铝电解工艺与控制
铝电解槽高效节能控制技术及推广应用
铝电解槽高效节能控制技术及推广应用1. 应用背景铝电解是生产金属铝的重要工艺，但其能耗较高，不利于可持续发展。
为了提高铝电解槽的能源利用率和生产效率，铝电解槽高效节能控制技术应运而生。
该技术通过引入先进的自动化控制系统和优化的操作策略，实现对铝电解槽的精确控制，从而降低能耗、提高生产效率。
2. 应用过程2.1 自动化控制系统的引入在铝电解槽中引入先进的自动化控制系统是实现高效节能的关键。
该系统包括传感器、执行器、数据采集与处理设备以及监控与调度系统等组成部分。
传感器负责采集铝电解槽内各种参数的数据，如温度、电流、电压等；执行器负责根据控制信号调整操作参数，如气体流量、液体流量等；数据采集与处理设备负责接收和处理传感器采集到的数据；监控与调度系统则负责实时监测铝电解槽的运行状态，并根据实时数据做出相应的调度决策。
2.2 优化的操作策略在铝电解槽高效节能控制技术中，优化的操作策略起到了至关重要的作用。
通过对铝电解槽内各种参数进行分析和优化，可以有效地降低能耗、提高生产效率。
具体来说，可以采取以下操作策略：•温度控制：合理控制铝电解槽内的温度，避免过高或过低造成能量浪费。
•电流控制：通过精确控制电流大小，使得铝电解反应达到最佳状态。
•电压控制：根据铝电解槽内的实时情况，调整电压以提高生产效率。
•气体流量控制：合理调整气体流量以提供足够的气体供应，并避免浪费。
•液体流量控制：根据实际需要调整液体流量，确保铝电解反应正常进行。
2.3 实施与监测在实际应用中，首先需要对铝电解槽进行改造和升级，引入自动化控制系统，并根据实际情况进行优化的操作策略的制定。
随后，通过对铝电解槽的实施和监测，可以及时发现问题，并进行相应的调整和改进。
在实施过程中，需要确保各个组成部分的正常运行，并进行相应的参数校准和调试。
同时，还需要对自动化控制系统进行数据采集与处理，并将结果反馈给监控与调度系统。
监控与调度系统可以根据实时数据做出相应的调度决策，并将控制信号发送给执行器，从而实现对铝电解槽的精确控制。
铝电解工作总结
铝电解工作总结
铝电解是一种重要的工业生产方法，通过电解铝矿石来生产铝金属。
在这个过
程中，电解槽是至关重要的设备，它能够将铝矿石中的氧化铝分解成铝金属和氧气。
在本文中，我们将对铝电解工作进行总结，包括工作原理、设备特点和操作注意事项。
首先，让我们来了解一下铝电解的工作原理。
在铝电解过程中，铝矿石经过破
碎和浸出处理后，得到含铝的氧化铝溶液。
然后，将这个溶液倒入电解槽中，通过电解过程将氧化铝分解成铝金属和氧气。
电解槽内部有一对电极，通过施加电流，使得阳极上的氧化铝被还原成铝金属，同时在阴极上产生氧气。
这样就实现了从氧化铝到铝金属的转化过程。
在铝电解工作中，电解槽是至关重要的设备。
它通常由耐高温、耐腐蚀的材料
制成，如碳块或者钢制电极。
电解槽内部还需要加入适当的电解质，以提高电解效率和产出纯度。
此外，电解槽还需要具有良好的导电性能和耐高温的特点，以确保稳定的电解过程。
在进行铝电解工作时，需要注意一些操作事项。
首先，要确保电解槽的密封性
能良好，以防止氧气泄漏或者外界杂质进入。
其次，要定期清洗电解槽内部，以防止杂质积聚影响电解效果。
另外，还需要严格控制电解过程中的温度和电流，以保证铝金属的纯度和产量。
总的来说，铝电解是一种重要的工业生产方法，通过电解铝矿石来生产铝金属。
在铝电解工作中，电解槽是至关重要的设备，它需要具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
在操作过程中，还需要注意保持电解槽的密封性能和定期清洗维护，以确保稳定的电解过程和高纯度的铝金属产出。
希望本文对您了解铝电解工作有所帮助。
铝电解槽工作总结
铝电解槽工作总结
铝电解槽是铝电解工艺的核心设备，是铝的主要生产工艺之一。
在铝电解槽的工作过程中，需要严格控制各项参数，确保生产的稳定性和高效性。
以下是对铝电解槽工作的总结和分析。
首先，铝电解槽的工作需要严格控制电解液的温度、浓度和纯度。
电解液的温度过高或者过低都会影响电解反应的速率，从而影响产量和质量。
同时，电解液中杂质的含量也需要严格控制，以确保铝的纯度。
其次，铝电解槽的阳极和阴极的材质和结构也对工作效率有着重要影响。
合理的阳极和阴极设计可以提高电解效率，降低能耗，减少生产成本。
同时，阳极和阴极的维护和更换也是工作中需要重点关注的问题。
此外，铝电解槽的电流密度和电压也是需要严格控制的参数。
电流密度过高会导致电解槽的热量过大，影响电解液的稳定性，同时也容易导致阳极的腐蚀。
而电压过高则会增加能耗，降低生产效率。
最后，铝电解槽的安全生产也是工作中需要高度重视的问题。
电解槽中涉及高温、高压等危险因素，需要严格遵守相关的操作规程和安全操作规范，确保生产过程中的安全。
总的来说，铝电解槽的工作需要严格控制各项参数，确保生产的稳定性和高效性。
只有在严格遵守操作规程和安全操作规范的前提下，合理控制各项参数，才能保证铝电解槽的正常工作，提高生产效率，降低生产成本。
第三章——铝电解的主要操作
3 铝电解的主要作业在铝电解的主要作业中，最受关注的有：加料、槽电压调整（极距调整）、阳极更换、阳极效应（以下简称AE）熄灭、出铝、抬母线等，这些作业又称之为操作。
现代大型预焙铝电解槽均配备有计算机控制系统，因此加料、槽电压调整由计算机完成；AE熄灭也可由计算机实现，但成功率有限，仍需人工监视和辅助；换阳极、出铝、抬母线在计算机控制系统的监控下由人工配合多功能天车来完成。
除了上述的“操作型”作业外，现代铝电解生产还把其他一些生产活动也规范化为若干种作业，并制定相应的作业规程。
