(槽控机操作知识课件)铝电解智能控制系统培训ppt课件

1、铝电解智能控制系统铝电解智能控制系统第一页，共三十九页。槽控机硬件体系升级槽控机硬件体系升级强化运算功能强化运算功能一、铝电解控制系统结构与用途一、铝电解控制系统结构与用途第二页，共三十九页。一、铝电解控制系统结构与用途一、铝电解控制系统结构与用途 主主 模模 块块 采采样样模模块块 操操作作模模块块 槽槽电电压压 系系列列电电流流 内内部部 CAN 总总线线 动动力力单单元元 动动作作信信号号 手手动动信信号号 外外部部 CAN 总总线线 采采集集板板 触触摸摸开开关关 第三页，共三十九页。一、铝电解控制系统结构与用途一、铝电解控制系统结构与用途第四页，共三十九页。一、铝电解控制系统结构与用

2、途一、铝电解控制系统结构与用途 控制系统作用控制系统作用控制铝电解生产的下料及阳极动作，保持氧化铝浓度和设定电压控制铝电解生产的下料及阳极动作，保持氧化铝浓度和设定电压的稳定。的稳定。显示和管理各种生产数据，为电解生产管理提供依据。显示和管理各种生产数据，为电解生产管理提供依据。控制系统不是万能的。原因：铝电解是一个复杂的、缺乏精确模控制系统不是万能的。原因：铝电解是一个复杂的、缺乏精确模型和解析算法的控制系统，而且不是闭环控制，因此需要人机配型和解析算法的控制系统，而且不是闭环控制，因此需要人机配合才能充分发挥他的作用。铝电解控制系统的输入：电压及系列合才能充分发挥他的作用。铝电解控制系统的

3、输入：电压及系列电流；输出：下料间隔（氧化铝浓度）及阳极动作（设定电压）。电流；输出：下料间隔（氧化铝浓度）及阳极动作（设定电压）。第五页，共三十九页。二、槽控机下料控制基本原理二、槽控机下料控制基本原理1“U”型曲线：型曲线：任何控制系统都需要存在输入和输出间的对应关系。任何控制系统都需要存在输入和输出间的对应关系。注意高、中、低三个浓度区注意高、中、低三个浓度区的氧化铝浓度的变化规律：的氧化铝浓度的变化规律： 低浓度区：氧化铝浓度增低浓度区：氧化铝浓度增加，槽电阻下降；氧化铝浓加，槽电阻下降；氧化铝浓度减低，电阻上升；度减低，电阻上升； 中浓度区：氧化铝浓度不中浓度区：氧化铝浓度不管怎么变

4、化，槽电阻没有明管怎么变化，槽电阻没有明显的变化；显的变化； 高浓度区：氧化铝浓度增高浓度区：氧化铝浓度增加，槽电阻上升；氧化铝浓加，槽电阻上升；氧化铝浓度降低，电阻下降。度降低，电阻下降。第六页，共三十九页。二、槽控机下料控制基本原理二、槽控机下料控制基本原理激励激励反馈机制反馈机制3低浓度槽低浓度槽：第七页，共三十九页。二、槽控机下料控制基本原理二、槽控机下料控制基本原理高浓度槽高浓度槽 状态转换依据：斜率、累斜状态转换依据：斜率、累斜第八页，共三十九页。二、槽控机下料控制基本原理二、槽控机下料控制基本原理槽稳定性判据：槽稳定性判据： 针振：高频波动信号，产生原因集中在阳极底部。针振：高频

5、波动信号，产生原因集中在阳极底部。 摆动：低频波动信号，产生原因在槽膛不规整。摆动：低频波动信号，产生原因在槽膛不规整。 槽控机处理措施：附加电压。槽控机处理措施：附加电压。特殊作业处理：特殊作业处理： 物料平衡：停料，有新的观点。物料平衡：停料，有新的观点。 能量平衡：附加电压。能量平衡：附加电压。第九页，共三十九页。三、槽控机阳极控制基本原理三、槽控机阳极控制基本原理第十页，共三十九页。三、槽控机阳极控制基本原理三、槽控机阳极控制基本原理阳极调整的整体思路：阳极调整的整体思路： 计算机是趋势调整，比人工瞬时调整要好，尽量不要人工干计算机是趋势调整，比人工瞬时调整要好，尽量不要人工干预。预。

