350KA铝电解槽焙烧启动新方法

科技信息

ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ

2013年第9期1焙烧分流方法简介

根据Hale 在1989年的研究，电解槽的使用寿命取决于图1所示的几个影响因素，其中焙烧启动的影响权重均达到25%，超过材料（10%）、设计（20%）和筑炉工艺（20%）。

图1

焦粒焙烧方法中，分流器的设计和运作是一项非常重要的工作。现代化大型预焙槽的电流强度已发展到350kA 以上，通电焙烧诸如此类大型槽时采用逐级分流措施是必要的。分流效果的好坏直接影响到电解槽的寿命。

在生产实际中各生产企业在制作分流器时，一般都是就地取材，根据自己或其他企业的经验确定分流器的组数、每组分流器的分流片数量及大小，甚至有时是象征性地简单将几块分流片焊接到阳极钢爪上，根本达不到分流量要求。

由于没有手段测量每片分流片上流过的电流大小，以及在焙烧升温过程中电阻床和分流片本身电阻的变化，从开始到完全拆卸分流器，真正进行焙烧的电流是多大，焙烧功率是多少，无从得知。

目前国内大部分铝厂都采用手动控制预安装分流片分流的方式。使用自动分流装置实现对电解槽焙烧启动时电流的自动控制和可视量化控制具有深远的意义。将带来不可估量的经济效益，它将推动电解铝产业的发展。

2北方工业大学自动分流控制系统简介

北方工业大学自行研制开发的自动分流系统能实现铝电解槽焙烧启动过程中对电流的精确控制。其特点如下：

1）焙烧装置能有效控制焙烧温度及其变化速度

2）焙烧控制系统由分流开关装置、控制器和分流器组成。分流装置安装在待焙烧电解槽的下一台槽的立柱母线旁边或者上边，焙烧电解槽通过分流器将其水平母线与分流开关连接；分流开关和分流器的数量与电解槽的立柱母线数量相同。

3）每个分流器保证能够控制每片分流片的独立闭合和断开。

4）分流器上的分流量（电解槽中通过的焙烧电流大小）由一个统一的系统来控制，利用控制分流器上电流的大小来实现控制焙烧温度。

5）实时测量电解槽底阴极炭块表面焙烧温度的变化，使槽底表面温度均匀，温度测量精度±5℃，保证控制精度±10℃。

6）提供的控制系统操作界面能自定义焙烧曲线，设定不同阶段焙烧升温速度。

7）控制系统监控界面能实时显示每台分流器的工作情况，电解槽的焙烧电流、焙烧温度、电压、焙烧功率等多条曲线。

8）能测量阳极电流分布数据，并在系统中实时显示电流分布曲线，显示电流分布偏差，避免焙烧电流局部集中，造成局部过热。

9）控制系统采用先进的控制策略，在保证满足焙烧控制需求的同时，实现分流开关通断次数的均匀分配。

10）控制系统具有相应的自诊断功能，能保证设备的正常工作。11）监控软件具有重要参数实时备份功能。

图2

3

启动实践介绍

从2012年2月23日上午11时起，至2012年2月26日止，青铜峡铝业公司电解二部9210号槽成功启动，期间由北方工业大学提供的自动分流系统装置运行正常，设备分流达到了预想的效果。线性，准确，正确的实现了对9210号电解槽的焙烧启动分流控制。其设备数据库完整记录了10087条温度数据信息。按照铝业公司提供的相关数据要求，实现了对经验曲线的良好跟随。同时，经过本次启动实践，证明了自动分流控制系统能很好替代传统的分流片人工分流装置，实现对电解槽的自动化控制。

经验曲线的选择：根据青铜峡铝业公司电解二部相关工作人员的技术经验和技术要求，对9210号电解槽设定如下的经验曲线（图3）：

图3

图4

３５０ＫＡ铝电解槽焙烧启动新方法研究

范康平铁军王晓纯

（北方工业大学，中国北京100144）

【摘要】全面总结青铜峡铝业公司电解二部9210号槽的启动实践。本次启动通过运用北方工业大学大学开发的自动分流控制系统，在部分保留传统分流片的基础上进行了启动实践，达到了预期的效果。