例如，与生产管理密切相关的有巡视作业；与出铝有关的有铝水输送作业、吸出管更换作业、吸出抬包的粗略清除作业、抬包的预热作业等；与开、停槽有关的有列间短路作业、电解质吸出与移注作业、电解槽系列通电及停电的联络作业、停槽作业等；与计算机控制系统相关的有：槽电压的调整作业、电解槽异常的检出与处理、电解控制系统异常信息的处理、电解控制系统停止时的处置等；与工具制作、设备操作与维护有关的作业有：氧化铝耙（铝耙）浇铸作业、铝电解控制系统操作与维护作业、多功能天车的操作与维护作业、原料输送与烟气净化系统的操作与维护作业等等。
本章叙述的是需要人工完成或人工参与完成的铝电解的主要作业，包括阳极更换、出铝、熄灭AE、抬母线、巡视作业、电解槽异常的检查与处理作业、系列通电与停电作业和停槽作业。
对于同样需要人工参与的铝电解生产中的常规测定，将在本篇第六章中叙述；对于计算机控制系统完成的作业（下料、槽电压调整等），将在第四篇“铝电解计算机控制及铝厂信息化”中叙述。
3.1 阳极更换预焙电解槽所用阳极是在阳极工厂按规定尺寸成型、焙烧、阳极导杆组装后，送到电解使用。
每块阳极使用一定天数后，需换出残极，重新装上新极，此过程为阳极更换，或简称换极。
阳极是按照一定的周期进行更换的。
关于阳极更换周期的计算，请见“1.2.4.3 最佳阳极结构与安装尺寸的选择”。
有了阳极使用周期和电解槽阳极安装组数，便可确定阳极更换顺序。
铝电解过程中的杂质及其控制
场需求 ， 以最低的投入获得最佳 的收益 ， 并且能够
满足 Ｅ ｌ 益严格的环保要求 ， 又对生产者身体健康尽
量做到零影响。 而随着铝土矿资源的品位降低及石
油焦等 内杂质含量升高 ，其影响越来越不容忽视。
铝电解过程中的杂质大多数均由电解原料或操 作过程 中进人 电解槽 。氧化铝是关键的杂质来 源 ，
而 电解 电势 低 于氧化 铝 电解 电势 的金属 氧化 物
对于铝液质量 的影响较大 ， Ｆ ｅ 和ｓ ｉ 是主要 的污染杂 质 ，该类杂质在阴极表面发生电化学或化学反应 ： ３ Ｍ”＋ ｘ Ａ ｌ ＝ ｘ Ａ ｌ （ 复杂离子１ ＋ ３ Ｍ（ Ａ １ ）
（ ２）
。
（ １）
而另一类是对 电流效率有 明显负影响的杂质 ，Ｆ ｅ 、 Ｐ 、Ｔ ｉ 、Ｖ 、Ｓ ｉ 、Ｇ ａ 、Ｚ ｎ 等均对能使 电流效率降低 ， 图１ ，表 ３ ． 从 中可以看 出其中 Ｐ的作用最为显著。
结果生成氧化铝 ， Ｎ ａ Ｆ和相应 的氟化物 ，导致 电解质碱性增加使氟化铝的添加量增大。
对铝 电解过程 的影 响 ， 重点介绍 了主要 杂质 Ｆ ｅ 、ｓ ｉ 、 Ｐ、ｖ等 ，并简要列举 了当前减 少或 除去 杂质 － ｑ － ￣ ： ａ 采取 的措施 。
关键字 ：铝 电解 杂质
前 言
铝电解生产的目的是生产高纯度 的铝以满足市
表 ２石 油焦 中的典 型杂 质含 量 （ ｐｐ ｍ）
几乎所有的杂质 （ 除Ｂ ， Ｏ 和Ｃ ａ Ｏ） 均多多少少
不 利 于铝 电解 过 程 。根据 性 质不 同 ，对 电解 过程 的 影 响 主要 表 现在 以下 几个 方 面 ：
铝电解质除主要组分一 冰晶石 、 氟化铝、 氧
控制电解铝生产中阳极效应的新技术
控制电解铝生产中阳极效应的新技术摘要：铝电解槽产生阳极效应时，铝电解槽电压迅速增加，可达20-50伏。
这种现象可能导致电力效率下降，破坏整个电力系统的电力供应稳定，影响铝电解中铝的生产和质量。
阳极是熔盐电解的一种特殊现象，其阳极在电解铝生产中最为明显。
业界人士逐渐倾向于认为铝电解更有害。
因此，世界上许多国家密切监测阳极对铝电解生产的影响。
结合生产实践，分析了复杂电解液系统铝电解槽阳极反应的危害和原因，以及控制阳极效应的具体措施。
关键词：电解质；铝电解；阳极效应；分析；控制前言预焙阳极质量将直接决定铝电解液的影响以及铝电解液生产和经济技术指标。
在同一个电解生产环境中，高质量的预焙阳极可以稳定铝电解生产过程，主要技术和经济指标也可以很好，特别是在电流较高的情况下，从而产生更好的电解效果，并有助于缺少高质量预焙阳极可能对铝电解产生严重影响。
此外，它还增加了因裂纹而移除区块的可能性，从而大大减少阳极总面积，从而增加电流密度。
这也会改变阳极电流分布并降低电流效率。
拆除掉的残块增加了工人的工作量，妨碍了残块的正常运作，并影响了他们的工作环境。
因此，保证阳极质量必然提高电解技术指标。
1阳极效应的发生机理概述专家们以各种方式解释了铝电解槽反应中阳极效应的原因，其中最合理和最广为人知的机制是:随着铝电解槽反应的进展，当氧离子减少到一定程度时，电解槽中的氧离子逐渐减少当四氯氟化碳分解时，小的碳颗粒会沉淀。
这些碳颗粒附着在阳极表面，形成电解液表面和阳极表面之间的屏障，使电解液不能很好地滋润阳极，阳极产生的气体不能顺利及时排出，从而导致介质中形成气流，严重影响其行为阳极张力增大，最终产生阳极效应。
当你再次添加氧化铝时，氧气再次冲向阳极此时氧气与碳粉反应，阳极表面平静，铝电解过程逐渐恢复正常。
一些人认为，铝电解槽正常生产中产生的阳极效应可以反映电解槽的工作状态，补充电解槽的热量，清洁电解槽和阳极。
此时阳极效应有积极的一面但是，随着科技的发展，铝电解技术和电解工艺的改进和优化，阳极的好处越来越少，阳极的负面影响越来越大。
电解铝生产过程控制系统的研究和应用
电解铝生产过程控制系统的研究和应用摘要：为了完成电解铝生产工艺的自动化改造计划，本文设计了自动化管理系统、设备监测系统、安全系统等，通过各个系统间的有效衔接，促进电解铝生产的全自动化管理升级。
首先介绍电解铝生产过程系统的构成，并研究电解铝生产过程系统，最后提出电解铝生产过程系统应用的效果与意义。
总之通过应用该系统，大大提升电解铝厂生产管理水平，形成了较为规范的全新的电解铝生产全过程控制管理模式。
