阶段性总结(9.15-2.28)2.doc

200kA铝电解槽铝液流态优化节能技术工业试验阶段性总结（2009.9.152010.2.28）根据连城分公司的统一安排，电解二厂从2009年9月15日开始在八车间选择60台电解槽进行“电解槽铝液流态优化节能技术”试验，截至2010年2月28日更换槽控箱38台槽，放置阻流块共60台槽，其中更换槽控箱槽放置35台，未更换槽控箱槽放置25台，电解槽外部做保温60台，并根据项目推广需要，对相应的工艺技术条件进行了匹配探索。经过5个多月的运行，现对项目实施情况进行总结汇报。 一、试验前准备工作1、组织工程技术人员积极学习“电解槽铝液流态优化节能技术”相关技术资料，提前了解放块程序、控制思路和调整思路。2、2009年8月组织3名工程技术人员到包头铝业学习掌握阻流块放置方法、调整和控制思路。3、制定“阻流块放块方案”、“测量方案”、“工艺调整方案”、“考核细则”等相关规定。4、初选放块槽号，拟定放块进度，制定“炉膛处理方案”，并提前对炉膛进行了处理。5、准备并制作放块所需工器具。6、收集整理试验槽前期测量数据，对拟放块电解槽10点炉底压降进行测量，选择10台电解槽对炉膛、外围压降、侧壁温度、电解质成分等基础性数据进行了测量分析。 二、试验期间主要工作1、为保证“电解槽铝液流态优化节能技术”试验工作的顺利开展，同时保证不影响正常生产，电解二厂抽调8名工程技术人员组建了“电解槽铝液流态优化节能技术”工艺组，并对工艺组成员进行明确分工，对试验工作提出了具体的要求。2、按计划有序推进试验。按分公司的要求，我们制定了详细的实施计划，并在放块过程中根据电解槽运行情况，及时调整进度和修订工艺调整方案，使方案更加稳妥、合理。坚持每周对实施计划进行评审，针对存在的问题提出改进措施，通过不断完善方案，改进工作，保证了项目按计划有序稳步推进。同时，根据试验进度安排，分两次更换槽控箱38台，安装上位机监控系统一套。3、摸索工艺技术条件的匹配。1）由于试验需要测量的数据多，准确度高，专门成立了由具有一定实践经验的大学生组成的测量团队。为了便于摸索工艺技术条件匹配，选取6台样板槽，每天严格按测量要求对两水平、电解质温度、极距、炉底压降、侧壁、炉底钢板温度、阳极电流分布进行测量。 2）因槽制宜分步进行降低电压的工作。在电压的管理上，采取了降电压实行“三步走”的办法，降电压的前提是电解质水平、槽温、噪声控制在一定范围内。对于设定电压在4.00v以上的电解槽，下调幅度为20mv，每两天调整一次；设定电压在3.95v4.00v，下调幅为10mv，每三天调整一次；设定电压在3.90v3.95v，下调幅度10mv，每三天调整一次，在实验后期根据电解槽的实际运行情况，降电压的节奏有所减缓。实践证明分步下调电压对电解槽平稳运行是比较有利的。设定电压降到4.00v以下，我们加强了对阳极覆盖料厚度的管理，明确要求保温料厚度与钢梁下沿平齐，保持16-18cm，封料时破碎块上面必须覆盖粉料。设定电压降到3.95v后，电解质出现收缩趋势，我们适时对电解槽熔体区进行了第二阶段的保温，由于炉面保温扎实到位，熔体区保温及时，电压降低后未引起电解质的明显收缩，保证了电解槽热平衡的稳定。3） 因槽制宜，区别对待，针对单槽制定适宜的工艺条件。试验初期，按照沈阳院的要求铝水平保持在20-21cm，放块后镁盐含量有所上升，试验组结合槽况，采取一槽一策，区别对待的办法，制定适宜的工艺技术条件保持范围。槽龄在1500天以下的电解槽由于炉底状况相对平整，铝水平保持较低，出铝后为20-21cm，对于槽龄在2000天以上的电解槽，由于炉底状况相对较差，我们适当提高了铝水平，出铝后保持22-23cm，分子比2.55-2.70。对于减少炉底沉淀和增加稳定性起到了积极效果。目前工艺技术条件暂定为：电解质温度 930-945 铝水平 20-23cm（出铝后）电解质水平 19-21cm 分子比 3.9v前保持2.55-2.7保温料厚度 16-18cm 氧化铝浓度 1.5%-2.5%槽目标设定电压 3.95V（第一步）槽目标设定电压 3.90V（第二步）4） 控制参数的调整。