阅读说明：本技术 一种铝电解槽生产工艺控制方法 (aluminum electrolytic cell production process control method ) 是由 李国维 程志强 陈国强 卢昌云 张玉坤 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于铝电解生产技术领域,具体涉及一种铝电解槽生产工艺控制方法。本发明主要解决国内电解铝行业在电解槽的工艺控制方面思路不统一,各企业控制的效果差距较大,造成电解槽寿命短,经济指标差等问题。本发明控制方法为将电解槽正常生产期按照槽龄分为八个时间段,调整电压水平,控制电解质水平,控制铝水平,控制分子比水平,控制槽温。(The invention belongs to the technical field of aluminum electrolysis production, and particularly relates to a method for controlling a production process of an aluminum electrolysis cell. The invention mainly solves the problems of short service life of the electrolytic cell, poor economic index and the like caused by non-uniform thinking in the aspect of process control of the electrolytic cell, large difference of control effects of enterprises in China. The control method of the invention divides the normal production period of the electrolytic cell into eight time periods according to the cell age, adjusts the voltage level, controls the electrolyte level, controls the aluminum level, controls the molecular ratio level and controls the cell temperature.)

一种铝电解槽生产工艺控制方法

技术领域

本发明属于铝电解生产技术领域，具体涉及一种铝电解槽生产工艺控制方法。

背景技术

目前国内电解铝行业在电解槽的工艺控制方面思路不统一，各企业控制的效果差距较大，造成电解槽寿命短，经济指标差。目前采用高铝水平控制思路的电解槽炉底趋冷，炉底沉淀增加，伸腿肥大，使电解槽未到使用寿命就出现阴极早期破损，侧部漏炉等问题，经济指标明显下滑；采用低电压控制思路的电解槽趋冷，工作强度较大，电流效率偏低；采用高分子比控制思路的电解槽电流效率偏低；采用低分子比控制思路的电解槽炉底沉淀多，工作强度较大。以上各工艺控制思路造成的不良结果基本上都是违背了电解槽的运行规律。借鉴同行业各类技术控制路线，为了规避因技术路线不当造成的不良后果，依据电解槽设计要求及多年的工作经验，我们认为电解槽保持高铝水平的危害是相当致命的，电解槽低电压运行势必要降低热收入，为了保持热平衡就必须要加强电解槽保温管理，这样将会造成阳极钢爪变形，缩短钢爪的使用寿命，同时会加大工人劳动强度。

发明内容

针对电解槽控制思路存在的问题本发明提供了一种铝电解槽生产工艺控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种铝电解槽生产工艺控制方法：将电解槽正常生产期按照槽龄分为八个时间段，分别调整和控制各时间段的电压水平、电解质水平、铝水平、分子比水平和槽温。预焙电解槽在投入使用过程中经历形成炉膛、阴极炭块质量逐渐恶化直至报废的过程，在此期间为遏制阴极炭块恶化的速度，本发明进一步细化过程控制，能更好的确保形成坚固的炉膛同时也更好的保护阴极。

所述八个时间段分别为：第一时间段1～90天；第二时间段91天～120天；第三时间段121天～150天；第四时间段151天～1年；第五时间段1年～2年；第六时间段3年～4年；第七时间段5年～8；第八时间段8年以上。

所述第一时间段1～90天采用中高铝水平、中高电压的控制与调整，自然形成电解槽炉帮。启动后期三个月是电解槽形成炉膛的关键时期，在此期间高温高分子比才能形成坚固的炉帮，好的炉帮可以减小电解槽水平电流，增大垂直电流，确保电解槽平稳高效运行。高电压可以增加电解槽热收入，自电解槽启动之日起调整电压的幅度遵循“小幅慢降”的原则，低铝水平可以减少热量散失，同时加强电解槽的阳极保温工作，三项措施足以保证启动后期电解槽温度由980℃经过三个月时间缓慢恢复到正常，炉帮厚度达到14cm。

