大型铝电解槽强化电流
大型铝电解槽强化电流条件下槽帮形成规律的研究
ｗａ ｓｎｕｍｅ ｉａ ｉ ｕｌｔ ｄ ｂ ｉ ｔ ｌ ｍ ｅ ｔ ｏｄ ｗｉｈ ａ ｃ ｎｔｏ ｈｅ ｃ １ｒ ａ ｔｏ ． Ｔｈｅ ｅ ｆ ｃ ｓｏｆｃ ｔ — ｒｃ ｌｓｍ ａ ｅ ｙ ｆｎｉｅ ｅ ｅ ｎｔｍｅ ｈ ｔ ｃ ｏｕ ｆｃ ｍｉａ ｅ ｃ ｉ ｎｓ ｆ ｅ ｔ ａ ｈ
（ ． Ｓ ｈ ｏ ｆ Ｍ ｅ ａ ｌ ｒ ｉ ａ ｎ ｏ ｏ ｉａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ。 Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｉｇ １ ｃ ｏ ｌ ｔ ｌ ｇ ｃ ｌａ ｄ Ｅｃ ｌ ｇ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｕ ｉｅ ｓ ｙｏ ｉ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙＢ ｉｎ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｃｈｎ ｔ Ｓ ｎ ｊ ｅ ｉｇ １ ０ ８ ， ｉａ ｊ
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凝 固等 温 线 和 槽 帮 厚 度 以及 操 作 参 数 对 石 墨 化 阴 极 强 化 电 流 后 炉 膛 形 状 的 影 响 规 律 。结 果 表 明 ， 型 模 估 计 值 与 现 场 测 量 值 相 当吻 合 ， 用 模 型方 法 有 助 于强 化 槽 电流 、 现 运 行 参 数 的 优 化 。 所 实 关 键 词 ：５ Ａ 铝 电 解槽 ； 学 反 应 ； 帮 ； 墨 化 程 度 ； 化 电流 ３０ｋ 化 槽 石 强
大型铝电解槽强化电流
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
解读400kA铝电解槽平稳运行新技术
解读400kA铝电解槽平稳运行新技术摘要：为了促使电解槽能够平稳高效的运行，在进行400KA铝电解的过程中需要对能量平衡进行保持。
本文通过铝电解的能量平衡保持过程中难点的分析，进而论证新技术在铝电解能量平衡中的应用方法，从而促进铝电解在400KA中新技术应用所带来的能耗降低，从而保证铝电解的生产效率。
关键词：电解能量平衡；散热损失；电解槽运行；节能降耗前言：在进行400KA铝电解时，通过对电解槽的大型化、电流强化、低电压工作环境建设，可以促使铝电解槽结构参数更加合理，同时能够对生产过程进行有效控制。
为了实现优化控制，需要对电解槽中的温度分布和能量收支情况做到充分了解，从而判定其能量是否平衡。
在掌握了电解槽中能量平衡的特性，才能够对能量收支进行合理性分析，进而探究原因积极改变。
一、电解槽中能量平衡控制的难点本文选用四种不同内衬结构设计的400KA铝电解槽进行了研究分析，并针对其运行过程中的相关数据进行了测量。
发现在四种电解槽中，影响能量平衡的主要问题在于槽壳温度的分布和槽体散热损失这两个方面。
（一）槽壳温度分布不均本文选用的四种电解槽分为普通炭块结构和氮化硅加陶瓷纤维板结构两种，在其工作运行过程中，对电解槽中溶体区、阴极炭块区和槽底三个部位的温度进行了测量。
测量结果发现，四种电解槽的溶体区槽壳平均温度均在350℃左右，而最高温度也并未超过400℃。
然而在槽壳的两面却出现了十分明显的温度分配不均。
以氮化硅加陶瓷纤维板结构的电解槽为例，A面温度仅为306℃，而B面温度高达348℃，相差接近50℃，这种温度差异之下导致电解槽的运行中能量流失严重，表现在底板泄露十分明显，温度异常情况居多。
可见电解槽在使用过程中因槽壳温度的分布不均极易使能量平衡控制更加困难，（二）槽体散热损失严重现代铝电解槽因散热造成的能量损失一般表现在阳极和阴极两个方面。
其中阳极散热损失以铝导杆和槽罩最为突出，而阴极则以槽壳、槽沿板、阴极钢棒和摇篮架比较明显。
强化电流是电解铝增产节约的有效措施
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系列１
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２０ ０ ７年 № １
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行统 计处 理得 出 电流效率 经验公 式如 下 ：
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２０ ０ ７年 №１
铝 镁 通
讯
・３ ・ Байду номын сангаас
强化 电流 是 电解 铝 增 产 节 约 的有效 措 施
杜 科 选 ，夏 禹
（ 州铝业 股份 有 限公 司 ，甘 肃 兰 州 ７ ０ ６ ） 兰 ３ ０ ０
摘
要 ：在 一 定 的技 术 条件 下 通 过 电 流 强化 可以提 高 电 解槽 铝产 量 和 电 流 效 率 ， 低 生产 成 本 。 凡 阳 极 电 流 密 度 在 降
２ 强 化 电流 的 可 行 性
２ １ 国外强 化 电流 的成 功案例 ．
备满 负荷 生产 以提 高 产量 。