关键词：电解铝；生产过程控制系统；应用引言：当前我国在生产铝制品的时候，仍旧是采取数据采集与人工监视操控的模式，在数据反馈与设备操控的过程中常常出现差错，给产品的制造造成了一定的影响。
为了解决此问题，提高电解铝的生产效益，笔者提出了一套电解铝生产过程自动化控制、系统，通过依据不同生产环节设计相应的智能化控制子系统，能够很好地提高电解铝的整体生产效率与质量。
一、电解铝生产过程控制系统的构成综合监控系统以控制对象为基础、设备管理为保障、优化流程为目标，秉承“分级控制、集中监控”理念，进行整体设计，在满足安全性、可靠性、实用性的基础上，建立面向对象、面向全局、开放式、分层分布的电解铝生产综合自动化。
系统采用单元结构，分为设备层、监控层二层构架。
1.设备层：包括变电整流、电解槽控、烟气净化、空压站、循环水、设备状态监测、智能直流电源、视频监控等，通过对现场设备状态、作业环境、生产过程的实时监测和控制，为电解系列监控系统提供全面的生产实时过程信息和控制。
2.监控层：建设一体化监控平台，全面接入上述设备层子系统，实现数据的收集汇总和信息共享，实现电解、整流的集中监控，实现各类事故预警和故障快速处理指导，实现WEB远程管理维护等功能。
为了防止系统数据传输的干扰，设备层子系统独立组网，与其他子系统物理隔离。
监控层采用开放式、双机双网络分层分布式结构，保障系统安全稳定的运行。
二、电解铝生产过程控制系统的研究1.视频监控系统为了保障电解铝自动化生产工作开展的可靠性，需要引进先进的视频监控设备，在一些重点车间与设备运行时，需要进行严密的监控。
关于铝电解生产技术及其运行管理的探析
关于铝电解生产技术及其运行管理的探析赵文霖ꎬ柳世珠摘㊀要:铝电解生产技术关系到铝产品质量ꎬ会对整个生产加工过程产生重要影响ꎬ各技术要求的合理会对提高铝产品质量以及提高生产效率起着重要作用ꎮ基于此ꎬ文章概述了铝电解生产ꎬ对铝电解生产技术要点及其运行管理策略进行了探讨分析ꎮ关键词:铝电解生产ꎻ技术ꎻ要点ꎻ运行管理ꎻ策略㊀㊀现代铝电解槽拥有高效和节能的特点ꎬ而电解槽生产技术是保障其稳定性的重要保证ꎬ因此为了保障铝电解生产的顺利开展ꎬ以下就铝电解生产技术及其运行管理进行了探讨分析ꎮ一㊁铝电解生产的概述铝电解工业一般使用阳极组ꎬ大部分供给都是来自阳极组装车间ꎮ生产过程中不可避免的会出现残极ꎬ也就是从电解槽换下的残极ꎬ这些残极往往需要送到阳极组装及残极处理车间进行处理ꎮ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ꎮ处理后的残极炭块还可以作为原材料使用ꎬ这种原材料通常是返回到阳极生产车间重复使用ꎻ首先对铝导杆按工艺要求进行处理ꎬ然后与新阳极重新组装成阳极组使用ꎮ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ꎬ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ꎬ紧接着由汽车槽车送至两个电解厂房间的电解质贮槽ꎬ通过风动溜槽送到电解多功能机组工具小车料箱内ꎬ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ꎮ在铝电解加工过程中所使用的直流电能ꎬ均是来自距离比较近的整流所ꎬ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ꎮ在电解车间生产出来的液态原铝产品ꎬ需要通过相应的措施ꎬ主要是由压缩空气造成的负压吸入真空出铝抬包ꎬ然后就可以送往铸造车间进行加工ꎮ二㊁铝电解生产技术要点的分析(一)合理选择电解槽近年来随着电解槽容量的不断增大ꎬ电流所产生的磁场会对槽内熔体流动及波动产生较为剧烈影响ꎬ这样就造成了槽内电热状况变的较为复杂ꎮ因此准确定量地确立槽内热㊁电㊁流体力学特性及槽壳受力的数学模型ꎬ不仅对大容量电解槽的稳定生产起作用ꎬ而且也是铝电解获得良好的技术经济指标的重要保障ꎮ电解多功能机组在电解车间诸多设备中地位也很重要ꎬ因为电解生产的主要操作除电解槽打壳加料㊁效应加工等外ꎬ其余的大部分工艺操作都离不开电解多功能机协助ꎮ因此选择质量可靠数量合理及功能完备的电解多功能机组至关重要ꎬ因为其不仅是电解铝生产的正常进行保证ꎬ也是提升工作效率的重要举措ꎮ(二)母线设计方案技术要点电解车间的电解槽周围ꎬ由于母线及内部的电流会在熔体中产生磁感应ꎬ这种磁感应强度不稳定ꎬ它会与熔体中的电流会相互作用以产生电磁力ꎬ也就是这种电磁力才能导致了熔体的流动㊁铝液隆起以及铝液㊁电解质界面的波动等诸多问题ꎮ过快的熔体流动会严重冲刷炉帮甚至危害侧部炭块ꎮ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ꎬ降低了电流的利用效率ꎬ同时ꎬ又导致了电解槽极距的不稳定ꎬ即电解槽生产的不稳定ꎮ近年来现在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ꎻ也就是通常所说的母线设计ꎬ这不仅仅是计算磁感应强度的问题ꎬ而是要进一步研究在电磁力作用下熔体的稳定性ꎬ从而保证电解槽的稳定生产ꎮ依据磁流体稳定性来分析和优化设计母线配置ꎬ除了能提供良好的生产稳定性之外ꎬ还必须满足以下相应的要求:具有良好的经济性ꎬ即母线的用量和电能损失的综合费用最小ꎮ安全性ꎬ即在正常生产和短路状况下ꎬ母线没有过载现象:简捷性ꎬ配置简单ꎬ容易安装ꎮ(三)铸造㊁阳极组装及残极处理技术要点分析铸造车间的主要设备有铝保持炉㊁铝锭连续铸造机组㊁桥式起重机等构成ꎮ基于国产的铝锭连续铸造机组劣势ꎬ目前一般采用国外引进的铝锭连续铸造机组ꎮ阳极组装及残极处理车间:从阳极组装及残极处理车间的工艺流程看ꎬ它所用设备不仅多ꎬ而