大型铝电解槽强化电流
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国外的0.8A/cm2以上的要小得多,这一点也是兴起强化电流的 一个因素.
2. 强化电流后电流密度的变化
阳极填充率高的槽型，阴极电流密度增大。 阳极填充率低的槽型，阴极电流密度不增大或是增大量较小。
这类槽型可采取加大阳极尺寸。 阳极尺寸不变，阳极电流密度增大。 阳极尺寸相应增大，阳极电流密度不变或是增加量较小. 现代大型槽型的特点，阳极填充率高。强化电流后阳极和阴极
扩散层减小，铝的损失增加，从而电流效率降低。 但从国外的电解槽运行看，只要保持合适的极距， 0.8A/cm2左右的电流密度不会明显降低电流效率。
厂家
项目
强化前
AP-30 电流强度(KA) 295
(加拿大) 电流密度(A/cm2) 0.78
180KA 电流强度(KA) 180
(巴西) 电流密度(A/cm2) 0.72
的电流密度一般都会增大.
3. 阴极电流密度增大的影响
阴极电流密度增大在一定程度上对阴极内衬产生 破坏,加速电解槽的破损.
阴极电流密度控制在0.8A/cm2以下，电流效率不降 低.
3.1 阴极电流密度增大加速阴极破损
阴极电流密度增大后，阴极本身的发热功率增大。 这将使阴极受到的热应力增大，阴极的热变形也增 大，从而破损加速。
对于有条件增大阳极尺寸的槽型，能保持阳极电 流密度不变。或是阳极加高，保持换极周期不变， 将有效避免以上问题。
4.1 换极周期缩短
以320KA电解槽为例:
不强化电流前,阳极高度 550mm，换极周期为30天。 电流强化到330KA时，换 极周期只能维持29天.
对于一个282台槽的系列 来说，平均每天多换12组 阳极，工作量增加3%。
强化后 325 0.818 225 0.83
电流效率 95.78 %
95.2 %
5 强化电流后的电压平衡
金属导体部分随着电流密度增大，温度升高，电 阻增大，电压降有明显增加。
炭块及Fe-C连接处，随着电流密度增大，温度升 高，电阻下降，电压有所下降，但量较小。
极距间的电解质电压降有明显增加。 例：320KA电解槽电流强化到330KA时，一类导体
石墨化 (国内)
12 80
--
3.2 阴极电流密度保持不大于0.8
阴极电流密度对电流效率的影响
阴极电流密度过小. 阴极电流密度过大.
4. 阳极电流密度增大的影响
阳极消耗速度加快，换极周期缩短，电解槽的不 稳定操作增加.
阳极电流密度增大，电流效率降低。但在不大于 0.8A/cm2时不会明显下降。
解决能量平衡 适应磁场平衡 实现物料平衡
技术条件调整幅度与升电流梯度有关: 1、升电流幅度小,增产见效慢.但利于电解槽的自适应过程,
技术条件调整有渐进的时间. 2、升电流幅度大,增产见效快.但技术条件需要快速调整到
位.
主要技术条件与三个平衡的关系
1、铝水平:铝液的导热系数2000— 3000W/m.k.比电解质液大三倍左右.铝水平 的高度主要影响磁场平衡和能量平衡.
国内大面积进行强化电流生产,将推动我国 大型铝电解槽发展.
请各位专家批评指正！
谢 谢！
电压增加30mv左右，电解质电压增加45mv左右。
电压管理需采取的两种不同措施
保持极距不变，电压在原基础上增加75mv。 按电流效率不变计算，直流电耗将增加 235kwh/Al-t。
保持电压不变，极距缩小2mm左右。
6 强化电流后的热平衡
电解槽热平衡体系划分：以阳极上保温料层的上 表面与槽壳形成的体系。
2、电压:电压与能量和极距有关, 主要考虑 到能量平衡和磁场平衡.
3、保温料:1cm保温料相当于60—90mv电压 的热量(日轻院试验数据), 主要考虑能量平 衡.
