽中氧化铝的浓度也会影响初级晶体的温度，在一般的生产条件下，氧化铝浓度大小就决定着电解质中初级晶体的温度大小，电解槽中电解液氧化铝百分之一的浓度大约对应的初级晶体的温度为六摄氏度到八摄氏度之间，如果在电解液中没添加氟化镁时，百分之一的氧化铝对电解质的初晶温度影响最大[2]。
（3）氧化铝浓度对电解槽中参与反应物的物质质迁移方向的影响：考虑到温度的过高或过低都能对电解槽中参与反应物质的反应速率产生影响，温度过低时使得物质反应活化能降低，物质本身活性变小，氧化铝浓度对电解槽中参与反应物的物质质迁移速率会变小。
温度过高时，使得物质反应活化能增加，物质本身活性变大，氧化铝浓度对电解槽中参与反应物的物质质迁移速率会变大。
一种提高工业铝电解生产电流效率的方法[发明专利]
![一种提高工业铝电解生产电流效率的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/05d406e67cd184254a3535ae.png)
专利名称：一种提高工业铝电解生产电流效率的方法
专利类型：发明专利
发明人：卢天,周策,陆文聪,路宝坤,纪晓波,连成华,徐治仪,畅东平,张明富
申请号：CN201911028648.9
申请日：20191028
公开号：CN111058061A
公开日：
20200424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种提高工业铝电解生产电流效率的方法。
本方法包括以下步骤：1）电流效率是单位时间电解产出铝的质量与按法拉第定律计算的理论产出量之比，需要收集若干相同类型电解槽的电流效率数据；2）收集电解槽的工艺技术条件；3）以工艺技术条件为自变量，以电解槽的电流效率为目标变量，采用统计模式识别方法建立工业铝电解生产电流效率的预报模型；4）利用上述所建模型预报待生产的电解槽电流效率，达到提高工业铝电解生产电流效率的目的。
本方法简单、快捷，仅需一人即可完成，不需中试，不干扰生产，不更换设备，投入少见效快。
申请人：上海大学,福建省南平铝业股份有限公司
地址：200444 上海市宝山区上大路99号
国籍：CN
代理机构：上海上大专利事务所(普通合伙)
代理人：何文欣
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提高铝电解电流效率的生产实践研究
总607期第3期2017年3月河南科技Henan Science and Technology提高铝电解电流效率的生产实践研究刘炎森王宏伟刘极锋（河南永登铝业有限公司阳城分公司，河南登封452477）摘要：随着国内外电解铝产能的剧增和我国节能减排政策的实施，如何提高电流效率，降低电耗，降低成本，提高产品市场竞争力，已成为电解厂的首要任务。
本文借助铝工业研究对电流效率降低的内部机理进行剖析，全面分析影响电流效率的因素，结合生产实际突出论证科学摆布生产技术条件对提高电流效率的重要性，并归纳总结出提高电流效率的方法和途径。
关键词：铝电解；电流效率；技术条件；科学管理中图分类号：TF821文献标识码：A文章编号：1003-5168（2017）03-0131-03 Production Practice of Improving Current Efficiency ofAluminum ElectrolysisLiu Yansen Wang Hongwei Liu Jifeng（Yangcheng Branch of Henan Yongdeng Aluminum Co.Ltd.