且相互之间相互连接制约ꎬ一旦其中的一台关键设备出现故障ꎬ势必会影响整个阳极组装线的正常生产ꎮ根据国内多家铝厂阳极组装车间设备运行使用情况看ꎬ国产设备故障率高ꎬ自动化程度低ꎬ产能低ꎬ往往采用多台备用的方式保障生产ꎮ因此ꎬ为了确保本工程阳极组装系统稳妥可靠地运行ꎬ本车间的关键设备(装卸站㊁电解质清理设备㊁残极抛丸机㊁残极压脱机㊁磷铁环压脱机和阳极浇铸机)从国外引进ꎬ其他选用国产优质设备ꎮ三㊁铝电解生产运行管理策略的分析(一)严格氧化铝浓度预测与控制氧化铝浓度控制是铝电解生产的控制核心ꎮ氧化铝浓度控制方式主要有模糊专家控制系统㊁自适应控制㊁智能跟踪控制㊁槽电阻斜率控制以及多种方法的综合控制等ꎮ铝电解生产过程中的操作决策是一项复杂的知识型工作ꎬ并且铝电解槽具有强耦合和高温强腐蚀的反应环境等特点ꎬ无法实现数字化操作决策优化ꎮ因此ꎬ知识自动化是铝电解槽实现铝电解槽操作优化决策的必由之路ꎮ虽然在这方面已有相关成果ꎬ但离实际应用还有很大差距ꎮ(二)加强铝电解槽故障识别与诊断铝电解生产控制是一项知识型工作ꎬ如何将经验知识㊁机理知识和数据中提取的知识进行有效融合成为提升铝电解生产控制智能化的重要途径ꎮ基于知识的故障诊断方法不需要系统的定量数学模型ꎬ引入了诊断对象的许多信息ꎬ特别是可以充分地利用专家的诊断知识等ꎮ四㊁结束语综上所述ꎬ铝电解生产技术及其运行管理的有效性ꎬ对于提升生产效率以及降低产品的废品率具有重要影响ꎬ并且能够有效提升企业的竞争力ꎬ因此必须加强对铝电解生产技术及其运行管理进行分析ꎮ参考文献:[１]张晓敏.浅谈氧化铝质量对铝电解生产的影响[Ｊ].中国有色冶金ꎬ２０１７.[２]陈颖.铝电解生产工艺节能途径分析[Ｊ].资源信息与工程ꎬ２０１７.[３]张玉坤.现代铝电解生产技术与管理[Ｊ].Ｅ动时尚科学工程技术ꎬ２０１９.作者简介:赵文霖ꎬ柳世珠ꎬ青海桥头铝电股份有限公司ꎮ８９１。
铝电解槽电解质过热度优化与控制探讨
铝电解槽电解质过热度优化与控制探讨摘要：在铝电解生产中，过热度对正常生产有着很大的影响。
在实际生产中，过热度太大，会较大程度地对资源造成浪费，增加一定的安全隐患。
过热度太低，会对氧化铝的溶解造成不利影响，导致电解槽的不稳定。
电解质温度或电解质初晶温度发生较大变化，就会明显地影响到过热度的变化[1]，进而给生产带来影响。
本文针对这些问题展开研讨，并对其实施优化，提出相应的解决策略，最后得出合理的结论，即过热度控制范围在10～20 ℃，为电解生产中过热度控制提供数据支撑和参考。
关键词：电解槽；电解质温度；初晶温度；过热度0引言随着现代大型高效预焙电解槽生产技术的开发应用，电解槽的生产工艺对其过程控制技术提出了更高的要求，即适应性好，控制稳定可靠[2]。
但是控制技术的提高又依赖电解槽工艺技术条件的深入研究和实践成果，以此为基础，选择最佳的控制方法，提高电解槽生产的稳定性和电流效率是当前发展的方向。
在技术条件和技术参数控制中，为了保持电解系列平稳高效运行，过热度这个条件参数是重要控制的参数之一，铝电解生产中的过热度控制，在具体的电解反应中，由于电流或者是其他变量的原因，会对铝电解反应中的具体反应速率造成一定的影响，其直接导致过热度不稳定。
1铝电解生产中过热度的概念工业铝电解生产中通常采用的电解质体系含有冰晶石（约80%）、氟化铝（约6%～12%）和氧化铝（约3%～4%）以及添加剂氟化钙、氟化镁和氟化锂（约5%～7%）。
因此NaF-AlF3二元体系、Na3AlF6-Al2O3二元体系、Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元体系是铝电解质体系的基础体系[1]。
电解质体系的共晶点为电解质体系的初晶温度。
电解质体系的过热度是指电解质温度与电解质初晶温度的差值。
T过热度（℃）= T电解质温度（℃）- T电解质初晶温度（℃）。
2过热度对铝电解生产的影响过热度不仅影响电解槽的热平衡和稳定性，而且决定电流效率[6]（图1）。
铝电解电容质量保障措施
铝电解电容质量保障措施铝电解电容器（Aluminum Electrolytic Capacitors）是一种常见的电子元器件，广泛应用于各种电子设备中。
在电子设备的设计和生产过程中，铝电解电容器的质量保障措施至关重要。
本文将介绍铝电解电容器的质量保障措施。
1. 材料质量控制铝电解电容器的外壳一般由铝合金材料制成，而电解液则由浓硫酸和水的混合物组成。
为了保证铝电解电容器的质量，首先要保证材料的质量稳定。
材料供应商应提供合格的材料，并进行必要的测试和验证，包括材料的成分、物理和化学性质等。
同时，材料供应商应具备一定的生产能力和质量管理体系，确保材料的稳定供应。
2. 工艺控制铝电解电容器的制造过程涉及多道工序，包括腐蚀、贴附、注液、密封等。
为了保证产品质量，必须对每个工序进行严格的控制和管理。
在每个工序中，都需要进行相关的测试和检验，以确保产品符合规定的质量标准。
对于关键工序，还需要进行过程验证和持续改进，以提高产品质量和生产效率。
3. 设备设施管理铝电解电容器的制造依赖于各种设备和设施，包括生产线、机器设备、检测设备等。
为了保证产品质量，必须对这些设备进行定期的维护和保养，以确保其正常运行和准确性。
同时，还需要对设备进行校准和验证，以确保其性能符合要求。
此外，还需要对设备操作人员进行培训和评估，并建立相应的记录和档案。
4. 过程控制和监控铝电解电容器的制造是一个复杂的过程，涉及多个环节和工序。
为了保证产品质量，必须对整个生产过程进行有效的控制和监控。
首先，应建立一套完善的质量管理体系，包括工艺流程、工作指导书、标准操作程序等。
其次，应对每个关键环节和工序进行监控和控制，及时发现和纠正问题，确保产品符合质量要求。