对 于 现有 的铝 电解 系列 ，通 过 提高 电流 效率 增 加产 量 收 效 甚 微 ，而 新 建 和 扩 建 投 资 大 建 设 周 期 长 ，相 比之下 ，采 用强 化 电流 的来 提高 产量 是投 资 少 见效快 ，具有 简 捷高 效 的特点 ，可快 速适应 市 场 的需 求 。在 一定 的 技术 条件 下通 过 电流 强化可 以提 高 电解槽 铝 产量 和 电流效 率 ，降低生 产成 本 ，强化 电流是 电解 铝增 产 节约 的有 效措 施 。 我国 ２０ ０ ５年 电解 铝 产 量 达 到 ７ ０万 吨 ，２ ０ ８ ０６ 年１ ～９月份 产 量 达 ６ ０ ９ ７ ．３万 吨 ，预计 ２ ０ ０ ６年可
工业铝电解槽电流分布特征研究
工业铝电解槽电流分布特征研究工业铝电解槽是生产铝金属的重要设备，其电流分布特征对生产效率和能源消耗具有重要影响。
因此，研究工业铝电解槽电流分布特征对于优化生产过程、提高产能、降低能耗具有重要意义。
工业铝电解槽中铝电解液呈现复杂的流动状态，电流分布受到多种因素的影响。
首先，电解液在电解槽内的流动形式受到电解槽结构和布置的影响。
电解液在电解槽内形成液流，其速度和方向对电流的分布产生影响。
其次，电解槽内阳极和阴极的布置方式也会对电流分布产生影响。
阳极和阴极的位置和间距会改变电流通过的路径和分布情况。
此外，电解槽内的温度分布也会对电流分布产生一定的影响。
为了研究工业铝电解槽的电流分布特征，研究人员采用了多种方法。
一种常用的方法是数值模拟。
通过建立电解槽的数学模型和计算流体力学模型，可以模拟电解液在电解槽内的流动状态，并计算出电流分布情况。
另一种方法是实验研究。
研究人员通过在实际工业铝电解槽中安装传感器，测量电流分布情况，并进行分析和验证。
这些方法的研究结果可以为优化电解槽设计和操作提供指导。
研究表明，工业铝电解槽的电流分布呈现出不均匀性。
电流在阳极和阴极之间的分布不均匀，呈现出较高的电流密度区域和较低的电流密度区域。
而电流密度的分布对铝的沉积速率和能耗有重要影响。
较高的电流密度区域会导致铝的过量沉积，而较低的电流密度区域会导致铝的不足沉积。
因此，优化电流分布可以提高产能和降低能耗。
综上所述，工业铝电解槽的电流分布特征对于生产效率和能源消耗具有重要影响。
研究表明，电解液的流动状态、阳极和阴极的布置方式以及温度分布等因素会影响电流分布。
通过数值模拟和实验研究，可以获得电流分布特征，并为优化电解槽设计和操作提供指导。
进一步的研究可以探索更多的因素对电流分布的影响，并提出相应的优化策略，以提高工业铝电解槽的生产效率和能源利用效率。
浅析400KA电解槽提高电流效率的几种途径
浅析400KA电解槽提高电流效率的几种途径摘要：在工业生产中，铝电解槽是一个重要的设备，用于生产铝材。
而解槽的作用就是将铝氧化物还原成金属铝。
然而，在这个过程中，会遇到电流效率不高的问题，导致直流电耗增加，生产成本上升。
因此，提高铝电解槽的电流效率具有重要意义。
本文主要分析400KA铝电解槽提高电流效率的几种途径，异形阴极的凸起结构可以增加聚焦效应，提高电流密度，从而增加电流效率。
新型阳极则可以通过排气通道将气体排出，降低气泡对阳极的影响，提高电流效率。
高导电铝芯复合阳极钢爪则可以提高阳极的导电性能，降低电阻，从而提高电流效率。
同时，钢爪保护环技术可以保护钢爪，防止钢爪氧化，延长使用寿命。
这些技术的应用可以发挥重要作用，提高铝电解槽的电流效率，降低生产成本，提高生产效益。
因此，应该重视各种关键技术的研发和应用，不断推进解槽技术的发展，推动工业生产的进步。
关键词：400KA；电解槽；电流效率引言：在电解厂中，提高电流效率是首要任务之一。
电流效率是指电解过程中所使用的电能与最终得到的产品之间的比率。
电解技术参数对电流效率影响很大，包括电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等。
其中，电解质温度是影响电流效率的关键因素之一，因为在高温下，电流效率会下降，而在适宜的温度下，电流效率会得到提高。
此外，电解质成分也对电流效率有很大影响，因为电解质成分的变化会导致电解效率的变化。
除了电解技术参数外，科学技术条件对提高电流效率也至关重要。
这包括了设备维护、操作技术、工人素质等方面。
在设备维护方面，要保证设备的良好运行状态，确保设备的稳定性和可靠性。
在操作技术方面，要保证操作规程的规范性和操作流程的合理性。
在工人素质方面，要提高工人的技能水平，确保工人能够熟练操作设备。
本文以400KA铝电解槽生产为例进行探究。
在这个过程中，要注意控制电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等参数，以提高电流效率。
大型铝电解槽强化电流资料
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%。
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，
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。
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
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.
