铝电解预焙槽 “三度寻优”控制
（电解质温度、初晶温度、过热度智能寻优控制）
技 术 报 告
我国已经全面进入预焙槽炼铝时代，电解铝产量居世界前列，但并非技术强国，与世界先进国家的差距是比较明显的。国际先进水平的电流效率是94～95%，直流电耗小于13400 Kwh/Al，效应系数<0.1；我国电解铝厂的电流效率普遍为90～92%，直流电耗13500～ 13800 Kwh/Al，效应系数>0.1。
在铝电解的生产过程中，电解质温度、电解质初晶温度和过热度（简称“三度”）的控制是核心。现有计算机只进行氧化铝浓度的控制，氧化铝浓度仅是影响电解质初晶温度和阳极效应系数的一个因素，对“三度”的控制很难形成统一的认识和标准化的管理，要取得好的电解生产指标是比较困难的。“三度寻优”控制技术是以计算机为核心对电解槽的电解质温度、电解质初晶温度和过热度进行控制而形成的一套标准化生产管理模式。它实现由计算机动态智能寻找铝电解“三度”的合理区间，减少电解生产过程中的人工干预、降低生产人员的劳动强度，使电解槽工作在高效率的“临界态”，进一步提高铝电解槽的电流效率，降低能耗、降低效应系数，提高大型预焙槽炼铝的能量利用率。
在铝电解的生产过程中，电解质温度、电解质初晶温度和过热度（简称“三度”）的控制是核心。现有计算机只进行氧化铝浓度的控制，氧化铝浓度仅是影响电解质初晶温度和阳极效应系数的一个因素，对“三度”的控制很难形成统一的认识和标准化的管理，要取得好的电解生产指标是比较困难的。“三度寻优”控制技术是以计算机为核心对电解槽的电解质温度、电解质初晶温度和过热度进行控制而形成的一套标准化生产管理模式。它实现由计算机动态智能寻找铝电解“三度”的合理区间，减少电解生产过程中的人工干预、降低生产人员的劳动强度，使电解槽工作在高效率的“临界态”，进一步提高铝电解槽的电流效率，降低能耗、降低效应系数，提高大型预焙槽炼铝的能量利用率。
初晶温度：由于电解质成分中的钙、镁等的含量比较稳定，而分子比、氧化铝浓度是动态变化的；因此，影响初晶温度的主要因素是分子比和氧化铝浓度。
电解温度 ：由于热收入（在电流确定的情况下，主要是工作电压）、电解槽内的铝量均是动态变化的，对二者掌握和控制的好坏直接影响电解温度。
过热度：铝电解槽的过热度是电解温度和初晶温度的差值 ，过热度控制主要是对氧化铝浓度、氟化铝过剩量、工作电压和在产铝量的调控。
氧化铝浓度在电解质中的含量是影响电解生产的主要因 素之一：①氧化铝浓度过高，导致电解质溶解不了，过多的氧化铝会沉入炉底，造成电解槽针摆，甚至炉底恶化；②氧化铝浓度过低，会发生阳极效应。电解质中氧化铝浓度含量的不稳定造成电解生产过程的不稳定，阻碍电流效率的提高。
经过大量的实验取样，对氧化铝浓度特征电阻曲线的分析，可以得出定论：将氧化铝浓度控制在敏感区(1.5～2.5)，不仅计算机易于识别，而且槽况稳定，对初晶温度影响小，利于降低分子比，为取得高的电流效率奠定基础
在影响初晶温度的电解质成分中，分子比是动态变化的，降低分子比，电解质初晶温度降低,使金属铝容易从电解质中析出,有利于碳粒从电解质中分离，电流效率提高，但电解质的导电率增加。如果不及时调整槽工作电压，必然影响极距或过热度，从而影响电解槽的稳定性和电流效率。
不同的电流效率对应相应的电解温度，建立不同温度所对应的电解槽的工作电压、两水平等技术规范。
建立工艺技术规范的原则：在保证电解槽稳定、有序的情况下，电流效率由低到高，电解温度由高到低，分子比由高到低，工作电压由低到高，铝水平由低到高。
当电解槽的工艺技术规范确定以后，依据电流效率，其相应的“三度寻优”控制技术规范就可以建立。
电解温度 ：由于热收入（在电流确定的情况下，主要是工作电压）、电解槽内的铝量均是动态变化的，对二者掌握和控制的好坏直接影响电解温度。
过热度：铝电解槽的过热度是电解温度和初晶温度的差值 ，过热度控制主要是对氧化铝浓度、氟化铝过剩量、工作电压和在产铝量的调控。
氧化铝浓度在电解质中的含量是影响电解生产的主要因 素之一：①氧化铝浓度过高，导致电解质溶解不了，过多的氧化铝会沉入炉底，造成电解槽针摆，甚至炉底恶化；②氧化铝浓度过低，会发生阳极效应。电解质中氧化铝浓度含量的不稳定造成电解生产过程的不稳定，阻碍电流效率的提高。
经过大量的实验取样，对氧化铝浓度特征电阻曲线的分析，可以得出定论：将氧化铝浓度控制在敏感区(1.5～2.5)，不仅计算机易于识别，而且槽况稳定，对初晶温度影响小，利于降低分子比，为取得高的电流效率奠定基础
在影响初晶温度的电解质成分中，分子比是动态变化的，降低分子比，电解质初晶温度降低,使金属铝容易从电解质中析出,有利于碳粒从电解质中分离，电流效率提高，但电解质的导电率增加。如果不及时调整槽工作电压，必然影响极距或过热度，从而影响电解槽的稳定性和电流效率。
不同的电流效率对应相应的电解温度，建立不同温度所对应的电解槽的工作电压、两水平等技术规范。
建立工艺技术规范的原则：在保证电解槽稳定、有序的情况下，电流效率由低到高，电解温度由高到低，分子比由高到低，工作电压由低到高，铝水平由低到高。
当电解槽的工艺技术规范确定以后，依据电流效率，其相应的“三度寻优”控制技术规范就可以建立。
帮助大型预焙电解槽厂建立了信息化、标准化的管理模式，使得电解铝的生产和管理更加规范、合理，减轻生产者的劳动强度。
对生态环境保护具有重大作用。广西分公司应用该技术后，阳极效应系数从0.16降低到0.08，显著降低铝电解过程的阳极效应系数。
本技术作为中铝国际现代化炼铝的成套组成部分，已经应用到印度Balco铝业公司320KA电解铝厂，帮助新的电解铝企业迅速掌握铝电解生产和管理技术。
本技术还能为先进控制技术在我国产业化和应用高新技术改造传统产业提供经验和思路。
对生态环境保护具有重大作用。广西分公司应用该技术后，阳极效应系数从0.16降低到0.08，显著降低铝电解过程的阳极效应系数。
本技术作为中铝国际现代化炼铝的成套组成部分，已经应用到印度Balco铝业公司320KA电解铝厂，帮助新的电解铝企业迅速掌握铝电解生产和管理技术。
本技术还能为先进控制技术在我国产业化和应用高新技术改造传统产业提供经验和思路。
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http://www.al-tec.cn/attachment.php?aid=549 |