结语
强化电流后阳极电流密度控制在0.8A/cm2 左右，合理的调整技术条件仍可取得较好 的经济指标。
强化电流要在系统允许范围内进行。降低 安全系数去强化电流只能是阶段性选择。
国家级低能耗试验项目
10台新型材料试验 槽:
TiB2涂层 TiB2复合层 异型方钢 异型上部结构
低电极距生产的直流电耗对比
平均电压(V) 电流效率(%)
93.5
4.01
94
94.5
95
4.15
96
96.8
直流电耗 (KWh/t-Al)
12781
12713 12645 13018 12882 12776
4.2 不稳定操作增加
对于各项指标已不断创高的如今，要想得到进一 步提高，减少干扰性操作是一项重要措施。
电解槽的干扰性操作主要包括:换极、出铝、抬母 线，干扰较大的是换极工作.
换极周期从30天缩短到29天，平均每台槽每天换 极次数增加0.02次.
4.3 阳极电流密度增大对电流效率的 影响
阳极电流密度过大会降低电流效率的原因: 阳极气体析出量增大，电解质的搅拌强度增加，
体系包括：Fe-C电压降、阳极炭块电压降、电解 质电压降、阴极电压降（极化电压不含）。总电 压约2.0V，强化10KA电流时，电热功率增加 20KW。
如：320KA电解槽强化电流到330KA时，热
强化电流后各技术条件要随之进行相应调整.主要围绕三个 平衡进行.
不停电启停槽开关在320KA系列电解 槽上成功应用
大型铝电解槽强化电流 对生产的影响
覃海棠 中孚实业铝业二分公司
2007.7
1. 强化电流生产在行业中兴起
强化电流最大的看点：不增加设施投资而增大产能。 国外强化电流生产实践较早,且收到较好的经济效果 国内60KA自焙槽改造均有强化电流生产. 国内近两年电解铝利润空间增大,铝电解行业也开始兴起. 国内大型电解槽的阳极电流密度在0.69—0.733A/cm2之间,与
阴极的发热功率增大后，阴极本身的温度升高，将 有利于电解质或铝水渗入裂缝底层，加速阴极破损。
对于采用石墨化阴极的电解槽将有效避免这些问题.
石墨化阴极在强化电流中的优点
性能
无烟煤 石墨质 (电煅)
电阻率 25-50 16-20
热导率 7-18 25-35
热膨胀系数 2-3 2.8-3.3
石墨化
10-13 110-130 2.5-4.5
2. 强化电流后电流密度的变化
阳极填充率高的槽型，阴极电流密度增大。 阳极填充率低的槽型，阴极电流密度不增大或是增大量较小。
这类槽型可采取加大阳极尺寸。 阳极尺寸不变，阳极电流密度增大。 阳极尺寸相应增大，阳极电流密度不变或是增加量较小. 现代大型槽型的特点，阳极填充率高。强化电流后阳极和阴极
扩散层减小，铝的损失增加，从而电流效率降低。 但从国外的电解槽运行看，只要保持合适的极距， 0.8A/cm2左右的电流密度不会明显降低电流效率。
厂家
项目
强化前
AP-30 电流强度(KA) 295
(加拿大) 电流密度(A/cm2) 0.78
180KA 电流强度(KA) 180
(巴西) 电流密度(A/cm2) 0.72
的电流密度一般都会增大.
3. 阴极电流密度增大的影响
阴极电流密度增大在一定程度上对阴极内衬产生 破坏,加速电解槽的破损.
阴极电流密度控制在0.8A/cm2以下，电流效率不降 低.
3.1 阴极电流密度增大加速阴极破损
阴极电流密度增大后，阴极本身的发热功率增大。 这将使阴极受到的热应力增大，阴极的热变形也增 大，从而破损加速。
对于有条件增大阳极尺寸的槽型，能保持阳极电 流密度不变。或是阳极加高，保持换极周期不变， 将有效避免以上问题。
4.1 换极周期缩短
以320KA电解槽为例:
不强化电流前,阳极高度 550mm，换极周期为30天。 电流强化到330KA时，换 极周期只能维持29天.
对于一个282台槽的系列 来说，平均每天多换12组 阳极，工作量增加3%。
强化后 325 0.818 225 0.83
电流效率 95.78 %
95.2 %
5 强化电流后的电压平衡
金属导体部分随着电流密度增大，温度升高，电 阻增大，电压降有明显增加。
炭块及Fe-C连接处，随着电流密度增大，温度升 高，电阻下降，电压有所下降，但量较小。
极距间的电解质电压降有明显增加。 例：320KA电解槽电流强化到330KA时，一类导体
石墨化 (国内)
12 80
--
3.2 阴极电流密度保持不大于0.8
阴极电流密度对电流效率的影响
阴极电流密度过小. 阴极电流密度过大.