浅谈电解铝平稳生产
某 大型电解 铝系列从 ２０ 年 １ 月开始强化电流 。为稳 ０６ ０
妥起见。 强化 电流分阶段 ， 小幅度地进行。 每次强化 ５ 千安培电 流。分 四次 ， 历时 四个月完成强化 电流工作。到 ２ ０ 年 ２月电 ０７
流从 ２０ ０ 千安强化 到 ２０ ２ 千安。 在此期 间， 槽壳发红现象增多 。 在发红严重处开始用分管强制冷却。２０ 年三月初分厂针对 ０７ 三工 区电解槽在启动初期急于大面积开槽 ，未形成巩 固炉帮 ， 同时为提高电流效 率一味推行低温生产 （ 每降低 １％， ０ 电流效 率提 高 １ 而造成炉底沉淀增多 ， ％） 槽子反热 ， 而影响电流效 反
大多数铝 电解槽经过科学合理 的焙烧启动后 ， 各项技 术条 件会趋正常 ， 铝电解槽进入平稳生产时期 。 此时 ， 各基层管理者
则外 ， 还应尽量使 电解槽 ａ ， ｂ两面的两块或 四块 阳极拉长更换
需认真做好 以下几方面工作方可使各 项技 术条件保持平稳并
有所提高。
一
、
分子 比管 理
的分子比不能过低。 在实际生产中应视槽温 ， 炉底 ， 温度而 环境
时间 ， 否则 ａ 两 面的当更换 到打壳眼 附近 时 ， ， ｂ 由于两 面都是 新极 ， 打壳眼变小 ， 使 易造成大堆料 ， 引起突发效应影 响槽 况。 阳极 吊出后 ， 要将大块氧化铝结壳捞干净 ， 认真处理炉底沉淀 ， 检查相邻残极是否裂缝及炉帮是否正常。 处理完后及时将新极 装上 ， 切不可将残极拔出后 不装新极而使 电解槽热量散失过 。 （） ３保温料 的添加作业 。 中间下料预焙槽采用做为保温料 ， 保持 电解槽的热平衡是添加极上保温料的主要作用。 日轻所 据 测定 ， 全极每减 薄 ｌｍ Ｏ ｍ保 温料 ， 放出相 当于 ００ — ． ｖ电 多 ． ０９ ６ ０
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
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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
大型预焙铝电解槽低压生产理论研究及实践
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０
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降低 电解 质压 降实 施降 低槽 平均 电压 的理论 依据 及可 行性 ， 并通过 ４０ Ａ 电 ０ｋ 铝
解 槽 降低 平均 电压实 践 得 出降 低 平均 电压所 匹 配 的合 理 的技 术 参 数 。
由公式 （） 知， １可 电解 质 压 降与极 距 、电解质 电导率及 阳极 尺寸 等参数 相
７
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分子 比 （ｎ） ｃｉ （ｌ１ ｅｌ １
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200kA大型预焙铝电解槽的节能降耗途径
降耗
途径
Ｔｈ ｐ ｒ ａ ｈ ｏ ｎ ｒ ｙ ｓ ｉ ｇ ａ ｏ ｓ ｅ ａ ｐ ｏ ｃ ｆｅ ｅ ｇ ａｖ ｎ ｎｄ ｃ ｎ ｕｍｐｔｏ ｅ ｕｃ ｉ ｎ ｏ ｉ ｎ ｒ ｄ ｔｏ ｎ ２ ０ｋ ｌ ｒ ｅ ａ ｕｍ ｉ ｕｍ ｅ ｃ ｉ ｅ ｌ ０ Ａ ａ ｇ ｌ ｎ ｒ ｄｕ ｔｏｎ ｃ ｌ
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丝 ，Ｖ；卵 — 电流 效率 ， 。 — ％ 故降 低 电解槽 平均 电压 和提 流效 率都 能降 眠 寄电
单位 产 品铝所 需 的电能消 耗量 。
电流 的方法是最经济 的¨ 。因为 ，提高 电流效 Ｊ
率 ，可 以彳 不增加 用 电的情况 下提 高铝 的产 量 。 Ｅ
由于电漉强度超 出了没计要求 ，严格来说 ，
业相 继采 取 了强 措 施 ，有效 地起到 了节 能降 耗 的作 用 。
提高铝电解电流效率的生产实践分析
提高铝电解电流效率的生产实践分析摘要：随着铝工业的不断发展，我国对于铝电解技术的操控有了更高的要求。
铝工业的快速扩张升级，需利用各项技术严格控制铝电解电流总工序、极距、磁场设计等多方位的因素提高电解电流的效率，从而降低能耗，节约生产成本。
但是铝电解涉及的工艺技术繁多复杂，如果能找出影响电流效率的关键工艺参数并进行优化，将会进一步实现生产效益的最大化，所以本文主要探讨铝电解电流效率的提升方法，寻找最优工艺参数匹配的问题，进行深入的研究。
关键词:铝电解电流效率；生产实践；提高效率；分析1、电流效率的影响因素及分析1.1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[1]。
1.2电解质成分对电流效率的影响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%。
200kA铝电解槽强化电流、节能减排实践
２０ 年中国铝业开始推行“ ０５ 两降一强化” 企业 ，
内部 也就 此开 展 了技术 攻关 ， 效果 不 明显 。为 此 ， 但