6、 电压过高时，电压过高时，“过量处理过量处理”优先。优先。 电压过低时，判断标准适当放宽，尽量走电压过低时，判断标准适当放宽，尽量走“低端低端”。 阳极调整过多影响效率，特别是阳极调整过多影响效率，特别是“压极距压极距”； 阳极调整主要是考虑几个保护，效应期间禁止自动阳移，更阳极调整主要是考虑几个保护，效应期间禁止自动阳移，更换程序半小时内禁止阳移，电流和电压越限禁止阳移，出铝换程序半小时内禁止阳移，电流和电压越限禁止阳移，出铝期间禁止阳升，电压快速攀升不超过期间禁止阳升，电压快速攀升不超过100MV则暂时不降，欠则暂时不降，欠量和过量周期初期适当提高控制上限量和过量周期初期适当提高控制上限3

7、0MV。第十一页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择“五低三窄一高五低三窄一高” 控制的特色是：充分利用电解槽控制的特色是：充分利用电解槽运行在运行在“临界状态临界状态”附近时阳极气附近时阳极气膜电阻对物料平衡、热平衡及极膜电阻对物料平衡、热平衡及极距的变化十分敏感这一特点，设距的变化十分敏感这一特点，设计出新一代功能强大的计出新一代功能强大的“槽电阻噪槽电阻噪声分析器声分析器”（用软件实现）（用软件实现）。第十二页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择 炉膛作用：炉膛作用：绝缘保护层，延长槽寿命绝缘保护层，延长槽寿命减少水平电

8、流分量，稳定槽况减少水平电流分量，稳定槽况改善热平衡自调能力改善热平衡自调能力提高电流效率提高电流效率 怎样建立炉膛：怎样建立炉膛：尽早建立（过渡期内形成）尽早建立（过渡期内形成）高分子比（高分子比（ CR 2.9，结永久性坚硬炉帮），结永久性坚硬炉帮）降降CR同时同时 1、降过热度、降过热度 2、降、降AE系数系数 3、降电压、降电压 4、保温、保温 5、降温度、降温度第十三页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择稳定是铝电解生产的第一要务，铝电解生产中的稳定是铝电解生产的第一要务，铝电解生产中的主要干扰因素主要干扰因素 1、效应（、效应（5 5分钟，分钟，2

9、5V25V，温度升高，温度升高3030） 2、大计量投料（加料前后温降、大计量投料（加料前后温降2 2） ，产生，产生沉淀沉淀 3、操作（、操作（ ACAC前后温降前后温降7.17.1，补偿后降，补偿后降3.43.4 ）热损失）热损失 4、分子比、电流与电压调整过程、分子比、电流与电压调整过程第十四页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择保持下料点火眼畅通的必要性保持下料点火眼畅通的必要性 1、下料点的火眼有利于加强局部的热交换能力，提下料点的火眼有利于加强局部的热交换能力，提高下料点的电解质流速，有利于氧化铝的预热和溶解。高下料点的电解质流速，有利于氧化铝的预

10、热和溶解。2、下料点的火眼能使氧化铝在电解质表面铺展和、下料点的火眼能使氧化铝在电解质表面铺展和分散，扩大氧化铝在电解质中接触界面，扩大了热交换界分散，扩大氧化铝在电解质中接触界面，扩大了热交换界面，甚至以单个颗粒溶解，从而提高了氧化铝的溶解速率面，甚至以单个颗粒溶解，从而提高了氧化铝的溶解速率并减弱了冷料对电解质过热度的影响。并减弱了冷料对电解质过热度的影响。3、有利于碳渣从火眼喷出，保持电解质洁净、有利于碳渣从火眼喷出，保持电解质洁净。 第十五页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择怎样在低过热度条件下保持下料点火眼畅通怎样在低过热度条件下保持下料点火眼畅通