项目实施以来，针对噪声较大的电解槽，提高换极附加电压、延长持续时间、拉长下料间隔的办法进行了调整，使得电解槽基本保持平稳运行。4、 加强管理，规范现场操作。为配合试验顺利进行，在管理方面先后出台多项措施加强现场管理。针对下料系统存在的问题，组织人员对电解槽料箱进行清理；针对现场存在的问题，派专人对大夜班工作质量进行跟踪检查，加大了对现场操作的检查频次；针对控制系统存在的问题，联系沈阳院专业人员对控制系统进一步优化，对换极过程进行0.9倍加料，增加浓度追踪纠偏功能，使突发效应明显减少；针对出现的一些不规范操作，如手动干扰等问题，组织计算站工程技术人员对现场操作人员进行了二次培训，同时修订了“换极操作规程”，要求更换阳极时首先要确认阻流块的位置，确认阻流块是否熔化并且记录熔化程度，进一步规范了操作，对项目推进起到了积极作用。5、摸索阻流块放置方案1） 阻流块组数探索在放块过程中，项目组不断优化放块方案，在阻流块的组数上进行探索，探索在不同组数的条件下对比降电压的效果。放置14组的25台槽设定电压为3.933V，平均电压为3.990V；放置12组的4台槽设定电压为3.913V，平均电压为3.960V；12月份开始放置10组，29台槽设定电压为3.989V，平均电压为4.010V；放置8组的2台槽设定电压为3.956V，平均电压为3.990V。见下表：14组12组10组8组台 数（台）254292设定电压（V）3.9333.9133.9893.956平均电压（V）3.993.964.013.99噪声13.13519.2710.24399269放置12组的槽平均电压最低，噪声较高，槽龄都在1000天左右，目前运行比较平稳。放置10组的平均电压较高，噪声较低，有17台槽龄在2000天以上，有12台槽龄在1000天左右。由于运行时间较短，组数对降电压的影响尚待进一步验证。2） 放置方法的摸索在放块过程中，我们采用了集中放置和分散放置两种方法。集中放置阻流块放置质量高，人员便于组织，阻流块加热较方便，适合于大批量放置阻流块，但对电解槽的干扰较大，进料太多，为保持热平衡需要提高电压。分散放置是在换极过程中放置阻流块，对电解槽的干扰较小，劳动强度较小，但放块周期长。试验以来集中放置50台，分散放置10台。6、跟踪掌握阻流块的变化及炉膛状况。在60台试验槽放块结束后，为进一步规范现场操作，掌握阻流块的变化情况以及炉膛状况，安排专人跟班倒，对阻流块移位的进行矫正，截止目前，发现阻流块移位的有37台槽，54组，矫正38组，其中有9组横置无法矫正扒出。断裂的有5台，5组，其中1组扒出。腐蚀熔化的有8台，11组，其中有4组严重腐蚀。找不见阻流块的有3台，3组。人为扒出（A2）24台，24组，其中8组熔化。观察阻流块扒出5台，5组，其中3组熔化。阻流块移位统计部位极号数量所占比例备注A面A211.7649.9A3611.1A5814.82A9814.82A1123.7A1323.7B面B335.650.1B5611.1B7713B9713B1123.7B1323.7合计5454100.00三、试验槽运行情况1、技术条件保持情况1） 放块前后的对比工区 项目设定平均槽温电解质水平铝水平分子比炉底压降二工区放块前4.0314.029939.0319.2323.132.48353.2放块后3.9563.986934.6420.3422.262.67365.5差 值-0.375-0.043-4.391.11-0.870.1912.3三工区放块前4.0884.128943.2919.1325.132.55356.4放块后3.9624.009935.3619.7622.592.69350.2差 值-0.14-0.131-4.830.63-2.540.14-6.2平均放块前4.064.078941.1619.1824.132.52354.8放块后3.9593.999935.0420.0922.942.68374.02差值-0.101-0.069-5.80.095-0.500.15523.5（注：放块后数据统计是槽设定电压4.030V至2010年2月28日）从上表可以看出，放块后炉底压降有所降低，主要原因是放块前通过提高分子比、降低铝水平等措施对炉膛进行了处理，炉底状况有所改善，另一方面，分子比上升也是针对放块后电解质成份变化，尤其是镁盐含量上升，分子比保持较高以提高氧化铝的溶解性。