连城 分公 司针 对 ２０ｋ 电解 槽 生 产状 况 开 展 了系 ０ Ａ 统研究 ， 以期解决 节 能 降耗 的关键 问题 ， 实现 降本 增 效 。根 据研 究 提 出增 大 系 列 电流 容 量 为 切人 点 ， 采 用低 电压控 制 ， 以低效 应 系数 、 窄氧化 铝 浓度 技 辅 低 术 ， 决 电解槽稳 定 性差 、 解 电流 效 率低 、 耗 高 的 问 能
题。 ３ ２ 方 案 实施 目的 ．
业 是高 耗 能 、 污染 产业 ， 高 国家针 对 电解铝 行业 出台 了一系 列调 控政 策 ， 进一 步 降低 能耗 、 减少 环境 污染 物 的排 放成 为 铝工业 亟 待解 决 的关键 问题 。
２ ２ ０ｋ 生 产 现 状 ０ Ａ
第３ ２卷 第 ５期 ２１ ０ ０年 １ Ｏ月
甘
肃
冶
金
Ｖ０． Ｎｏ ５ １３２ ． Ｏｃ ．， ０１ ｔ ２ ０
ＧＡＮＳ Ｕ ＭＥＴＡＬＬ ＵＲＧＹ
文 章 编 号 ：６ ２４ ６ （０ ０ ０ － ２ －３ １７ － １ ２ １ ）５０ １０ ４ ０
２ ０ｋ ０ Ａ铝 电解 槽 强化 电流 、 能减 排 实践 节
化工艺 技术 条件 ，Байду номын сангаас大 限度 的挖 掘 电解 槽 的 增 产 节 最
Ｒｅ ｕ ｔｏ ｆ２ ０ ｋ Ｌａ ｇ ｅ ｋ ｄ Ｃｅｌ ｄ ｃｉ ｎ ｏ ０ Ａ ｒ ｅ Ｐｒ ｂａ ｅ ｌ
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240kA预焙铝电解槽强化电流的生产实践
程 的 影 响 ； 强 化 的进 程 和 建 立 新 的 生 产 平衡 过程 进 行 分 析 ， 明 强 化 电 流 生 产 、 化 工 艺 的 技术 条件 。 对 阐 优 关键词
中 图分 类 号 ：Ｆ ０ ．７ Ｔ ８ ３２
ＰＲｏ ＤＵＣＴＩ ｏＮ ＰＲＡ ＣＴＩ ＣＥ Ｆ ｏ ＲＥＩ ＮＦｏ ＲＣＩ ＮＧ ＣＵＲＲＥＮＴ Ｎ ｏ
曾建 华
（ 西百 色银海 铝业 有 限责任 公 司 ，广西 百 色 ５ ３ ０ ） 广 ３ ０ ０
摘 要 以 南 平 铝 业 有 限 公 司 ２ ０ Ａ预 焙 铝 电解 槽 强 化 电 流 生 产 为 例 ，简 述 强 化 电 流 生 产 的 可 能 及 其 对 生 产 过 ４ｋ
强 化 电流 ；热平 衡 ； 艺优 化 工 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ３ １ （ ０８ Ｏ ０ ２ ０ １７ — ８ ８ ２ ０ ） ３— ０ ８— ４
Ａｂｓｒ ｃ Ｆ ｒｅ ａ ｔａ ｔ ｏ ｘ ｍｐｌ ｆｔ ｅ ｒｄｕ ｔｏ ｒ ｃｉ ｅ ｏ ｅ ｎ ｏ ｃｎ ｃ ｒｅ ｔ ｏ ４ ｋ ｐｒｂａ ｄ ｌ ｍ ｉ ｍ ｅ ｏ ｈ ｐ ｏ ｃｉｎ ｐ ａ ｔｃ ｆ ｒ ｉ ｆｒ ｉ ｇ ｕ ｒ ｎ ｎ ２ ０ Ａ ｅ ｋｅ ａｕ ｎｕ
通过不 断 的生产 实 践 ， 以便 找 到 较 为 合适 的 电流 强
度 ， 终得 以优质 、 效 、 耗 的生产 ， 最 高 低 从而 达到 降低
ｒｎ ｅｎ ｏ ｃｎ ｕ ｅ ｔａ ｈ ｆｅ ｔｏ ｒ ｄ ｕ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓｉ ｈｅ ｐ ｐｅ ． Ｉ ｌｏ ａ ａｙ ｅ ｈ ｅｎ ｏ ｃ ｎ ｉ ｇ ｒ ｉ ｆｒ ｉ ｇ ｃ ｒ ｎ ｎｄ ｔ ｅ ｅｆ ｃ ｎ ｐ ｏ ｃ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔ ａ ｒ ｔａｓ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｅ ｒ ｉｆ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｄ ｂ ｌｄｉｇ ｅ ｐ ｏ ｃｉ ｎ ｂ ｌｎｃ ｒ ｃ ｓ ． Ｔｈ ｔｃ ｎ ｌｇ ｃ ｎ ｉｉｎ ｆ ｒ ｉ ｆｒ ｉ ｇ ｃ ｒｅ ｔ ｒ ｃ ｓ ｎ ｕ ｉ ｎ ｎ ｗ ｒ ｄｕ ｔｏ ａ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｏ ｅｎｏ ｃｎ ｕ ｒ ｎ ｐ ｏ ｃ ｔｏ ｎ ｐ ｉ ｉｉ ｇ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒ ｘ ｌ ｉｅ ． ｒ ｄ ｕ ｉ ｎ ａ ｄ ｏ ｔ ｚｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｗｅ ｅ ｅ ｐ ａｎ ｄ ｍ ｙ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｕ ｒ ｎ ；ｈ ａ ａ ａ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ｅ ｔｂ ｌｎ ｅ； ｐ ｏ ｅ ｓｐｔ ｉａ ｉｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｚ ｔｏ ｍ
铝电解槽低电压技术结合强化电流的推广实践
３ ０・
铝 ０ ２年 ｏ１
铝 电解槽低 电压技术结合强化 电流的推广 实践
曹永 峰 １ 金必能 ２
