摘要：本文通過對大型鋁電解槽各項工藝技術(shù)條件對電解過程的影響進行了全面的分析和討論。，提出了大型預(yù)焙鋁電解槽的管理要建立系統(tǒng)的管理思想，通過工藝優(yōu)化和系統(tǒng)優(yōu)化管理，可以縮短電解槽生產(chǎn)的不穩(wěn)定期，提前達到設(shè)計或預(yù)期目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鋁電解槽;技術(shù)條件;優(yōu)化試驗;工藝

前言

近年來，隨著我國電解液鋁工業(yè)的快速發(fā)展，200kA及以上的大型前背電池以其高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點，我國電解鋁生產(chǎn)的主導(dǎo)槽型已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)展到300kA及以上的大容量槽型，受人員素質(zhì)、操作素質(zhì)、設(shè)備故障率高等諸多因素的影響，但是，在一個不正常的時期內(nèi)，工藝和技術(shù)條件長期波動，導(dǎo)致電解液廠各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)長期低效。目前，某廠大型預(yù)背式鋁電解槽是我國生產(chǎn)能力最大、設(shè)備最現(xiàn)代化的電解槽。在生產(chǎn)管理和工藝條件控制方面，沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。為提高大型預(yù)焙鋁電解槽的生產(chǎn)管理和工藝技術(shù)條件的控制水平，盡快縮短非正常期時間，實現(xiàn)大型預(yù)焙鋁電解槽安全、穩(wěn)定、高效運行

1 優(yōu)化過程組織

1.1確立攻關(guān)方向

從生產(chǎn)工藝和工藝條件的控制來看，降低槽溫影響系數(shù)是主要方向，促進其他工藝技術(shù)條件的優(yōu)化管理和電解槽的穩(wěn)定生產(chǎn)，從工廠管理的角度，重點組織設(shè)備消缺、系統(tǒng)改造，實現(xiàn)全過程的平穩(wěn)運行。

1.2明確責(zé)任分工

根據(jù)小組人員專業(yè)特長，按照現(xiàn)場指導(dǎo)，工藝質(zhì)量監(jiān)督和設(shè)備消缺，資料數(shù)據(jù)的分析整理等多個方面，分頭開展工作。

1.3建立定期分析會議制度

每月組織召開一次技術(shù)分析會議，進行階段性小結(jié)。針對上月存在問題，確定解決措施，明確下一步工作方向、目標(biāo)。

1.4完善數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析臺賬

加強對電解槽日常工藝參數(shù)的統(tǒng)計分析，確定變化規(guī)律，確定電解槽的發(fā)展趨勢，及時調(diào)整，保證電解槽的平穩(wěn)運行。

1.5強化職工業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)技術(shù)水平

車間采用課前會、專題技術(shù)講座等培訓(xùn)形式，對操作人員進行專業(yè)技術(shù)和現(xiàn)場培訓(xùn)。培訓(xùn)能顯著提高員工的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力。

1.6嚴肅工藝紀律，強化技術(shù)條件控制的穩(wěn)定性

為保證電解液電池工藝參數(shù)控制的穩(wěn)定性，該單位制定了切實可行的工藝條件和操作標(biāo)準，嚴格按標(biāo)準控制電解液電池工藝參數(shù)。

2工藝技術(shù)條件的優(yōu)化

2.1穩(wěn)定供電質(zhì)量

穩(wěn)定的電源是電解液穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。350kA電解液投運后，由于運行中的電源穩(wěn)流系統(tǒng)故障，直流強度在330kA到360kA之間長期波動，波動范圍達到30kA，給運行帶來困難，鑒于這種情況，利用飽和電抗器的電壓控制功能跟蹤調(diào)整時間，并作為考核指標(biāo)對供電方進行責(zé)任考核，使平均電流強度波動2kA，。

2.2嚴格電解質(zhì)水平和鋁水平

電解質(zhì)水平和鋁水平過高或過低，都會使電解槽向熱槽或冷槽方向發(fā)展，這也是電解槽運行不穩(wěn)的一個重要原因。因此，在電解槽兩個水平的控制上，選擇了電解質(zhì)水平保持在19～22cm，鋁水平保持在18～20cm，超出規(guī)定標(biāo)準時，及時補充電解質(zhì)塊、冰晶石或取出部分液體電解質(zhì)。

2.3合理調(diào)整分子比

正常生產(chǎn)電解槽由于原料Al2O3中含有一定的Na2O，在電解槽進行電化學(xué)反應(yīng)時，生產(chǎn)NaF，使分子比增高，通常不需要添加NaF，所以平時一般通過添加AlF3來降低分子比，降低電解質(zhì)初晶溫度，增大過熱度，這也是正常生產(chǎn)期間AlF3消耗多的原因。通過實踐發(fā)現(xiàn)，特大型預(yù)焙電解槽分子比控制在2.2～2.4比較適宜。

2.4控制電解質(zhì)溫度

電解液溫度對電效率影響較大，溫度過高會增加鋁的二次反應(yīng)損失;溫度過低，電解液收縮，導(dǎo)致爐膛收縮，溶解電解液中氧化鋁的能力降低，沉淀增多，壓降增大，由于電解液溫度不同，部分槽效率不高，因此，溫度控制是優(yōu)化的主要目標(biāo)，采用逐步適應(yīng)的方法，假設(shè)電解液成分等的適應(yīng)性考慮了963 攝氏度上電解液的溫度;保證了其它工藝參數(shù)的適當(dāng)協(xié)調(diào)。

2.5降低槽電壓

優(yōu)化期間，集中對電解槽各個部位的壓降情況實施了精確測量，然后分階段有目的的從調(diào)整電解質(zhì)成份、提高換極精度和陽極組裝質(zhì)量，降低短路口壓降和陰極壓降等入手，最終把工作電壓控制在4.16～4.18V，電解槽運行進一步穩(wěn)定。

3 優(yōu)化取得的效果

（1）優(yōu)化前平均電流效率90.6%，優(yōu)化后平均電流效率92.93%，增加2.33%;增產(chǎn)原鋁1474t。

（2）優(yōu)化前鋁錠交流電耗14549kW·h/t-Al，優(yōu)化后平均交流電耗14267kWh/t-Al，噸鋁節(jié)電282kW·h，優(yōu)化期間累計節(jié)電1658萬kW·h。

（3）通過優(yōu)化，改善了工作環(huán)境。優(yōu)化前，電解槽溫度高，操作環(huán)境惡劣，職工無效勞動多;優(yōu)化后，電解槽溫度明顯下降，電解車間環(huán)境溫度也大大降低，工人工作效率和操作質(zhì)量明顯提高，操作技能進一步熟練。

4結(jié)論

（1）通過技術(shù)條件優(yōu)化活動，初步掌握了350kA電解槽生產(chǎn)管理和工藝技術(shù)條件控制方法，為我國特大型預(yù)焙電解槽的運行管理積累了經(jīng)驗。

（2）大型預(yù)焙鋁電解槽要確立系統(tǒng)的管理思想，整系列投產(chǎn)運行的電解槽的管理要與企業(yè)的管理思想，人員素質(zhì)，設(shè)備狀況等有效結(jié)合起來，因地制宜，從而取得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。

（3）通過工藝優(yōu)化和系統(tǒng)消缺改造，縮短了電解槽生產(chǎn)不穩(wěn)定期，提前達到設(shè)計或預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻

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作者簡介：

趙建國 邢二超1989.01 男 河南洛陽 漢 大專（河南科技大學(xué)）電解工藝工程師，鋁電解技師、助理工程師 河南中孚鋁業(yè)有限公司，研究方向： 大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)技術(shù)管理