铝电解槽炉帮的形成与节能降耗.doc

3铝电解槽炉帮的形成与节能降耗1.炉帮的作用电解槽生产指标的好坏，完全取决于炉膛的规整与否。炉帮空、炉底不平的电解槽相对而言，电压的稳定性要差，槽内铝液的镜面波动较大，加剧了铝的二次反应，降低了电流效率，要维持正常运行，需保持较高的电压，加大了生产成本。较好的炉帮，能起到电解槽的保温，降低电解槽的热损，减少能量的输入，从而降低电压，能减少侧部水平电流的走向，降低电流空耗，电解槽的生产应紧紧围绕炉帮的变化进行参数调整，确保指标的稳定和电解槽的平稳运行。2.如何形成炉帮电解质的初晶温度特性表明：当炉帮处的温度低于初晶温度时，电解质中的冰晶石就会在此处结晶形成侧部结壳，形成炉帮，当炉帮处的温度高于初晶温度时，电解质中的冰晶石很难在侧部形成结壳，并且在磁场的作用下，持续地对侧部炭块进行冲涮致使电解槽壳散热钢窗温度逐步升高，危及安全生产。2.1调整分子比在同一系列电流、电压不变的情况下，电解质分子比低的时候，它的初晶温度低，过热度变大，形成的炉帮薄，以利于散热，维持电解槽的热平衡;而当分子比高的时候，它的初晶温度高，过热度变小，在电压产生热量不变的情况下，薄炉帮的散热明显过大，打破了电解槽原有的热平衡，电解质中的高分子物质持续不断的向炉帮处偏析，从而形成较厚的炉帮，减少散热量，重新建立了一个新的热平衡。这种分子比、初晶温度、过热度、炉帮薄厚、炉帮散热、形成了电解槽一个微妙的热平衡关系。从这点可以得出一个结论：电解槽炉帮形成的厚薄与分子比的高低有一定关系。在同系列电流内，相同的电压，分子比低的时候，形成的炉帮薄，分子比高的时候，形成的炉帮厚。但是过低的分子比形成的炉帮薄，容易形成侧部导电，溶解氧化铝的能力降低，在定容下料状况下，一部分料溶入电解质，一部分料沉入炉底成为稀沉淀，变硬后形成结壳，增加炉底压降，形成更多的侧部电流，影响电效。过高的分子比形成的炉帮厚，既绝热，又绝缘，垂直电流集中，升高炉底温度，熔化结壳，降低炉底压降，提高电效。2.2调整槽电压通常情况下，一个系列内电解槽都是串联的，每台电解槽的电流相等的，控制电解槽热收入的主要参数就是电压。根据公式W=IVT可知，槽电压越高，热收入越多;槽电压偏低，热收入就偏低。在电流、分子比基本稳定的情况下，要想形成理想的炉帮，必须逐步降低槽电压，减少电解槽的热收入，促使电解质的高分子物质在侧部结晶析出。因为电解槽的温度越高，电解质的过热度越大，而炉帮的形成是在温度接近电解质的初晶温度时，才会在侧壁析出形成结晶，逐步形成炉帮。如果炉帮过厚时，容易熔化伸腿，化瘫铝水平，而使电流效率降低，遇到这种情况时，应适当的抬高电压，增加热收入，融化过厚的炉帮，增加侧部散热，降低炉底温度，促使伸发育形成。2.3参数调整对极距的影响在系列生产的电解槽中，除了电流所有的电解槽是一样的外，其余的参数，如槽电压、分子比、铝水平、电解质水平、效应系数、炉底压降、保温料等，因人为操作的原因和机械挥发，以及微机控制的设计误差等因素，使各槽互不相同，就需要生产操作管理人员对每台电解槽的参数进行细致对比分析。降低槽电压可以减少电解槽热收入，但降低槽电压是以压缩极距为代价的。极距是阳极底掌到铝液镜面的距离，它既是电解槽的热源产生的中心，又是电解生产电化学反应的区域。从表面上看电解槽的热收入是减少了，但是降低极距后，电解槽的铝液层二次反应会增加，生成的氧化铝在高温下进行燃烧，释放出大量的能量，形成热槽。但这和新启动的电解槽相比不一样，新启槽电压偏高，极距偏高，虽然它的槽温高，但铝液二次反应少。那么我们既想降低电压，又不想影响极距，最有效的办法就是改变电解质的成份，提高电解质的导电率。在出铝的时候，我们观察大母线的下降3，电压下降0.1V，由此可以得出，极距降低1，电压降低0.03V;如保持相同电压做试验，分子比为2.2时，测量其极距为41，调整分子比为2.4时，再测量其极距为45，由此可以得出，极距提高1，分子比提高0.05;根据我们的试验结果和日常测量数据，就可以对参数做出正确的调整，保证电解槽的平稳运行。2.4铝水平和保温料对炉帮形成的影响电解槽的保温和散热是一个对立而矛盾的关系，它既需要侧部散热，又需要极上保温，还需要在侧部形成既保温又绝缘的炉帮。有资料报道，极上保温料每增减1，相当于影响60mV电压产生的热量。在电压不变的情况下，增加极上保温料，相当于增加了电解槽的极距，降低了铝的二次反应。同样调整铝水平也可改变电解槽的热收入，调整1铝水平影响70mV电压产生的热量，并且铝水平越高，槽内铝液镜面的波动越小，流动越平稳，析出的铝液参与二次反应的机会减少，在降低槽温及电解质的过热度方面都有很大的好处，这些都是形成炉帮的先决条件。通过降低槽电压，调整电解质的成份，减少热收入，提高初晶温度，降低过热度，促使炉帮形成。相应提高电解质的电导率及极距，减少铝的二次反应，随着炉帮的增厚，电解槽的炉膛进一步得到了规整，节能降耗成绩显著。3.结语电解槽的运行是一个动态平衡的关系，能否平稳生产，完全取决于生产运行中各项参数是否合理调配，先期形成的长伸腿、薄炉帮，只要参数调整得当，在后期完全可以重建，为了保证取得良好的经济效益，应做好以下几点：3.1对各项数据要多测量，以多次的数据平均值来减少测量误差。3.2对各项