5. 产品检验和测试为了保证铝电解电容器的质量，必须对产品进行全面的检验和测试。
对于原材料，应进行外观检查、尺寸测量、物理性能测试等。
对于成品，应进行外观检查、电参数测试、寿命测试等。
同时，还需要对产品进行抽样检验和持续监测，以确保产品的一致性和稳定性。
电解铝厂生产过程及工艺技术条件管理
电解铝厂生产过程及工艺技术条件管理1. 电解铝生产过程电解铝是利用电解法从氧化铝中提取出的纯铝，主要用于制造铝合金材料、汽车等制造业和电力行业。
电解铝厂的生产过程主要分为3个步骤：1.1 氧化铝的制备氧化铝是电解铝的主要原料，其制备过程主要包括以下几个步骤：1.1.1 矿物的选择搬运选择适合进行氧化铝制备的矿物——高岭石和脱硅石，然后进行搬运。
1.1.2 粉磨浸出将高岭石和脱硅石进行破碎、粉碎成小颗粒，然后通过氢氧化钠的浸出使其变为氢氧化铝。
1.1.3 音波过滤将氢氧化铝糊浆通过振动过滤，剩余物质即为氧化铝。
1.2 氧化铝的处理经过上述步骤得到的氧化铝并不是纯度较高的产品。
需要进行二次混合，再利用强碱性电解液溶解，通过过滤去除杂质，得到的溶液才可以进入后续的过程。
1.3 电解制铝将氧化铝的溶液放进电解槽，通过直流电解，将氧化铝还原为纯铝。
制铝过程中，需要考虑到电流、温度、浓度、电解槽结构、电极材料、电极尺寸等因素的影响。
2. 工艺技术条件管理在电解铝的生产过程中，维持良好的工艺技术条件是至关重要的。
以下是几个值得关注的方面：2.1 电极材料和结构的选取电极材料和结构对电解铝的质量和生产效率有着重要的影响。
因此，在选取电极的时候，需要考虑到金属表面和氧化铝之间的极化反应，电极均匀性等问题。
同时，在电解槽的设计中，界面电位、电极与电解液之间的间隙、电流密度分布等方面也需要进行充分的考虑。
2.2 温度和浓度的控制温度和浓度是影响电解铝质量的两个主要因素。
首先需要控制电解槽中的温度，因为这会影响道、孔、孔铝合金的质量和组织结构。
另外，需要对液态电解槽内的电解液进行浓度的控制，不但能够提高产量，还能够保证铝质量的稳定。
2.3 电流和电压的控制电流和电压也是影响电解铝质量和产量的因素。
需要在电解槽内控制电流密度的分布，使得电流能够均匀地传递到电极上。
同时，还要保证电压稳定，以避免发生短路等问题。
2.4 工艺流程的优化不仅上述要素需要注意，同时从工艺流程上来看，需要对所有流程细节进行全方位地考虑。
做好铝电解生产工艺与控制管理系统
做好铝电解生产工艺与控制管理系统摘要：氧化铝是电解法生产铝单质的最主要的原材料之一，在工业上有十分重要的作用。
因此，有必要以氧化铝的物理和化学性质为基础来对现有的电解生产工艺进行调整，以增加电解槽的稳定性，提高电解生产铝的效益。
此外，在实际的生产过程中往往伴随着各种异常情况的出现，因此要设计出异常诊断和迅速处理机制，将异常导致的损失降低到最低限度。
关键词：铝电解；生产工艺；控制管理系统1铝电解生产系统及技术参数的设计1.1现代铝电解生产工艺经过多次生产技术的变革，铝的生产方式经过了几次大的调整之后形成了现代铝电解工艺。
目前采用最广泛的方法是Hall-Heroult熔盐电解法。
此方法以氧化铝为主要材料，电解槽中加以氟化盐作为电解质，并以炭块作为电极来进行生产。
在电解的过程中，所消耗的电能主要是直流电，其来源是整流所。
熔融状态下的氧化铝在直流电的作用下会在电解槽内发生氧化还原反应。
氧元素在阳极失去电子并与碳元素结合生产二氧化碳气体，铝则在阴极发生还原反应生成铝单质。
整个生产流程可以参考以下流程图：图1铝电解生产工艺系统1.2氧化铝物化性能指标在电解槽中，氧化铝的作用大致上可以总结为三点。
具体如下：（1）作为电解原料，提供铝元素在反应后生产铝单质。
（2）作为电解池中的吸附剂。
在使用该方法来生产铝的时候反应中会生成氟盐和HF气体，由于氟化物对环境的污染较大，因此要使用吸附剂对其进行吸附沉降，防止逸出。
（3）与冰晶石混合组成阳极覆盖料。
这样能够降低生产流程中的能量散失，并减少阳极材料的损耗。
正是由于氧化铝在生产过程中要肩负如此重要的作用，所以对氧化铝的性能有较高的要求。
所以要求氧化铝和载氟氧化铝要能够在电解质中具有良好的溶解性，而且要具有多孔性质以便于进行吸附。
而且还要具有较好的结壳能力，以便于能够使覆盖料具有一定的机械强度和良好的保温性能。
在对氧化铝的物理和化学性质的各项指标进行全面的分析之后，就可以全面的对这些指标对该生产体系产生的影响。
铝电解控制技术的发展与节电
电解 工 业 急 待 解 决 的 重 要 课 题 。 围 绕 这 一 课
题 ， 国内外 专 家和 科 技人 员进 行 了许 多卓 有成
效 的研 究 。其 中最有 意义 的进 展 之一 ，即是采 用控 制 技术 控 制 电解 铝生 产 。本 文将介 绍 中 国 长城 铝业 公 司 电解 厂 铝 电解控 制技 术 的发 展及
电解 铝成 本 ， 提 高 电解 铝 经济 效益 具有 非 常重
要 的意 义 。如 何 降低 电解 铝 的 电耗 ，一直 是铝
动 调整模 拟控 制 系统 ”，初 步 实现 电解槽 自动 控制 ，可 实现 电解槽 槽 电压 自动 控 制及 电解槽
效应 预 报 。控 制 电路 采 用 分 立 电子 元件 。 从 １ ７ 年至 １ ８ 年 采 用 “ 电压 巡 回检 ９８ ９ １ 槽
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２ 智 能 终 端 功 能 ）
在 智 能终 端 Ｃ Ｔ Ｒ 上可 显 示 瞬 时 电流 ，平 均
电 流 及 四 个 大 组 调 整 情 况 ，包 括 ：槽 号、 设 定