2） 新老系统的对比 工区 项目设定平均差值槽温电解质铝水炉低压降分子比原控制系统（二工区）新槽3.9483.982-0.034933.3820.222.02366.442.65老槽3.9723.991-0.019936.8720.5822.69372.172.71差值-0.024-0.009-0.015-3.49-0.38-0.67-5.73-0.06平均3.9563.986-0.03934.620.3422.26368.52.67新控制系统（三工区）新槽3.964.013-0.053934.6719.7623.59376.92.67老槽3.9884.02-0.032936.6919.9423.99392.22.72差值-0.028-0.007-0.021-2.02-0.18-0.4-15.3-0.05平均3.9624.009-0.047935.3619.923.48378.32.68总差值-0.006-0.0230.017-0.760.44-1.22-9.8-0.01总平均3.9593.999-0.04937.5220.0922.94374.022.68（注：放块后数据统计是槽设定电压4.030V至2010年2月28）二工区较三工区平均电压低23mv，主要原因是三工区突发效应较多。2、阳极效应系数及噪声项目 工区二工区（mv）三工区放块前噪声8.2916.58(mv)阳极效应系数0.0870.19放块后噪声11.39343.51(纳欧)阳极效应系数0.270.374二工区在放块后噪声和阳极效应系数都在上升，阳极效应系数上升0.183次/槽日，噪声值上升3.1mv。由于两套控制系统噪声采集理念上的不同，三工区噪声无法准确对比，但阳极效应系数放块后比放块前上升0.184次/槽日。工区二工区（mv）三工区(纳欧)新槽12.65378.04老槽9.15253.51差值3.5179.17平均11.00341.41从上表看二、三工区放块后新槽比老槽的噪声值大，分析原因与阻流块的移位有关系，从后来掌握的情况也证实了这一点。放块后阳极效应明显增多的主要原因是：1）放块后由于熔体流速减弱，进入槽内的氧化铝不能及时溶解，导致局部效应较多。2）最初控制系统换极、出铝后走欠量，造成突发效应增多。3）为使试验槽炉膛稳定，氧化铝浓度控制较低。4）巡视不到位，堵卡现象造成突发效应增多。3、炉膛变化情况月份 项目炉帮(cm)伸腿(cm)10月份6.849.111月份6.748.512月份6.947.31月份5.950.62月份5.754.6放块后二、三工区电解质粘度增加，碳渣分离不良，火苗乏力，噪声增大。二工区相对三工区较为突出。4、 侧部温度变化情况正常槽放块未做保温做保温第一阶段第二阶段第三阶段2009年12月284.7306.1323.8292.8335.82010年1月289.3294.9311.4318.4342.62010年2月300.4289.6305.3322.2334.0 放块槽做完熔体区保温侧部温度较正常槽上升14.3，放块后没有做熔体区保温侧部温度比正常槽低28.7，做完第三阶段之后较正常槽高出29.2。5、电解质成分的变化：（注备：数据统计是从放块后至2010年2月28日）1）从6台样板槽电解质成分的变化情况可以看出，氟化钙含量同比上升0.9%，氟化镁含量上升1.56%，氟化锂含量上升0.9%，氧化铝浓度降低0.16%。CaF2 %MgF2 %LiF %AL2O3 %放块前4.610.942.62.19二 月5.512.53.52.03差值0.91.560.9-0.162）从60台放块槽的电解质成分统计可以看出，电解槽氟化镁含量都在上升，二工区老槽比新槽高0.58%，三工区老槽比新槽高1.16%。