（ ． 国铝 业 郑 州研 究院 ，河 南 郑 州 ４０４ ； ２ 义铝 业 有限公 司 ， 州 遵义 ５３０ ） １中 ５０ １ ． 遵 贵 ６ ００
摘
要 ： 源问题 紧张 ， 能 节能形 势严竣 ． 电压 生产受到热追 ． 低 为贯彻 落 实中铝公 司关于 电解铝行业 节能降
现象 ， 添加电解质块仍不能满足生产 的工艺要求。
（ ３）强化 电 流后 电解槽 工 艺 条 件波 动加 大 ；
强化电流后受电勰槽设计磁场和强化电流后二 次压低极 距的影 响 ，铝水 平高度 由过 去的 ２ 一 ２一 ２ｅ ３ｍ提高到 ２ —２ ｃ ． ５ ６ｍ 槽温平均上升 ５Ｃ， ￣ 分子 比 升高明显 ， 原铝质量波动较大， 合格率由９ ． ３ ％降为 ２ ６． ５ ％，出现涮钢爪和阳极掉渣脱落的现象。 ６
遵义 铝业 ３０ Ａ电解系 列计 划在 实施无 效 应低 ５Ｋ 电压 的同时 结合 强化 电流 和槽 控系统 升级 等项 目一 起 实施 。 们 知道 本 身强 化 电流 与低 电压 在 热平 衡 我 上是 互 补 的 ，低 电压 技 术 为 大 幅强 化 电流 提 供 条 件， 同时强 化 电 流也 是降 低 槽 电压 后能 量补 充 的一 种手 段 ， 因此 强化 电流必 须要 结 合低 电压 以满 足 电
该式表 明： 在降低槽 电压的时候 ， 以采取强 可
化 电流 的方法 来维 持 原来 的 能量 平衡 。 就是 低 电 这 压结合强化 电流来维持 电解槽 能量 平衡 的理 论基础 。
根据无 效应低 电压关 键技 术结 构 图和 电解槽 能 量 平 衡公 式 ，遵 义铝 业将 整 个试 验 分成 四个 阶段 ：
电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响
电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响
裴海灵;周乃君;姜昌伟
【期刊名称】《甘肃冶金》
【年(卷),期】2005(027)001
【摘要】在一定的技术条件下通过电流强化可以提高电解槽铝产量和电流效率,降低单位产品的成本.本文以国内最具代表性的郑州龙祥铝业有限公司154 kA侧部四点进电铝电解槽为研究对象,具体分析了电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响.结果表明:当槽型结构与母线配置不变时,电流强化不影响铝电解槽铝液电、磁、流场总体分布规律,但改变铝液层电流密度、铝液磁感应强度和铝液流速大小;阴、阳极电流、铝液层电位差、铝液层电流密度均与系列电流强度具有相同的增加率;铝液层磁感应强度随系列电流强度的增加而线性增加;铝液最大流速、铝液平均流速均随系列电流强度的增加而增大.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】裴海灵;周乃君;姜昌伟
【作者单位】中南大学,能源与动力工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,能源与动力工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,能源与动力工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文
【中图分类】TF821
【相关文献】
1.铝电解槽电、磁、流场数值计算方法的进展 [J], 周乃君;周正明;姜昌伟
2.铝电解槽电、磁、流场数值计算方法的进展 [J], 周正明;周乃君;姜昌伟
3.不同进电方式对铝电解槽阳极电流非接触式测量的影响 [J], 董英;周孑民;李茂;周益文;杨建红
4.电流再强化对180kA系列铝电解槽物理场的影响 [J], 肖国华
5.铝电解槽内电-磁-流场的耦合仿真方法及应用 [J], 姜昌伟;梅炽;周乃君;刘和云;傅俊萍
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320KA预焙铝电解槽电流效率的影响因素及提高方法
作者简介:兰海波（1996-），男，助理工程师。
主要从事铝电解工艺方面的研究。
近几年，中国铝产业格局正在发生新的变化，低碳发展成为推动中国铝产业高质量发展的重要内容、关键体现和终极目标[1]。
因此在国家双碳政策下，使用清洁能源的电解铝企业将迎来新的发展机遇。
2018年为响应国家绿色发展号召及推动国家铝产业结构改革进程，原河南巩义年产50万吨电解铝项目搬迁至水电丰富的四川广元。
该项目的320KA系列一工段于2020年8月启动投产，二工段于同年11月启动投产。
投产初期受到压负荷、当地气候等因素的影响导致该系列电流效率与设计值存在一定差距。
本文结合后期的实际生产情况对电流效率的提高进行了各方面的分析，探究最有利的技术条件和管理措施。
1概述我国在2009年将原铝直流电耗定为12500kWh/t-A1，而我国实际值高达13118kWhh-A1。
电解槽的直流电耗可用下式进行计算：W =2.98×Va式中：w为吨铝直流电耗，kWh/t-A1；V为平均电压，V；a为电流效率，％。
由于铝电解槽受到保温设计限制，槽电压不能无限降低，因此降低直流电耗的一个研究方向就是提高电效。