，Dengfeng Henan452477）Abstract:With the increase of electrolytic aluminum production capacity at home and abroad and the implementa⁃tion of energy conservation and emission reduction policy in China,how to improve the current efficiency,reduce power consumption,reduce the cost,improve the market competitiveness of the products,has become the primary task of the electrolysis plant.This paper analyzed the internal mechanism of aluminum industry to reduce the current efficiency,comprehensive analyzed the factors affecting the current efficiency,proved the importance of technical conditions of scientific production of mercy to improve the current efficiency combined with the actual production,al⁃so summarized the methods and ways of improving the current efficiency.Keywords:aluminum electrolysis；current efficiency；technical condition；scientific management电解技术参数对电流效率影响很大，尤其是电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等［1］。
如何提高铝电解过程的电流效率
如何提高铝电解过程的电流效率
边华伟
【期刊名称】《云南冶金》
【年(卷),期】2000(000)0S1
【摘要】通过合理配置各种工艺参数及精细加工从而提高铝电解过程中的电流效率
【总页数】2页(P)
【作者】边华伟
【作者单位】云南铝业股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF821
【相关文献】
1.铝电解生产的阴阳极过程及其电流效率问题探析 [J], 马峰
2.谈如何提高铝电解生产的电流效率 [J], 李坚强
3.铜电解过程中如何提高电流效率、降低残极率 [J], 刘延亮
4.如何提高铝电解生产过程的电流效率 [J], 张顺;李峰
5.330KA铝电解槽生产过程中电流效率的提升研究 [J], 罗伟林
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提高铝电解电流效率研究的开题报告
提高铝电解电流效率研究的开题报告
一、选题背景及意义
铝电解工业是目前占据电力消耗量最大的行业之一。
铝电解过程中，电解槽内的电流效率是影响产铝效率和生产成本的重要因素之一。
在电解槽中，电流流经电解质
和铝液，其中电解液会发生一定程度的还原反应，导致电流效率下降，而这种反应产
生的气体还会堵塞电解槽电极，增加生产成本。
因此，提高铝电解电流效率，是加速
产业绿色发展和节能减排的非常重要的研究方向。
二、研究内容和方法
本文通过综合文献研究和实际案例分析，将从以下几个方面展开研究。
（1）电解质对电流效率的影响。
电解质的种类和浓度等因素都会影响电解过程
中的反应和电流效率。
本研究将对几种常用电解质的反应特点和溶解度等参数进行研究，以寻找最适合铝电解工业的电解质组合。
（2）电解设备设计和运行优化。
除了电解质的影响外，电解槽内的电极大小、
间距、电流密度等因素也会影响电流效率。
本研究将通过设计和优化电解槽结构，探
究如何减少还原反应和气体堵塞。
（3）电解制氧技术的应用。
电解制氧是利用电流在电解液中发生氧化还原反应，将空气中的氧气提取出来的技术。
本研究计划将电解制氧技术与铝电解工业相结合，
尝试在电解过程中同时提取氧气，达到节能减排的目的。
三、预期成果及意义
通过本研究，预计可以找到具有较小还原反应的电解质配方和优化的电解槽结构，并且成功探究了将电解制氧技术应用于铝电解工业中的可行性。