工区二工区三工区成分分子比MgF2 %AL2O3%分子比MgF2 %AL2O3%新槽2.642.222.132.672.421.99老槽2.762.81.822.733.151.86差值0.120.58-0.280.081.16-0.26平均2.652.292.012.692.571.98二月2.682.552.072.692.562.033）60台试验槽与其他正常生产槽电解质成分对比可以看出，试验槽电解质中MgF2含量为2.55%，正常槽为0.81%，试验槽较正常槽高出1.74%；试验槽LiF含量为3.6%，较正常槽3.01%高出0.59%，试验槽CaF2含量为5.53%，较正常槽5.37%高出0.16%。对比MgF2%LiF %CaF2 %备注试验槽2.553.65.532月份数据正常槽0.813.015.372月份数据八一区0.78 2.94 4.94 11-12月份平均七一区0.83 2.76 4.86 11-12月份平均七二区0.79 3.15 4.93 11-12月份平均七三区0.85 3.20 4.92 11-12月份平均四、指标完成情况1、工区指标工区指标放块前放块后1-9月份10月份11月份12月份1月份2月份平均二区核实电流效率93.59%96.91%88.92%93.35%93.07%92.23%92.89%槽平均电压4.0764.0484.0254.0133.993.984.011直流电单耗12981124501349212813127801284912876.8三区核实电流效率92.99%94.31%92.97%93.22%92.04%92.04%92.92%槽平均电压4.1524.1234.0774.0414.0244.0004.053直流电单耗13308130301307112921130361296213004平均核实电流效率93.29%95.61%90.95%93.29%92.47%92.14%92.89%槽平均电压4.1164.0864.0514.0274.013.9914.033直流电单耗13087127361327612866129271291212943注：1、核实效率按照加铜盘存计算槽内铝量，试验前因每月盘存槽号不同，盘存的铝量存在差异，试验期间固定了盘存槽。2、1-9月份核实效率未剔除新启槽因素的影响，考虑新开槽因素放块前效率要高于表中数据。1）平均电压平均电压放块前平均为4.116V，放块后为4.033V，二区下降了65mv，三区下降了99mv，平均下降了83mv。2）电流效率核实电流效率放块前平均为93.29%，放块后为92.89%，二区下降了0.7%，三区下降了0.07%， 平均降低了0.4%。3）原铝直流电单耗直流电单耗放块前平均为13087kwh/t.Al，放块后为12943kwh/t.Al，二区下降了104kwh/t.Al，三区下降了304kwh/t.Al 平均下降了144kwh/t.Al。2、6台样板槽核实效率（10月1日-2010年 2月28日）槽号核实电流效率(%)放块后盘存(t)放块前盘存(t)8082#91.9612.2513.508084#90.0112.7514.278104#92.4915.4917.018108#93.3615.0416.158113#92.6315.4914.218114#92.8014.2414.35平均92.2114.21 14.915表中核实效率以加铜盘存为依据。3、试验槽指标设定电压（v）槽平均电压（v）出铝效率（%）原铝液直流电耗（kwh/t.al）2009年10月4.044.12794.4512986.952009年11月3.9834.05692.2513058.492009年12月3.9654.00593.8612715.342010年1月3.9664.0192.5912927.82010年2月3.9613.99191.9912912.26 平均3.9834.038 93.02812924.168 10月份到2010年2月份的槽平均电压基本呈下降趋势，差值136mv，从出铝效率来看，试验槽平均出铝效率呈下降趋势，但真实效率还有待于进一步验证。