电流效率指的是在一定电流和时间内阴320KA 兰海波，靳开强，杜青松(广元中孚高精铝材有限公司,四川广元628000)摘要：电流效率是铝电解生产过程中最重要的技术指标之一，能衡量电解槽的电能有效利用率，而在实际生产过程中影响电流效率的因素有很多。
本文主要结合四川某铝厂320KA 系列预焙铝电解槽的生产实况进行研究，主要分析两水平、电解质体系及氧化铝浓度、槽温、分子比、噪音值等对电流效率的影响，探究如何通过优化相关技术条件来提效增产。
关键词：铝电解槽；电流效率；技术条件中图分类号：TF821文献标志码：AInfluencing Factors And Improving Methods of Current Efficiency of 320KA Prebaked AaluminumReduction CellLAN Haibo,JIN Kaiqiang,DU Qingsong(Guangyuan Zhongfu High Precision Aluminum Co.,Ltd.,Guangyuan 628000,China )Abstract:Current efficiency is one of the most important technical indicators in the process of aluminum electrolysis production.It is to measure the effective utilization rate of electric energy in the electrolytic cell.There are many factors affecting current efficiency in the actual production process.This paper mainly analyzes and explores the production situation of 320ka series prebaked aluminum electrolytic cells in an aluminum plant in Sichuan,mainly analyzes the effects of two levels,electrolyte system and alumina concentration,cell temperature,molecular ratio and noise value on current efficiency,and explores how to improve production by optimizing relevant technical conditions.Key words:aluminum reduction cell;current efficiency;technical conditions1320KA 预焙铝电解槽电流效率的影响因素及提高方法极实际析出的金属铝量与理论析出的金属铝量的百分比。
铝电解槽强化电流的意义
铝电解槽强化电流的意义近年来，国际铝电解工业为了进一步提高企业经济效益，普遍通过强化电解系列电流强度来提高铝产量。
通过提高电流效率增加产量收效甚微，而新建和扩建的投资大建设周期长，相比之下，采用强化电流的方法来提高产量可以达到投资少、见效快的目的。
可充分利用现有的场地、公用及辅助设施，提高电解槽铝产量和电流效率，降低生产成本。
非凡是，目前氧化铝价格较低，电解铝企业的利润相对提高，在这些因素的刺激下，电解铝企都在开足设备满负荷生产以下提高产量。
2005年我国电解铝产量达到780万吨，2006年达到935万吨。
电流强度在157kA的铝厂有43家，生产量约占全国产量的82％，这部分电解槽设计的阳极电流密度均较低，一般为0.73A/cm2以下，均有强化电流的可行性。
但是，原有60kA自焙槽改造成的预焙槽阳极电流密度较高，一般为0.80A/cm2~0.88A/cm2,强化电流的可行性小。
扣除自焙槽改造成预焙槽的生产量，新建的160kA以上预焙槽约占总产量的60％以上，假如将这部分预焙槽电流强化10％，电流强化后每年可增加产量55万吨，国内新建电解铝投资费用为1.1万元/吨～1.3万元/吨，而强化电流增产的电解铝需要的投资仅为新建项目投资的0～30％，可节约投资约80％，所以，强化电流增产55万吨电解铝可节约投资50亿元。
另外，电解铝厂产量的提高，使得吨铝成本的固定费用可降低约10％，即每吨可节约成本约55元，全国可节约33210万元。
可见铝电解强化电流的意义重大，所以说，强化电流是电解铝增产节约的有效措施。
强化电流的可行性1．国内强化电流的成功案例。
国内铝电解槽强化电流于2002年开始，但强化电流的幅度较小，一般为1％～5％，近年来强化电流的幅度有所加大。
中铝广西分公司与青海分公司通过使用加长的偏心阳极，成功的将160kA预焙槽强化电流到180kA，提高系列电流12.5％，广西分公司2006年试验槽进一步强化电流到190kA;兰州铝业2006年在不加大阳极尺寸的情况下，将200 kA系列预焙槽的电流强化到220 kA，试验槽强化到230 kA，强化电流的幅度达10％～15％;郑州研究院在原280 kA预焙阳极电解槽基础上通过强化电流至300 kA。
浅析关于铝电解槽电流效率的提高