11、1、要保证打击头的直径。、要保证打击头的直径。2、还要设计科学的打壳深度，合理的打壳深度应该、还要设计科学的打壳深度，合理的打壳深度应该是距离铝液表面是距离铝液表面810cm，使氧化铝直接进入快速，使氧化铝直接进入快速流动的电解质内，提高其扩散能力，流动的电解质内，提高其扩散能力，3、增加打壳次数，破碎电解质表面结壳并加强搅拌，、增加打壳次数，破碎电解质表面结壳并加强搅拌，4、减少火眼不畅通时的每次打壳下料量，弥补低过、减少火眼不畅通时的每次打壳下料量，弥补低过热度电解质对氧化铝溶解能力的不足。热度电解质对氧化铝溶解能力的不足。第十六页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技

12、术条件的选择低氧化铝浓度的主要作用是低氧化铝浓度的主要作用是： 1、有利于氧化铝和炉底沉淀的溶解有利于氧化铝和炉底沉淀的溶解 主要是提高铝氧氟离子的扩散动力，提高氧化铝主要是提高铝氧氟离子的扩散动力，提高氧化铝的溶解速率，从而有利于溶解炉底沉淀而保持炉底洁的溶解速率，从而有利于溶解炉底沉淀而保持炉底洁净，有利于降低炉底水平电流改善槽内磁场和铝液运净，有利于降低炉底水平电流改善槽内磁场和铝液运动，为电解生产连续进行提供一个稳定的工作环境。动，为电解生产连续进行提供一个稳定的工作环境。由于低分子比和低过热度工艺都降低电解质的氧化铝由于低分子比和低过热度工艺都降低电解质的氧化铝饱和浓度，因此，低氧化

13、铝浓度显得格外重要。饱和浓度，因此，低氧化铝浓度显得格外重要。2、 有利于提高电解质与阳极的界面张力，降低阳极有利于提高电解质与阳极的界面张力，降低阳极气体表面积，加速气体逸出，从而提高电流效率。气体表面积，加速气体逸出，从而提高电流效率。第十七页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择铝水平的保持铝水平的保持高铝水作用主要有以下几个方面：高铝水作用主要有以下几个方面：1、高铝水能增大水平电流与铝液表面的距离和缩小水平电流的夹角，减弱、高铝水能增大水平电流与铝液表面的距离和缩小水平电流的夹角，减弱水平电流产生的电磁力，减小铝液变形，提高铝液的安定性，从而降低极水平

14、电流产生的电磁力，减小铝液变形，提高铝液的安定性，从而降低极距和电压。距和电压。2、 高铝水有利于加强边部散热，降低电解质过热度，促进炉帮和伸腿高铝水有利于加强边部散热，降低电解质过热度，促进炉帮和伸腿的发育。的发育。3、造成电解槽角部和两小头的伸腿增大是高铝水的最大隐患。、造成电解槽角部和两小头的伸腿增大是高铝水的最大隐患。第十八页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择第十九页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择高铝水的选择是我国的槽型设计决定的高铝水的选择是我国的槽型设计决定的。虽然国际上大型预焙槽的铝水平都处于虽然国际上大

15、型预焙槽的铝水平都处于20cm左右，但左右，但从以下磁场和流速数据分析，我们就能够理解为什么要提高从以下磁场和流速数据分析，我们就能够理解为什么要提高铝水平。铝水平。第二十页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择低过热度低过热度 1、低过热度往往是高铝水工艺成功的必然结果低过热度往往是高铝水工艺成功的必然结果 2、电解质高粘度是低过热度的显著特征、电解质高粘度是低过热度的显著特征3、低过热度工艺对提高电流效率具有积极的意义、低过热度工艺对提高电流效率具有积极的意义 4、低过热度降低了电解质对氧化铝的溶解度和溶解、低过热度降低了电解质对氧化铝的溶解度和溶解速率速率