4. 阳极电流密度增大的影响
阳极消耗速度加快，换极周期缩短，电解槽的不 稳定操作增加.
阳极电流密度增大，电流效率降低。但在不大于 0.8A/cm2时不会明显下降。
解决能量平衡 适应磁场平衡 实现物料平衡
技术条件调整幅度与升电流梯度有关: 1、升电流幅度小,增产见效慢.但利于电解槽的自适应过程,
技术条件调整有渐进的时间. 2、升电流幅度大,增产见效快.但技术条件需要快速调整到
位.
主要技术条件与三个平衡的关系
1、铝水平:铝液的导热系数2000— 3000W/m.k.比电解质液大三倍左右.铝水平 的高度主要影响磁场平衡和能量平衡.
国内大面积进行强化电流生产,将推动我国 大型铝电解槽发展.
请各位专家批评指正！
谢 谢！
电压增加30mv左右，电解质电压增加45mv左右。
电压管理需采取的两种不同措施
保持极距不变，电压在原基础上增加75mv。 按电流效率不变计算，直流电耗将增加 235kwh/Al-t。
保持电压不变，极距缩小2mm左右。
6 强化电流后的热平衡
电解槽热平衡体系划分：以阳极上保温料层的上 表面与槽壳形成的体系。
2、电压:电压与能量和极距有关, 主要考虑 到能量平衡和磁场平衡.
3、保温料:1cm保温料相当于60—90mv电压 的热量(日轻院试验数据), 主要考虑能量平 衡.
结语
强化电流后阳极电流密度控制在0.8A/cm2 左右，合理的调整技术条件仍可取得较好 的经济指标。
强化电流要在系统允许范围内进行。降低 安全系数去强化电流只能是阶段性选择。
国家级低能耗试验项目
10台新型材料试验 槽:
TiB2涂层 TiB2复合层 异型方钢 异型上部结构
低电极距生产的直流电耗对比
平均电压(V) 电流效率(%)
93.5
4.01
94
94.5
95
4.15
96
96.8
直流电耗 (KWh/t-Al)
12781
12713 12645 13018 12882 12776
4.2 不稳定操作增加
对于各项指标已不断创高的如今，要想得到进一 步提高，减少干扰性操作是一项重要措施。
电解槽的干扰性操作主要包括:换极、出铝、抬母 线，干扰较大的是换极工作.
换极周期从30天缩短到29天，平均每台槽每天换 极次数增加0.02次.
4.3 阳极电流密度增大对电流效率的 影响
阳极电流密度过大会降低电流效率的原因: 阳极气体析出量增大，电解质的搅拌强度增加，
体系包括：Fe-C电压降、阳极炭块电压降、电解 质电压降、阴极电压降（极化电压不含）。总电 压约2.0V，强化10KA电流时，电热功率增加 20KW。
如：320KA电解槽强化电流到330KA时，热
强化电流后各技术条件要随之进行相应调整.主要围绕三个 平衡进行.
不停电启停槽开关在320KA系列电解 槽上成功应用
大型铝电解槽强化电流 对生产的影响
覃海棠 中孚实业铝业二分公司
2007.7
1. 强化电流生产在行业中兴起
强化电流最大的看点：不增加设施投资而增大产能。 国外强化电流生产实践较早,且收到较好的经济效果 国内60KA自焙槽改造均有强化电流生产. 国内近两年电解铝利润空间增大,铝电解行业也开始兴起. 国内大型电解槽的阳极电流密度在0.69—0.733A/cm2之间,与
阴极的发热功率增大后，阴极本身的温度升高，将 有利于电解质或铝水渗入裂缝底层，加速阴极破损。
对于采用石墨化阴极的电解槽将有效避免这些问题.
石墨化阴极在强化电流中的优点
性能
无烟煤 石墨质 (电煅)
电阻率 25-50 16-20
热导率 7-18 25-35
热膨胀系数 2-3 2.8-3.3
石墨化
10-13 110-130 2.5-4.5