浅析关于铝电解槽电流效率的提高摘要：本文对于影响电解槽电流效率的因素进行分析，，对提高电流效率的主要措施进行介绍，并结合现代铝电解工艺探讨了提高电流效率的主要途径，指出研发方向．关键词：铝电解槽；电流效率；提供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l 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．同时由于国内出现电力紧张的现象，用电形势不容乐观．电解铝等行业实行差别电价，取消优惠电价措施，使电解铝企业必须要增强电流效率，从而完成节能降耗、节约用电成本．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；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、影响铝电解槽单耗因素2．1工艺因素2．1．1电解温度铝电解温度是由初晶温度决定的，因为电解质成分不同，所以初晶温度并不相同，工业上常用电解质成分为NaF6+ A1F3+CaF+MgF2+ A1203，组分比例不同，导致初晶点变化．在已有的研究中发现，电解温度每降低10℃，工业铝电解槽电流效率提升1．5％．而且电解铝的工艺也与温度有关．液态铝主要以4种方式存在于电解质熔体中包括物理熔解、化学熔解、置换反应以及电化学反应．随着熔体中氧化铝浓度的增加，铝的熔解度降低，而且随着熔体温度的升高铝的熔解度有所增加．当达到溶解饱和后，由于电解过程熔体中存在有CO，熔解铝会逐渐氧化，点解平衡遭受破坏，导致电流效率降低．铝的熔解主要是：金属铝发生熔解反应；熔解铝扩散；熔解铝进入电解质；熔解铝被氧化．由于铝液和电解质交界面的浓度很大，因此溶解过程不可控制．而且熔解铝与CO反应速度快，影响了反应过程的控制性．温度升高时，引起铝损失增多，电流效率较低．2．1．2氧化铝浓度有关A12O3影响电流效率的机理研究中，低A12O3电解时，悬浮的A12O3颗粒，阻碍铝溶解，电解质的CO溶解度降低，表面张力增大，再氧化机率降低，能够提高电流效率．多数研究结果表明，A12O3降低能够提高电流效率，因此在电解槽设计中，A12O3浓度为1,5％-3．5％，电流效率相对较高．2．1．3分子比分子比对电解温度产生作用，从而影响电流效率．在工艺中，采用低分子能够降低初晶温度．同时采用过量A1F，能够增加电解质液和铝液界面张力，抑制电解铝损失和钠的析出．相关研究指出，电流效率随着分子比减少而升高，当分析比减少0．1时提高0．5．但是，分子比应该在适度的范围内，过低的分子会导致A1F消耗增加，而且导致槽电压提高，电解铝溶解速度下降．因此，在进行分子比设计时必须进行综合分析．比如在160kA电解槽设计时，分子比控制与槽电压设定相适应，设定电压应随着分子比每降低0．1时提高50mV．2．1．4铝水平与电解质水平在对铝电解槽的计算机仿真技术中，铝电解槽中铝水平也会对电流效率造成影响．研究中，铝水平会影响槽帮结壳，生产时保持最佳铝液，能够形成较小的铝液镜面和较规整的槽膛，且槽膛底部电流分布也较好．因此在铝电解工业生产中，应当保持19~21cm铝水平，在冬季与夏季的最佳铝水平会有所变化．在相关的研究中，铝电解槽的电解质水平每提高lcm，电流效率会增加0．3％左右．因此电解质水平的提升，能够使电解槽的稳定性提升，通过对电解温度变化进行平衡，增强电解槽的热稳定性．但是过高的电解质水平会对残极高度以及阳极气体的排除造成影响，同时电解槽水平会产生过度扰动，以及电解质的损失．因此在国内的工艺中，通常保持电解质高度为20-22cm．2．1．5阳极效应系数在铝电解过程中，阳极效应期间会使电解质产生较大的扰动、温差增大、导致整体温度提升，从而使电流效率降低．但是取消阳极效应的工艺流程，则会造成铝的溶解加速，降低电流效率．因此，必须将阳极效应系数保持在较低的水平，从而提高电流效率．2．1．6极距和槽工作电压在关于铝电解槽的研究中，极距增大能够使电解质的搅动减轻，从而减少铝损失．但极距超过了一定程度时时，电流效率的影响会变小．同时在电解槽上电流效率随着极距降低有加大的减小，因此综合考虑极距的影响，工业生产中极距应该保持在4．4cm左右，一般保持不变．足量的电解质液体不仅可以提高电解槽造成影响，一般电压保持在恒定值，但是当其他的工艺参数变化时，槽工作电压应该发生变化．2．2设计因素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之一．2．2．2母线配置与槽壳尺寸母线配置方式对电解槽的磁场产生关键性影响，因此铝液的稳定性会发生变化．电解槽加工距离同样会对对侧部散热产生影响，并影响铝液镜面的大小，因此母线配置方式以及槽壳尺寸大小都会对铝电解槽的电流效率产生影响3、提高电流效率的途径（1）降低电解温度因为电解温度主要对电解铝的熔解度以及扩散速度造成影响，因此降低点解温度能够有效的提升电解效率．采用生产控制降低电解温度，降低电解质分子比和使用添加剂来降低初晶温度，从而降低电解温度．（2）选择合适的电解质成分低分子比电解质有利提高电流效率，因此选择合适的电解质成本，适当的调低分子比和A1F的成分，能够提升电流效率．（3）控制氧化铝的浓度氧化铝有利于稳定生产，适当提高浓度能够提高电流效率．（4）降低阳极效应系数阳极效应系数与电解槽中槽况以及氧化铝的浓度有直接的关系，直接反映了控制技术水平的高低，因此应该降低阳极效应系数，从而提高电解槽电流效率．