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铝电解设备、工艺与控制技术的综合仿真优化方法
铝 电 解 设 备 、 艺 与 控 制 技 术 的 工 综 合 仿 真 优 化 方 法
李 劫， 乃君 ， 凤其 ， 周 丁 邹 忠 ， 文根， 张 叶绍 龙 ， 胜 光 彭 ４０８ ） １０３
（Байду номын сангаас南大 学 冶金 科 学 与 工程 系 ， 南 长 沙 中 湖
摘要 ： 根据 铝电解过 程的特性 ， 对铝 电解设备 、 工艺和控 制技 术进 行综 合仿 真优 化 ， 将这 ３方 面 的模拟 （ 或仿 真 ） 模 型 与算法有机地 结合起 来 ， 立 了综合仿 真优化模 型与算 法 ， 建立 了铝 电解在线 综合仿 真优化 与 闭环控 制 系统 ． 建 并 实践 结果表 明 ： 系统 不仅能 实现常规 的静 态仿真 计算 ， 该 而且能 实现 在线 闭环控 制过 程 中的动 态仿真 计算 ， 而为 从
自 Ａ． ｋ 于 ２ Ｅ等 ０世 纪 ６ ｏ年 代 后 期 开 始 应 用 基 于数 值计 算 的计 算 机 模 拟 方 法 对 铝 电 解 槽 的热 、 电 和化 学 行 为进 行 数学 模 拟分 析 以来 ｎ ｊ电解 槽 物 理 ，
高 温 电化 学 反应 器 ， 特点 是 ： 强 大 的直 流 电作 用 其 在 下， 电解槽 内产 生若 干 物理 场 ， 电流 场 、 场 、 场 如 磁 热 （ 温度 场 ）熔 体 流 速场 、 度 场 、 、 浓 应力 场 等 ． 电流 场 （ 电流 与 电压分 布 ） 电解槽 运 行 的能 量 是 基 础 ， 其他 各 物 理 场 产 生 的根 源 ： 是 电流 产 生 磁 场 ， 电流 的热 效应 （ 耳 热 ） 生 热 场 ； 场 分 布 不 平 衡 焦 产 磁 导 致 电解 质 与铝 液 运动 ， 即形 成 流场 ， 者 又 影 响 电 后 解 质 中 Ｏ 和金 属 的扩散 与溶 解 ， 形 成 浓 度 场 ； ， 即 温 度 分布 形 成槽 帮 结壳 ， 并产 生 热应 力 ， 槽 体结 构 使 发 生 变形 ， 而 形成 应 力 场 ， 从 同时对 熔 体 的运 动及 物 质 扩散 产 生 影 响 ． 种 物理 场 呈 现 为互 相 耦合 关 系 ， 各 其综 合 效 果决 定 电解 槽 的运 行 状 态 ， 而 决定 其 技 从 术 经济 指 标 ， 电 流 效 率 、 流 电 耗 和 槽 寿命 等 ． 如 直 物 理 场 的这 种 复 杂耦 合关 系 如 图 １ 所示 ． 由于热 应 力 引起 槽 体 结 构 的变 形 ， 体 渗 透 等 熔
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。
电解铝工艺中电流稳定性的控制
电解铝工艺中电流稳定性的控制一、引言电解铝是以铝土矿为原料，通过电化学过程将氧化铝还原为铝金属的生产工艺。
在电解铝工艺中，电流稳定性是一个重要的参数，对于工艺的可控性和效率有着至关重要的影响。
因此，本文将从电流稳定性的角度，探讨电解铝工艺中的控制方法和实现策略。
二、电流稳定性的影响因素电流稳定性是电解铝工艺中的一个重要参数，它的不稳定性会导致电极的损耗加剧、铝液成分波动等问题，因此需要对其进行合理的控制。
以下是影响电流稳定性的几个关键因素：1、电解质的浓度和温度电解质的浓度和温度是影响电流稳定性的重要因素。
随着电解液的浓度升高和温度的升高，电阻将减小，导致电流增大。
相反，电解液浓度和温度的降低则导致电流减小。
因此，必须控制电解液中的化学成分、浓度和温度，以保持电流的稳定性。
2、电极表面的状态电极表面的状态也会影响电流稳定性。
电极表面的污染、氧化和损伤会影响电极的导电性能，导致电流的不稳定性。
因此，需要采取相应的措施，确保电极表面的清洁度和完整性。
3、电极与铝液之间的距离电极与铝液之间的距离也是影响电流稳定性的因素之一。
距离的增大会增加电极与铝液之间的电阻，导致电流减小。
因此，在电解铝工艺中，需要控制电极与铝液之间的距离，保持一定的稳定性。
4、电解槽的结构和设计电解槽的结构和设计也会影响电流稳定性。
电解槽结构的不合理会导致电解液对铝液的流动不畅，电极之间的距离不一致等问题，从而影响电流的稳定性。
因此，需要优化电解槽的结构和设计，以保证电流的稳定性。
三、电流稳定性的控制方法在电解铝工艺中，电流稳定性对于工艺控制和效率至关重要。
为了保证电流的稳定性，以下是一些电流稳定性的控制方法：1、优化电解质的浓度和温度控制优化电解质的浓度和温度控制，可以保证电流稳定性。
控制电解液中的化学成分、浓度和温度，以保持电流的稳定性，可以通过加热或冷却电解槽的方式来实现。
2、加强电极表面的清洁和维护加强电极表面的清洁和维护，可以保证电极的导电性能，从而保持电流的稳定性。
电解铝工艺流程
电解铝工艺流程电解铝是一种重要的金属工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
电解铝工艺流程是指将铝氧化物通过电解的方式转化为纯铝的过程。
下面将详细介绍电解铝的工艺流程。
首先，原料准备。
电解铝的原料主要是铝氧化物，通常以氧化铝的形式存在。
氧化铝是一种白色粉末，具有良好的导电性和化学稳定性。
在工业生产中，氧化铝通常是由铝矿石经过矿石选矿、破碎、磨矿等工艺获得的。
其次，电解槽操作。
将原料氧化铝经过熔炼成为氧化铝熔体，然后将氧化铝熔体加入电解槽中。
电解槽是电解铝的关键设备，它由导电材料制成，能够承受高温高压的环境。
在电解槽中，氧化铝熔体被置于电解质中，通过电流的作用，氧化铝分解成氧气和铝金属。
铝金属沉积在阴极上，氧气释放在阳极上。