【关键词】自动分流系统；分流片；焦粒焙

烧

○电力与能源○404

科技信息2013年第9期

ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ科

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序号

参数名称参数值

单位

参数范围1槽反电动势1700mv 【1500,1800】2槽设定电压4260mv 【3600,5000】3基础NB 间隔时间1500.01分

【50,500】4基础AE 间隔时间

57600分【10,65535】5AE 等待持续时间的基础值120分

【10,240】6AEW 失败后附加NB 间隔时间

10.1分

【1,50】7加料器状态是否为CO 的时间

10分

【1,40】8每天NB 的下料量520.1kg 【1,100】9每次FAP 的下料量

20kg

【0,50】10AEB 中NB 次数

6次【2,15】11AEB 中的升·降阳极脉冲个数

0个

【0,200】12日氟化盐投入量0kg

【0,2000】13打壳接通时间3秒【1,20】14打壳断开时间3秒【1,20】15下料接通时间3秒【1,20】16下料断开时间3秒【1,20】17氟化盐下料接通时间3秒【1,20】18氟化盐下料断开时间

3秒【1,20】19预留参数40分

【0,65535】20预留参数0【0,65535】

21浓度控制过欠变化率

35mv

【0,65535】22电解温度967度

【0,65535】23电解质水平160【0,65535】24铝水平250【0,65535】25分子比247【0,65535】

26

出铝量

2744

kg 【0,65535

】

之所以采用如上的升温曲线是因为主要根据铝厂的生产实际和捣固糊的凝结特性来决定的。

设备在前几天中运行正常，没有大的问题出现，在第一天（2012.2.23）晚上，由于热电偶的安装位置错误（其中一个热电偶的测量温度与厂区四个热电偶的平均温度有较大的出入，误差在100-150度之间）使得测量所得温度有较大的出入。经四班运行人员的重新调整之后，温度显示正常。可见，在前期安装热电偶的过程需要制定相应的规范，以保证测量的正确性。其中热电偶的安装位置如图4所示。

焙烧启动时的电解槽具体工艺参数设定如表1所示：

表1

设备的现场图片和设备示意图如图5所示。自动分流系统的若干改进问题：

1）现场压缩空气的接入问题：在使用的过程中需要与现场压缩空气的快速接头相配合。管子的长度以现场实际需要为准。

2）分流装置的底座改进绝缘问题：与分流器的连接处设计不合理，无处下工具。

3）分流片的尺寸问题。

4）卡具的大小不合适。

5）分流片的凸轮卡具应该预先安装，避免现场大磁场带来的工作干扰。

图5

4启动实践总结

青铜峡铝业公司电解二部9210号电解槽运用北方工业大学电解槽自动分流系统的成功启动。标志着自动分流的良好实现。满足了设计要求和工艺要求。能实现对分流电流的量化控制。很好的实现了对升温曲线的良好跟随。控制效果良好，达到了设计和预期的要求，跟随的升温曲线如图6所示：

图6

运用北方工业大学的自动控制分流系统，能实现如下三个方面的可控制：

1）电流可控制；

2）升温制度可控制；3）槽底升温均匀。

9210号电解槽的顺利启动说明了运用自动分流系统装置能很好的实现对分流量的控制。是一种电解焙烧启动的新方法。它不仅能够实现对焙烧过程的良好控制，而且能很大程度上提高电解槽的寿命，能够带来巨大的经济效益。【参考文献】

［1］冯乃祥.铝电解[M].化学工业出版社，2006．［2］邱竹贤.铝电解[M].冶金工业出版社，1988．

［3］王捷.电解铝生产工艺与设备[M].冶金工业出版社，2010．

［责任编辑：王迎迎］

（上接第367页）响的某些因素尚不明朗，而施工工地及周边路网情况也在不断变化。因此，交通组织在施工阶段需实行动态设计，根据施工阶段和影响因素对实施方案进行动态的细化调整及完善。

4结论

通过以上研究内容，本文可得出结论如下：

（1）高速公路改扩建工程宜采取源头疏导、多级分流；客货分级、客车优先；进出有序、控制流量；分时分段、通行车道数最大化；广泛宣传、争取理解；计划在先、预案备之；目标明确、分期落实；施工变化、动态调整等交通组织原则。

（2）在两侧拼接为主的改扩建工程中，宜采取分项工程同步实施、

分幅施工，突击施工、增加临时通道等方法保证交通不产生拥堵。

（3）对改扩建施工期间可能出现的状况考虑周到，建立健全预案，采取动态控制，确保施工顺利进行和道路通畅。【参考文献】

［1］王长宽.高速公路改扩建保通方案浅析[J].北方交通,2012(04).

［2］李超,辛娟.潼西高速公路改扩建工程交通组织方案[J].西部交通科技,2008

(06).

［3］朱晓辉.高速公路改扩建工程保通措施应用分析[J].价值工程,2012(22).［4］占辉.广佛高速公路扩建工程交通组织措施[J].湖南交通科技,2007.

［责任编辑：杨扬］

科

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