五、试验的收获1、60台电解槽平均电压逐月呈下降趋势，设定电压下降了79mv，槽平均电压下降136mv(10月份槽平均电压高主要因放块导致)。2、分厂管理人员及工艺组8名工程技术人员通过参与放块过程、试验数据的测量、电解槽运行分析及技术交流，逐步提高了自身的水平，培养了工程技术人员，为以后试验的进行人才保障。3、通过电解槽铝液流态优化节能技术的实施，对预焙电解槽从设计、生产管理、技术条件的保持有了新的认识。电解槽由原来的侧部散热型管理理念转变为保温型管理理念，在2009年切除了电解槽的散热片；通过试验，对电解质体系有了更高的认识，从目前来看，60台电解槽电解质中添加剂已知的含量为16-18%，这种电解质体系对氧化铝的溶解性影响较大。4、通过试验，对电解槽管理理念、控制思路有了更新的认识。沈阳院控制系统中虽然波动控制还不太完善，但这种思路对于我们管理电解槽是可以借鉴的，下一步我们将在减少电解槽波动和逐步实现技术条件的集中管理上做一些工作。5、通过试验，开拓了管理人员及工程技术人员的思路，为以后生产管理上一个新台阶做了铺垫。六、存在的问题1、突发效应多且部分槽效应不易熄回。主要原因是A1A2间阳极下有阻流块，效应棒插不到位。取出A1A2间阻流块后，效应不易熄灭的问题得到解决。（注：10月-12月平均效应系数为0.29次槽.日，最高时为0.35次槽.日，平均效应持续时间191.8s。）2、 有部分槽出现侧壁发红的现象。主要原因是初期降电压和外部保温的衔接不到位，有化炉帮的现象。截至目前共有5台电解槽出现侧壁发红现象，其中一台因发红严重将保温材料揭掉。（注：侧壁发红槽8089#、8093#、8110#、8113#、8114#）3、放块后出现部分槽运行不稳定。1） 在电压达到3.9V以后，电解槽热收入明显不足，炉膛内形发生变化，部分槽角部长、伸腿大，顶断导杆的现象时有发生，共计4台（8047#B14、8097#B14、8114#B14、8127#B14）。部分槽还出现阳极长包现象，从放块到2010年2月28日共有12块阳极长包，其中有6块是角部阳极长包，有6块是中间阳极底掌长包。2） 随着槽电压逐步降低，电解质发粘、碳渣不易排出。3) 设定电压从3.975V开始噪声明显增大，平均噪声值为412纳欧，最大达到1115纳欧，最小值为108纳欧。4） 阻流块的移位、断裂、变形、腐蚀导致部分槽出现电压摆，个别槽发生滚铝，先后有4台，二工区2台，三工区2台，其中8120#由于滚铝严重导致停槽。（8043#、8068#、8120#、8128#）。5）槽龄在一年以内的电解槽放块后稳定性较差，根据我们分析，新启槽炉底较干净，阻流块更易移动，导致电解槽稳定性变差。4、放块后试验槽电解质成分发生变化，其中CaF2的平均含量5.51%，最高达到6.78%（8122#）、LiF的含量3.52%，最高达到4.2%（8127#）、MgF2的含量2.47%，最高达到5.2%（8100#），电解质体系中添加剂总量较高，对电解质中氧化铝的溶解性能有较大影响。5、电解槽外部保温材料受热后易脆、易碎、易掉，影响了电解槽保温效果。6、基础工作有待于改进。项目实施后，随着电压的降低，对操作提出了更高的标准，现场操作不能完全满足试验要求。 7、设备问题有时不能及时处理，尤其是夜间相对比较突出，影响了电解槽的正常运行。8、控制系统需要改进，主要存在以下几个方面问题：1）电压控制不理想，自动调节不及时，电压超出控制低限。2）电解槽波动控制存在问题，试验初期在波动开关打开的状态下电解槽出现波动时槽电压升高，同时按照减量控制，容易导致效应多发。目前波动控制全部关闭，关闭后效应次数明显减少。3）在出铝作业中，有时出铝指示灯常亮，不能自动消除，有时出铝降电压指令滞后。控制程序修改之后有所改观，但是仍有个别槽出现类似情况。4）上位机存在问题：（1）报警信息浏览无数据。效应信息浏览只能查看，无保存输出设置。（2）保存报表时容易死机，或是自动退出管理机系统。报表打开时来效应或电压异常及发生故障经常停止报警。（3）参数修改历史记录不明确无法核对曾修改过什么参数，希望历史记录中能够反映出