这些成果将可以在铝
产业中推广应用，提高铝电解设备的生产效率和降低生产成本，同时也有助于减少对
环境的影响，促进产业的可持续发展。
提高铝电解电流效率、降低电耗的指导思想和工艺控制要点
提高铝电解电流效率、降低电耗的指导思想和工艺控制要点摘要：为了强化铝电解电路效率、降低电耗，因此本文以实践经验作为入手点，提出在生产过程中强化电流效率、降低电耗的指导思想以及工艺控制要点，希望为相关人员带来一些参考。
关键词：铝电解电流效率；降低电耗；工艺控制针对电流效率而言，其实际上是铝电解生产中不同技术指标的总体性反应，是一项铝电解生产工作中的核心工艺指标，更是针对电解生产工作质量进行衡量的主要标志，同样是明确电解槽产量、电耗的核心因素。
能否在铝电解生产工作中，实现电耗的降低和电流效率的提升，是行业内共同关注的工艺要点，其是一项关乎到设备、设计、工艺、检修等多个方面的系统性问题。
一、提高铝电解电流效率、降低电耗的指导思想和工艺控制要点（一）低电解温度如果电解质温度相对较低，则其密度、粘度会提升，并且电解质与铝液之间无法分离，同时阳极气体也很难有序排出，并且槽膛相对较低，伸腿伸长[1]。
同时如果电解质溶解氧化铝的能力下降，则其槽底的沉淀会大幅度提升，并且电解槽的底部区域很容易结壳，阳极区域的效应系数也持续提升。
由于分子比下降，则其电解质会大幅收缩，在严重情况下可能导致滚铝问题的出现，最终发生病槽情况，致使后续生产混乱，并且生产过程中的各项指标大幅降低。
由于电解质温度提升，也同样会导致金属铝出现损失情况，致使电流效率受到影响，甚至会融化槽膛，提升物料消耗，病槽情况频繁发生[2]。
这也意味着，此处应将温度作为核心控制，确保电解槽始终处在合理的温度控制范围内，这对于电流效率的强化而言有一定益处。
针对电解温度来说，其将带给电流效率十分直接性的影响，其会在很大程度上影响到铝在电解质内的溶解度，尤其是针对溶解率的扩散速度来说，由于其在阳极氧化区域内的扩散速度相对较快，因此电流效率的损害也就越严重。
在电解温度提升的情况下，熔体内铝的溶解率也会大幅提升，也就是铝液界面上电解质铝浓度C2会增大[3]。
熔体自身黏度降低，这也意味着电解质循环速度将提升。
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（4）工艺流程的管理。除了要保证阳极、阴极、原材料、备 件与检修等外部条件，还要对工艺流程的合理性与科学性进行 严格的控制，制定详细的考核体系，使技术与操作得到妥善控 制。在生产过程中，本厂通过增加开槽的数量，降低公共母线上 电压的分摊，减少频繁停槽造成的压降，始终保持 275 台槽以上 在线运行 ；对铝渣与残铝进行回收，降低铝的投入量 ；降低漏 电现象的发生，稳定电压，使电压均匀分配到各个电解槽上。
通过对提升铝电解生产过程中电流的效率的研究，本厂电 流效率提升 1.5%，大幅降低企业能耗，为企业带来巨大的经济 效 益。本 文 将 结 合 工 艺、生 产 过 程、设 计 与 人 员 等 方 面 进 行 分 析，以供探讨 [1]。
2 提升铝电解生产过程电流效率的指导思想 （1）电解槽的设计方面。设计环节作为铝电解生产过程的起
（3）生 产 过 程 中 影 响 电 流 效 率 的 因 素。电 流 损 失 与 溶 解 损 失是导致电流效率下降的主要因素，电流的损失主要表现为阴 极、阳 极 局 部 短 路，槽 壳 处 导 电 体 的 漏 电，电 解 质 中 电 流 流 向 槽体碳素材料导致的漏电等，这些情况下电流的损失直接造成 电流效率的下降。铝的溶解损失在电流效率降低中的比例高达 10%~20%，主要原因来自温度升高造成的电解质溶解度的增加， 铝液镜面增加导致铝与电解质接触面增加，铝液与电解质循环 加快造成的溶解铝的扩散，它们都加速了铝的损失。要提升铝的 利用率，就需要降低铝的溶解度，本厂在实践中通过增加添加剂 ALF3 降低电解质初晶温度，进而降低铝的扩散 ；另外采取 A 级 碳素阳极，使得碳渣率大大减少，不仅减轻职工劳动强度，且极 大增加了有效极距。