16、 第二十一页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择第二十二页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择低过热度的实现低过热度的实现1、低过热度技术是一门非常精细的管理技术，低过热度技术是一门非常精细的管理技术，需要可靠的浓度控制能力和热平衡控制能力需要可靠的浓度控制能力和热平衡控制能力2、过热度保持、过热度保持810是可以实现的是可以实现的 3、加大对换极作业的热补偿力度、加大对换极作业的热补偿力度 4、保持下料点火眼畅通、保持下料点火眼畅通 5、稳定可靠的下料系统、稳定可靠的下料系统 第二十三页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的

17、选择四、铝电解工艺技术条件的选择电解工艺调控的几点原则电解工艺调控的几点原则 1.保持稳定的低浓度控制；保持稳定的低浓度控制；2.保持合适的两水平，在保持高一点铝水平的同时，电解质水平不能保持合适的两水平，在保持高一点铝水平的同时，电解质水平不能太低，否则氧化铝的溶解能力不能保证，低氧化铝浓度将很难实现；太低，否则氧化铝的溶解能力不能保证，低氧化铝浓度将很难实现；3.追求摆动幅值追求摆动幅值46mv，坚持低过热度控制模式；，坚持低过热度控制模式；4.坚持以调整分子比作为处理炉底问题的主要手段，保持槽内铝液总量相对坚持以调整分子比作为处理炉底问题的主要手段，保持槽内铝液总量相对稳定；稳定；5.保

18、持电压平稳，从而保持过热度的相对稳定；保持电压平稳，从而保持过热度的相对稳定；6.对电压不稳定的电解槽首先要从阳极电流分布上找问题，然后再从炉底和对电压不稳定的电解槽首先要从阳极电流分布上找问题，然后再从炉底和炉膛上找问题，力求通过调整阳极实现电压稳定，然后通过提高分子比改炉膛上找问题，力求通过调整阳极实现电压稳定，然后通过提高分子比改善炉底状况；善炉底状况；第二十四页，共三十九页。四、铝电解工艺技术条件的选择四、铝电解工艺技术条件的选择电解工艺调控的几点原则电解工艺调控的几点原则7.下料量的变化是电解槽热平衡变化的先驱信号，要通过下料量的变化来下料量的变化是电解槽热平衡变化的先驱信号，要通过

19、下料量的变化来及时调整氟盐、下料间隔和电压；及时调整氟盐、下料间隔和电压；8.分子比调整必须坚持快升慢降的原则，要在实践中逐步掌握分子比变化分子比调整必须坚持快升慢降的原则，要在实践中逐步掌握分子比变化与温度变化滞后的时间差，分析变化趋势；与温度变化滞后的时间差，分析变化趋势；9.两水平是调节过热度的利器；两水平是调节过热度的利器；10.“稳定压到一切稳定压到一切”；11. 没有很规范的模式，只要摆布得好就合理。没有很规范的模式，只要摆布得好就合理。第二十五页，共三十九页。五、槽控机工艺策略五、槽控机工艺策略出铝阳降是根据实际电压变化进行调整的，每出铝阳降是根据实际电压变化进行调整的，每10秒

20、间隔调整一次，秒间隔调整一次，具体调整多少次与出铝量和出铝速度有关，出铝阳降分为三当，具体调整多少次与出铝量和出铝速度有关，出铝阳降分为三当，时间大于时间大于10秒后，实际电压与目标电压相差秒后，实际电压与目标电压相差100MV执行一次大降，执行一次大降，50100Mv之间执行一次中降，之间执行一次中降，3050之间执行一次小降，大、之间执行一次小降，大、中、小具体多长时间可以根据企业的实际情况进行调整中、小具体多长时间可以根据企业的实际情况进行调整。换极后的电压补偿分为三级，第一级换极后的电压补偿分为三级，第一级80mV和和120分钟；第二级分钟；第二级55mV和和240分钟；第三级分钟；第三级30mV和和480分钟。分钟。第二十六页，共三十九页。五、槽控机工艺策略五、槽控机工艺策略效应的自动熄灭效应的自动熄灭第二十七页，共三十九页。五、槽控机工艺策略五、槽控机工艺策略两次自动熄灭效应两次自动熄灭效应第二十八页，