这一过程需要严格控制电流密度、温度、电解质浓度等参数，以确保铝的纯度和产量。
然后，铝的提取和精炼。
在电解过程中，产生的铝金属被定期提取出来，经过精炼处理得到纯铝。
精炼过程包括除杂、升温、搅拌等步骤，最终得到符合工业标准的铝产品。
最后，产品包装和运输。
经过精炼处理的铝产品被包装成各种规格的铝棒、铝板、铝型材等，然后通过铁路、公路、船运等方式运输到各个用户。
在运输过程中，需要注意保护铝产品不受潮湿、碰撞等影响，确保产品质量完好。
总的来说，电解铝工艺流程是一个复杂的过程，需要严格控制各个环节的参数和操作，以确保铝产品的质量和产量。
同时，还需要关注能源消耗、环境保护等方面的问题，推动电解铝工艺向更加节能环保的方向发展。
希望通过不断的技术创新和工艺改进，能够更好地满足市场需求，推动铝工业的可持续发展。
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铝电解生产工艺与控制指南第一部分热平衡分析与控制在霍尔-埃鲁法中，能量是以两种方式供入的，一种是是以电能的方式供入，另一种是以碳燃烧的热能方式供入。
电解槽的热平衡表达式为：Q热=W电+W碳-T△S-∑(H T-H298)电解槽热平衡各影响因素的具体分析如下：1.1 W电电能热收入主要与槽电压和系列电流密切相关，在电解生产过程的正常情况下我们应力争保持槽电压和电流平稳，并尽可能减少阳极效应次数和效应持续时间，以维持热收入基本稳定。
W电又是调节电解槽热平衡波动的最灵活，最方便的调控措施，因此生产中往往通过电流的变化来调整自然环境变化对电解槽热平衡体系的干扰，夏季适当降低部分电流，冬季适当提高部分电流以调整炉帮内外温差变化对电解槽散热能力的影响，从而保证炉帮基本稳定。
通过保温料厚度来调节季节变化不但时间滞后而且对换极作业的浓度控制提出了更高的要求。
对于原材物料的预热需求则采取短时间附加电压的方式来灵活的进行调节，这样可以提高对热平衡波动调节的针对性和及时性，个别槽的热平衡变化则通过设定电压的变更来灵活的进行调整。
因此对于电能的调整必须坚持以适应电解槽的热平衡的需要为原则，力求节约。
电流对热平衡的调整是系统的和长期的，不宜作频繁的变动，而电压对热平衡的调整则是灵活的和及时的，在其它条件不变的情况下电压对槽温的调节力度为日均电压提高10mv/天可以提高电解质和铝液温度3℃，而过热度提高必然增加热损失，电解槽热交换系数的典型值为500～1000W*m-2K-1,因此日均电压提高10mv实际只能提高1℃的槽温，但如果其它因素造成初晶温度降低或其它热损失增加则可能出现电压升高而槽温降低的异常现象。
通过设定电压来调整槽温是滞后的，而根据热平衡变化采取短时间大幅度的电压附加方式及时调整各因素对槽温的干扰更符合电解槽的热平衡波动特性。
1.2 W碳碳阳极的消耗也是电解槽热收入的重要来源，在950℃的电解生产环境下每公斤碳燃烧为CO2释放的热能约为7KWH，如果以240KA电解槽为例计算，每降低10kg/tAl的阳极尽耗，则相当于降低了22mv的日均槽电压，如果碳阳极全部生成CO则相当于降低了约7mv的日均槽电压。
因此我们要力争做到无炭渣生产以防止阳极和碳渣氧化而影响电解槽的热平衡，这同时也表明了捞炭渣作业对于热槽的意义。
1.3 T△ST△S项的主要影响因素是电流效率的变化，电流效率波动的主要形式表现为铝液的二次氧化，具体反应方程式为 2Al（液）+3CO2=AL2O3 +3CO 通过计算发现在电解生产条件下每损失一公斤铝液所释放的热能为4.3KWH，如果把它换算为对电压对槽热平衡的影响，则电流效率每降低1.0%则相当于提高了约14.3mv的日均槽电压，而电流效率每提高 1.0%则需要增加18.5mv的热支出，效率升降造成的热收支不对称是由于分别生成了CO和CO2的缘故。
电解槽电流效率受各方面因素的影响，是电解生产中最活跃的变化因素，也是最难预知和调控的因素。
1.4∑(H T-H298)该项实质上就是热交换中的热传导部分，而热对流和热辐射则合并为Q项内容。
热交换的热能就是预热电解过程中的氧化铝、碳阳极以及其他原材物料需要提供的热支出，其中影响最频繁的是氧化铝加料作业，影响最剧烈的是更换阳极作业。
虽然自法铝1975年开发点式下料技术以来加料作业的连续性得到了很大的提高，对热平衡的干扰已经日益减弱，但过欠量加工依然或大或小地影响着电解槽的热平衡。
理论计算表明，按240KA电解槽计算，下料量每日减少100kg则用于预热氧化铝的热支出将减少56KWH，假定同日效率降低0.5%则二次反应的潜热还要增加39KWH，相当于提高15mv电压所增加的热收入。
因此我们必须力争实现氧化铝的平稳添加和完全溶解，并通过过欠量加工形式的频繁转换来减弱过欠量加料对电解槽热平衡体系的干扰。
目前国外优秀的控制系统的控制效果为每1～2小时完成一次过欠周期，我们也要力争可靠的实现这一目标。
对氧化铝浓度控制影响最大的因素是电解质过热度的变化，因为过热度的变化直接造成炉膛的变化而干扰电解槽的热平衡，因为炉帮中的氧化铝与料箱添加的氧化铝存在800℃以上的温差。
因此我们有必要根据下料量的变化相应的调整电解槽的目标电压，通过设置加料附加电压来及时的调整下料量变化对热平衡的干扰，以保持电解槽热平衡的相对稳定。
换极作业是电解生产中最重要的影响因素。
它不但影响体系热平衡的稳定性，还影响体系磁场和流体运动的稳定性，而流体运动的不稳定又进一步增加了热平衡控制的困难。
国际上先进控制系统的解决办法是大幅度地提高换极后的附加电压，既可以增加热收入以满足新阳极预热的需要，另一方面又可以提高流体运动和槽电压的稳定性。
国内的传统做法则只是对换极敞开液面期间的热辐射损失进行补偿，而并没有对新阳极的预热进行补偿。