电解槽采用中高铝水平运行，在电解槽启动结束后就严格控制灌铝量，确保铝水平控制在规定范围，在正常生产期间，每天利用换极时机测量极下铝水平，根据铝水平的变化情况判断炉底是否有沉淀生产，经过一年的跟踪测量，结果发现电解槽中缝处炉底有少量沉淀，伸腿也未发现异常，电解槽曲线运行平稳。

所述第一时间段1～90天中高电压的控制和调整，具体为：在1～90天之内，将电压从高电压6.5V调整到正常3.95V。电压主要是为电解槽提供热能，炉帮是在不同温度梯度下形成的，实践证明三个月是形成坚固的炉膛的最佳时间，所述在1～90天之内，将电压从高电压6.5V调整到正常3.95V，具体调整方法如下表：

所述第一时间段1～90天调整和控制电解质水平、铝水平、分子比水平和槽温，具体调整方法如下表；

分子比控制要求自启动结束起三个月内不添加氟化铝。

不添加氟化铝是保证高分子比形成坚固炉膛的首要条件，控制分子比是在电解槽启动结束后投入足量纯碱(碳酸钠)，一次性将分子比提升到3.0，后期三个月不添加氟化铝。高分子保持三个月以后开始添加氟化铝，添加氟化铝遵循“精准控制”原则，准备标定氟化铝的下料量，准确测算槽内液态电解质量，科学计算分子比下调期间氟化铝的添加量，同时每周采样化验跟踪分子比变化情况，保证分子比缓慢下调到规定的范围，在调整分子比期间，电解槽未发现长壳头包现象。

所述第二时间段到第八时间段调整和控制各时间段的电解质水平、铝水平、分子比水平和槽温，具体调整方法如下表：

与现有技术相比本发明具有以下优点：

本发明提供铝电解槽运行采用中高铝水平、中高电压的控制思路。低铝水平因槽内磁场偏大往往引起电解槽不稳定，高铝水平散热大往往会使电解槽偏冷，炉底沉淀多，采用中高铝水平规避了低铝水平和高铝水平带来的不良影响。采用中高电压是与中高铝水平相辅相成的，电压决定电解槽的热收入，与铝水平匹配方能保证电解温度。

本发明提出炉帮形成的控制点。控制炉帮主要是在电解槽启动后期形成，通过高分子比、低铝水平、加强阳极保温控制，高槽温在90天时间内自然形成。

本发明提出铝电解槽运行分子比控制点。分子比对炉帮的形成起到决定性作用，高分子比是形成坚固炉帮的必备条件，炉帮形成需要90天时间，因此形成炉帮的90天时间内必须确保高分子比，过度期稳步缓慢下调分子比。

电流效率提高1％，直流电耗降低150kwt/tal，阳极毛耗降低5kg/tal；降低生产运行成本，提高经济效益。

具体实施方式

本发明在某铝厂500KA系列电解槽运行一年以来，槽况非常稳定，炉底干净，电解槽的侧部钢窗、阴极钢棒、炉底温度均达到设计要求，经济技术指标稳定向好。

将电解槽正常生产期按照槽龄分为八个时间段，八个时间段分别为：第一时间段1～90天；第二时间段91天～120天；第三时间段121天～150天；第四时间段151天～1年；第五时间段1年～2年；第六时间段3年～4年；第七时间段5年～8；第八时间段8年以上；

分别调整和控制各时间段的电压水平、电解质水平、铝水平、分子比水平和槽温。

第一时间段1～90天采用中高铝水平、中高电压的控制与调整，自然形成电解槽炉帮。第一时间段1～90天中高电压的控制和调整，具体为：在1～90天之内，将电压从高电压6.5V调整到正常3.95V，具体调整方法如下表：

第一时间段1～90天调整和控制电解质水平、铝水平、分子比水平和槽温，具体调整方法如下表；

分子比控制要求自启动结束起三个月内不添加氟化铝。

第二时间段到第八时间段调整和控制各时间段的电解质水平、铝水平、分子比水平和槽温，具体调整方法如下表：