400KA电解系列技术指标提升方案

400KA电解系列技术指标提升方案

一、现状分析

目前，我们400KA系列电解槽的状况是基本稳定的，槽电压保持3.95V左右，平均炉底压降310mv左右，电流效率介于89%~90%之间，平均氧化铝浓度为2.4%左右，LiF含量约为2.8%，KF含量约为1.7%，MgF2含量约为0.8%，氟化钙的含量约为5%，平均分子比2.7左右，平均铝水平28cm左右，阳极效应系数0.1左右，平均电解质18.5cm左右，以上技术条件是国内400KA系列普遍选择的工艺技术条件范围。由于我们目前的计算机控制系统欠佳，主要表现为平均氧化铝浓度偏高，且氧化铝浓度的稳定性较差，常常有20%左右槽的氧化铝浓度超过3.0%,甚至还多次出现4.0%以上的氧化铝浓度，再加上我们的技术力量相对比较薄弱，虽然我们对200KA电解槽的管理已经比较熟悉，但400KA系列和200KA系列的综合指标在国内仍然存在一定的差距，大致为电流效率相差约1%，槽电压相差约50mv，辅助动力用电同比高约100 kwh/tAl，目前的综合能耗仍高于国家对铝行业的能耗准入要求，与铝电解行业先进水平相差约400kwh/tAl。

为了挖掘我们企业的经济指标潜力，公司决定采取引进技术管理精英和开展技术项目合作的方式攻坚挖潜，长远目标立足于培养技术管理队伍，提升操作人员素质，同时明确了近期的技术经济指标的挖潜目标——吨铝综合能耗下降300kwh/tAl以上，使天龙矿业的能耗指标符合国家相关规范，在系列192台电解槽全部投产后的各项经济指标达到400KA电解槽设计规范目标。

二、技术改进内容

2.1 生产管理和控制系统改进

2.1.1 控制系统改进的目标

控制系统改进的第一目标是把平均氧化铝降低到2.0%，氧化铝浓度大于3.0%的不合格率控制于10%以内，杜绝氧化铝浓度大于4.0%的不正常生产现象；控制系统改进的第二目标是在平均氧化铝降低到2.0%的前提条件下提高炉底的洁净能力和槽电压的稳定性，把炉底平均压降降低到300mv以下，槽电压在稳定性改善的前提条件下降低到3.90V（不包含黑电压）；控制系统改进的第三目标是把阳极效应系数控制于0.1%以内。

2.1.2 管理和控制改进的措施

控制系统改进的具体措施是更换槽控机和相应的控制软件，同步加强打壳下料系统的设备管理，为完善计算机控制系统搭建技术平台，落实电解新工艺、新技术的设备保证。管理系统改进的具体措施是梳理和完善生产管理制度，进行操作和技术培训，学习铝电解理论知识和操作技能，提升生产团队对电解新工艺、新技术的执行能力。

2.2 工艺制度改进

2.2.1 依靠控制系统的改进落实低氧化铝生产目标，目标范围2.0%±0.3%。从而为降低槽温和电解质分子比创造条件。

2.2.2 依靠低氧化铝浓度控制技术使氧化铝浓度在目前的基础上下降约0.4%，为降低分子比0.2创造条件，在槽电压稳定的基础上把分子比由目前的2.7左右用三个月的时间缓慢下降到2.5以下。

2.2.3通过改进打壳下料制度和打击头长度解决目前的壳头包问题，为降低过热度和槽温创造条件，在槽电压稳定的前提条件下把槽温由目前的平均945℃左右用三个月的时间缓慢下降到938℃以下。

2.2.4 通过完善新工艺技术控制、改进现场操作质量，用三个月的时间把炉底压降下降到300mv以内，然后再用六月的时间把槽电压降低到

3.90V左右，或者槽电压保持3.92V左右，把分子比进一步下降到2.4以下。

2.2.5 适当提高电解质水平，保持平均20cm±0.5cm，以保证低温低分子比条件下电解质对氧化铝的溶解能力。为了保证原铝质量和阳极毛耗不因为电解质水平的提高而不利变化，需要对阳极进行开槽和尺寸调整,以改善电解质的运动方式和阳极的利用率。

2.2.6 根据电解槽的热平衡状况和季节变化，把系列电流控制于400KA~406KA 区间，以提高400KA电解槽热平衡的稳定性，必要的时候可以适当调整铝水平，辅助改善电解槽的热平衡。

2.3 其它辅助改进措施

2.3.1 完善槽盖板的绝缘和保温能力，为提高400KA系列电解槽的电流效率和能源效率创造条件。

2.3.2 改进碳阳极的形状和尺寸，提高阳极的利用率，并改善阳极周围电解质的循环效率，具体方案与铝业公司和碳素公司共同协商确定。（附400KA电解槽阳极尺寸调整要求）

三、具体改进措施的时间进度和目标

谢长春 2014-11-21

附：氧化铝浓度与槽电压控制曲线模板

换极作业后的槽电压补偿与浓度对应关系

没有操作干扰情况下电压与过欠对应关系

换极点偏冷堵料的干扰与混乱

近期重点工作安排：

①打击头长度的核定。

打击头偏长是壳头包的主要原因之一。我们的目标是控制打击头直径大于等于5cm截面处打壳作业时定位于碳阳极底掌上方0~6cm区间（出铝前）。打壳太深会把氧化铝压到铝液内部而影响氧化铝溶解，太浅则因为电解质与氧化铝接触面积不足而容易堵料。新打击头的制作长度核定为从吊耳板上平面至锤头底平面总长1715mm。

要求从11月24日起按照每天两台的速度推进打击头长度的核查工作，保证打击头长度处于合理范围，为槽控机更换后如期解决壳头包创造条件。

②工艺思想的沟通与统一

工艺方案细分了十项内容，核心是低氧化铝浓度，并在改善氧化铝溶解问题后的条件下匹配适宜的低分子比和低过热度，以追求理想的电流效率。大家可能有一些疑虑，400KA现场也存在一些客观情况，为稳妥推进新工艺调整工作，我们一方面组织方案的沟通与讨论，一方面挑选6台连续的正常槽（没有阴极缺陷或压降隐患）按照新工艺思路积极推进，并跟踪电解槽的变化，通过试验发现问题，并及时调整与完善方案，以保证系统生产的平稳和安全。