（2）电解槽的施工与维护。选择合适的电解槽材料可以保证
收稿日期 ：2019-02 作者简介 ：罗伟林，男，生于 1991 年，汉族，广西贵港人，本科，助理工程师， 研究方向 ：铝电解。
力场设计与热工设计的稳定性，常见的电解槽材料有耐火砖、耐 火颗粒、硅酸钙保温砖与碳氮化硅砖等，他们可以保证侧部与槽 底的散热要求。本厂选用节能性能远远高于普通碳块的半石墨 材质的碳块。在电解槽的砌筑方面，应严格遵循相关施工规范， 增加工序间的配合，对阴极棒孔与耐火颗粒等重要环节进行仔 细检查 ；侧部碳块的施工中应涂抹碳胶，减少与槽壳之间的间 隙，使两者紧密配合 ；扎糊的施工中应保证施工效果，避免熔体 渗入到内衬位置，降低电流效率，增加耗电量 ；阳极棒孔处的施 工中应采用耐火颗粒进行填充，阻挡熔体向槽底的渗漏。母线安 装过程中焊接点应仔细检查，避免焊接不良造成能耗的增加，避 免焊缝夹渣与焊点疏松等情况的出现。母线系统的压接面应平 整光滑，采用酒精洗净后进行充分压实，一旦出现灼伤应磨平处 理。本厂在筑炉过程中采用了阻流块槽，侧部为氮化硅材料，可 以有效的避免槽侧电流短路等情况 。 [2-4]
始环节，往往决定了后续生产过程的电流效率。在电解槽阴极结 构与母线排布上，应对力场、热场与磁场因素进行仔细分析，借 助计算机仿真软件进行科学的模拟，避免经验化的过度干扰，综 合三方面的影响，进行阴极结构与母线布局的优化。热工设计中 对内衬材料的选择，应对保温性能进行验证，减少电解质凝结导 致绝缘层的出现。磁场设计应对导电体与母线进行优化，降低 磁场对铝电解液的影响，减少电解液的波动范围。在设计方面， 本厂采用贵阳研究院设计的阻流块技术异形槽，同时利用双阳 级组结构，增加阳极电流的平衡性，有效增加电解极距，降低电 压需求。在阳极设计方面，采用磷生铁连接结构，便于与阳极结 合，增加阳极结构的稳定性。在母线电流密度的设计上，在适当 考虑投资的前提下增加母线截面，降低电流密度，进而降低母线 上电能的消耗。在阴极电流密度上，可以通过增加阴极电流密度 达到提升电流效率的目的。
关键词 ：铝电解 ；电流效率 ；提升
04（2019）02-0016-2
电流效率可以综合的反映出铝电解的生产过程各项指标，体 现出生产过程的技术性与经济性，同时也体现了电解槽的产能与 电量的消耗。本文将结合来宾银海铝 330KA 系列电解槽提升电 流效率的实践进行分析 ；本厂电解一系列由贵阳院设计，共计 280 台槽，共分为 8 个工区，单槽采用双阳极生产，共计 20 组 / 槽。
在施工管理上，加强对电解槽的管理，避免内衬施工中出现 隐患，保证电解槽的寿命与电流效率 ；槽的形状应整齐规整，保 证技术与操作上具有良好的基础，满足物料平衡与热平衡等指 标要求 ；降低热量散失，利用氧化铝等保温材料进行阳极施工 质量的保证，避免较高散热电压造成铝水平的过高 ；降低电解 质初晶温度与电解质的过热度，保证温度的稳定性，实现铝电解 生产的低温性。
I 行业发展 ndustry development 330KA 铝电解槽生产过程中电流效率的提升研究
罗伟林
（来宾银海铝业有限责任公司，广西 来宾 546100）
摘 要 ：随着企业用电价格居高不下，如何提升电能利用率，增加电流的效率成为主要研究方向。铝电解工业在国民经济的发
展中，占到了较大的比重，随着电解技术的不断发展，电流效率的利用率逐渐受到越来越多的关注。
1 铝电解生产现状 当前，铝电解产能严重过剩，直接造成产需失衡，价格下跌，
导致国内电解铝企业盈利状况明显恶化。作为建设周期短，进入 门槛低，高退出壁垒的行业，在未来的一端时间内，中国铝电解 产能过剩的困局依旧得不到缓解，因此各大企业纷纷开始研究 内部脱困之策，而提升电流效率是最快的捷径之一。
影响铝电解电流效率的主要因素有 ：化学损失、物理损失 与机械损失等，即铝的溶解与再氧化过程的电流损失 ；铝离子 与其余高价离子不完全放电造成的电流空耗 ；钠离子放电造成 电流损失 ；机械设备利用率低造成的损失等，这些因素由于电 解温度有直接关系，因此电流效率的影响因素更加复杂。