（5）优化极距选择极距过大或过小都是不适宜的，根据其他参数设定极距，并且对参数进行优化．（6）控制好两液水平控制好铝水平和电解液水平，使整体工艺保持在良好运行的情况下，适当的提升两液水平，能够使电流效率提高．（7）加强操作管理电解生产过程应该进行严格控制，采用科学化操作，尽可能保持槽自调能力范围内，对相关的参数进行调节．电解槽管理主要采用现代智能化控制，因此需要对操作员的操作能力、控制水平以及风险处理能力进行有效的培训，避免控制系统误判，保持电解槽顺利进行，提升电流效率．4、结论本文从铝电解槽的电流效率的影响因素出发，探讨了能够有效的提升电流效率的方法．在实际成山过程中，保持合理的温度，防止出现冷槽的同时，提升电解槽的电流效率；对于铝水平以及电解质水平进行严格控制，在避免病槽的情况下适当提升铝水平与电解液水平，保持在一定范围内；同时对于其他的相关参数进行设计．通过在保持铝电解槽正常运行的前提下，对于相关的工艺参数进行设计计算，从而进行有效的控制，保证提升电解槽电流效率，增加用电质量，降低生产成本．5、参考文献：[1] 邱竹贤．铝电解原理与应用[M]．北京：中国矿业大学出版社，1998．[2]丁吉林，田永，杨叶伟，等．大型铝电解槽添加锂盐工业试验及应用[J]．有色金属，2006(2)：27—28．[3] 边友康，等．大型预焙铝电解槽现代工艺技术条件的选择与实现[J]．轻金属，2000，(11)：34-38．[4] 梁芳慧，等．利用槽膛形状的计算机仿真技术确定，160kA预焙槽最佳铝液高度[J]．轻金属，2000，(1)：33-36。
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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， 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 强化后 电流效率
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. 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.
AP-30 电流强度(KA) (加拿大) 电流密度(A/cm2)
180KA (巴西) 电流强度(KA) 电流密度(A/cm2)
295
0.78 180 0.72
325
0.818 225 0.83
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 电压增加30mv左右，电解质电压增加45mv左右。
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 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/2以下，电流效率不降 低.
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。 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
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 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。
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！
4.15
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.
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。 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)
石墨化
电阻率
热导率 热膨胀系数
25-50
7-18 2-3
16-20
25-35 2.8-3.3
10-13
110-130 2.5-4.5
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.
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%。
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.
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 96 96.8 直流电耗 (KWh/t-Al) 12781 12713 12645 13018 12882 12776
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。
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，热量收入 相当于60mv电压。
7 强化电流后技术条件的调整
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.
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.