我们通过跟踪新阳极更换后的升温速率发现，新阳极的预热并不是以24小时为周期呈直线均匀上升的，而是以曲线形式不均匀变化的，在正常情况下八小时内要完成50%以上的吸热量，新阳极极距越低、导电越快、吸热速率越快，新阳极导电越慢则吸热速率越慢，其与新阳极的电流分布是密切相关的，因为新阳极的电流分布反映了新阳极的预热程度和安装高度信息。
如果新阳极按比热残极高0.5cm的标准安装，则在正常情况下把八小时后的阳极电流分布为全部阳极平均电流分布的50%以上，新阳极的吸热量则要达到60%左右，因此需要在换极后的八小时内进行相应的电压补偿。
图I法铝400KA试验槽换极后的电阻控制曲线图2法铝400KA试验槽换极后的过热度控制曲线图3南平铝业240KA电解槽换极后的电压控制曲线我们在240KA电解槽生产中的经验表明，长时间大幅度分阶梯式的电压补偿制度符合电解槽换极后的稳定性控制需要，其对于热平衡稳定性、流体运动和电压的稳定性以及电解质水平的控制都是适宜的，也符合理论和实践需要的。
对于电解槽的热平衡电压方式调整我们必须坚持以理论计算为依据，以实践检测数据为检验标准，以满足电解槽的热平衡需要为原则而取舍。
为了减少补充原材料对电解槽生产过程的热平衡干扰，我们不但对添加氧化铝要严格执行“勤加工、少加料”的控制思想，对氟化铝的添加也要执行这一管理要求，不因事小而为之。
同时对于生产过程中的堵料、缺料也要严格防范，尽可能的减少各种意外因素对电解槽热平衡的干扰。
根据以上分析，扎大面和扎角部作业明显违背了电解槽的热平衡和物料平衡管理思想，除非是电解槽出现了槽壳严重发红或者漏炉事故，在正常生产内条件下应该严格禁止，对中心下料预焙槽而言，扎大面和扎角部作业是对生产管理思想的背叛。
1.5 换极作业后的热平衡变化分析换极作业对电解槽的热平衡会产生较大的影响，换极后的槽温变化测量数据与换极热损失的理论计算是一致的。
理论计算双阳极的升温吸热量相当于60～80mv的工作电压，而冷阳极减少的表面热损失约为25～30mv的工作电压，按这样分析，更换双阳极会产生40mv左右的热平衡波动，这些热量是必须的，但这个吸热过程大致需要24小时左右才能完成，但其前八小时地吸热量一般占50%以上，因此我们换极后的前八小时内附加相当于20mv的日均设定电压与新阳极的吸热需求是基本一致的。
部分工艺人员认为换极后的大幅度附加电压增加了电能的消耗，但如果我们在增加换极后附加电压同时适当下降我们的设定电压，这样就既解决了电解槽换极后的稳定性问题，又解决了电耗对生产指标的制约，由于换极后新阳极不导电以及流体运动的变化，换极后的极距是电解生产过程中最小的阶段，如果换极后不进行适宜的电压补偿，不但会压缩极距，而且会由于极距降低电解质水平提高熔化炉面而影响电解槽的物料平衡控制。
换极后大幅度附加电压虽然有利于换极后的稳定，但对于高温槽而言则是有害的，因为换极作业大量的热损失对于高温槽而言是一个难得的热平衡调整机会，为了解决附加电压对高温槽的影响，我们采取了根据不同槽况区别对待的分阶梯附加电压方式，即高温槽只附加一个阶梯短时间的附加电压，以适应高温槽温度调节需要，正常槽则附加较长时间的两个阶梯的附加电压，以满足新阳极的吸热需求。
不同电解槽在换极后的温度变化是各不相同的，这是由于换极敞开电解质液面时间不同和电解质初晶温度及过热度不同的缘故。
敞开电解质液面肯定增加热损失，但其是次要因素，过热度不同才是温度变化的主要原因。
过热度高的电解质温度变化大，过热度低的电解质温度变化小，这是因为电解质凝固产生相变热的缘故。
据初步估算，电解质凝固150kg产生的相变热能使电解槽整个体系温度上升1℃。
如果仅相对于电解质和铝水而言会有3℃的变化。
通过对换极后的温度变化，我们可以推测和估计我们电解槽的初晶温度和过热度的合理保持范围。
经初步分析，如果分子比保持2.30～2.35，氧化铝浓度2～3％，初晶温度应该在940左右，这与理论计算的初晶温度也基本一致。
如果平均过热度保持10℃左右，我们的电解温度应保持在948～955℃。
电解质温度高于960℃的电解槽肯定过热度高，其换极后的降温幅值也必然大。
为了满足氧化铝溶解和炉帮稳定我们需要保持8～10℃的平均过热度，按照适宜的铝水平条件，电解槽中心温度与边部温度会存在6～8℃的温差，这要求必须提供4℃的平均过热度，氧化铝溶解在下料点局部还会产生4～5℃温差，因此保持8℃的过热度是必须的，保持10～12℃才能稳定生产。
而我们平时测量时没有考虑边部与中心以及过欠下料的温差，所以会看到5℃左右的过热度也能稳定运行，这其实是测量和计算中的误差造成的。
如果不考虑槽内不同位置对测量误差的影响，则保持6～8℃的过热度是平稳生产的需要，这与国外常常报导的7℃左右的过热度数据是基本相符的。
1.6. Q热由于各子项在电解生产期间是频繁波动变化的，因此电解槽的热平衡必然是相对的动态平衡。
相对于四个子项而言Q热是随之被动的、滞后的变化的，波动初期Q热的变化值小于四个子项之和，大部分的热能由电解槽热平衡体系先储存或者释放，从而表现为槽温和炉堂的频繁波动，最终实现动态热平衡。
但这个动态的热平衡不一定是我们需要的理想的热平衡状态，因为我们已经把理想的热平衡状态定格为6～8℃的过热度标准，因此我们还需要对电解槽的热平衡进行调整，以实现我们高效、低耗、优质、长寿的生产目标。
Q热实质上就是电解槽与大环境之间的热交换值，包括热对流和热辐射，而热传导则归入了∑(H T-H298)内。
Q热值的计算存在许多的变数而很复杂，既有电解槽热平衡体系变化的因素，也有大环境变化的因素，但主要受电解槽热平衡体系变化影响，主要包括炉帮的厚度变化，体系热交换系数变化，保温料厚度变化，换极作业液面敞开时间变化等等，其中体系热交换系数变化则主要包括铝水平、电解水平、流体流速。