行业标准《铝电解阳极效应系数和效应持续时间判定方法》编制说明

1、 铝电解阳极效应系数和效应持续时间判定方法预审稿编制说明中国铝业股份有限公司郑州研究院二0三年五月编制说明一、工作简况1、任务来源 根据全国有色金属标准化技术委员会以及工业和信息化部下达的工信厅科 2012119 号文件要求，由中国铝业郑州研究院承担铝电解阳极效应系数和效应持 续时间判定方法标准的制订工作，同时邀请XXX XXX等单位共同参与制订。项目编号：2012-0655T-YS,标准开始年为2012年，完成年2013年。2、标准负责起草单位简况中国铝业股份有限公司郑州研究院是国内唯一的一家专业从事铝、 镁轻金属研究 的科研机构，成立于 1965 年。多年来一直致力于行业重大、关键、共性技

2、术的开发 研究，先后完成了大型预焙铝电解槽炼铝、皮江法炼镁、砂状氧化铝、选矿拜耳法等 国家重点科技攻关项目的研究。拥有铝土矿加工、氧化铝工艺、电解铝和铝用炭素工 艺、镁冶炼工艺、化学品氧化铝和轻金属材料工艺、轻金属检测等技术领域的研究实 验室，具有完善的铝、镁基础理论研究技术平台，包括 TEM、 SEM、 EDS、 XRD、 XRF、ICP等在内的大型仪器设备50余套，建有世界上最大的氧化铝中间试验厂和电 解铝工业试验厂，以及铝土矿综合利用试验基地， 同时依托郑州研究院设立了国家铝 冶炼工程技术研究中心、 国家轻金属质量监督检验中心和中国铝业股份有限公司博士 后科研工作站。郑州研究院是国际标准

3、化组织ISO/TC79 ISO/TC129 ISO/TC226在国内的主要技术支撑单位， 在全国有色金属标准化技术委员会的直接领导下，承担了 轻金属行业大部分分析检测方法标准的起草或修订工作， 近几年来， 作为负责起草单 位，完成了铝土矿石化学分析方法 、镁及镁合金化学分析方法 、铝用炭素材料 检测方法等多个系列 160 项标准的起草或修订。3、制订的必要性在使用 H-H 熔盐电解法生产金属铝过程中，由于阳极是由炭素材料制成的，存 在不均质性，导致阳极化学反应性不同，当个别阳极上电流密度过大时，该阳极化学 反应消耗量增加，其底部电解质中氧化铝将消耗过快，导致电解质中缺少氧化铝，从 而诱发阳极效

4、应。在电解铝生产过程中，阳极效应是由电解槽控制系统进行识别、统计和记录的， 电解槽控制模式和控制程序不同， 将直接导致阳极效应参数记录与统计的差别，造成 不同电解铝企业之间的阳极效应参数没有可比性。随着我国电解铝的高速发展，各企业之间的指标对比及与国外同行的指标对比显 得越来越重要，关系着电解铝企业的技术进步和国际竞争力。 因此，迫切需要制订“阳 极效应记录与统计规范”，方便各企业之间对标。4、主要工作过程(征求意见、形成预审稿过程)及主要工作内容中国铝业股份有限公司郑州研究院接受任务后立即成立标准编制小组，确定工作方案，于2012年10月开始工作，深入电解铝企业开展阳极效应情况调查、收集相关

5、 资料，同时查阅国外相关标准，于 2012年12月形成“铝电解阳极效应系数和效应持 续时间判定方法”(征求意见稿)，于 2013年3月开始向各电解槽控制系统生产厂 家征求意见，截止2012年4月底，标准编制小组收到的电解槽控制系统生产厂家反 馈意见参见表1。表2电解槽控制系统生产厂家反馈意见电解槽控制系统生产厂家中大业翔中铝郑研院沈阳博宇贵阳振兴起始电压(V) 8 8 8 8结束电压(V)V 8V 8V 8V 8记录延迟时间(s)5555识别精度(s)3333控制模式浓度控制浓度控制模糊控制三度寻优对国外“8V、3s”的认识与评价可以实现可以实现可以实现可以实现建议延迟时间/s/15秒以内/2

6、0秒以内根据电解槽控制系统生产厂家的反馈意见，标准编制小组于2013年5月7日对征求意见稿进行了修改与完善，形成了预审稿。1、增加了延迟记录时间的定义和计算。2、 将阳极效应开始的定义“当铝电解槽的瞬时槽电压突然升高、大于8伏的持 续时间超过15秒，认为阳极效应开始”更改为“当铝电解槽的瞬时槽电压突然升高、 大于8伏的持续时间超过XX秒，认为阳极效应开始”。3、将阳极效应结束的定义“铝电解槽进入阳极效应状态，随着对阳极效应的处理，瞬时槽电压低于8伏的持续时间超过15秒且3分钟内不再发生效应，认为阳极 效应结束”更改为“铝电解槽进入阳极效应状态，随着对阳极效应的处理，瞬时槽电 压低于8伏的持续时

7、间超过XX秒且3分钟内不再发生效应，认为阳极效应结束”。4、将闪烁效应的定义“铝电解槽发生阳极效应，效应持续时间不超过20秒的阳 极效应称为闪烁效应”更改为“铝电解槽发生阳极效应，效应持续时间 不超过XX秒 的阳极效应称为闪烁效应”。5、 将连续效应的定义“铝电解槽发生阳极效应，15分钟内发生的多个效应统计 为一个效应，称为连续效应”修改为“铝电解槽发生阳极效应，XX分钟内发生的多个 效应统计为一个效应，称为连续效应”。二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据1、标准编制的原则铝电解阳极效应系数和效应持续时间判定方法标准的制订应符合 GB/T1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构

8、和编写规则的要求。标准中技术指标制订的主要原则：（1）满足电解槽控制系统识别、报警、记录与统计的要求；（2）符合电解槽操作规范化；（3）以节能减排和优化控制为目的，实现电解槽阳极效应记录与统计的标准化；（4）有利于企业之间对标和与国际接轨。2、国内外标准要求及质量状况欧美国家的阳极效应定义如下：（1）电解槽瞬时槽电压大于8V的持续时间超过3 秒认为阳极效应开始；（2） 15分钟内发生的多个阳极效应统计为一个效应， 称为叠加 效应；（3）阳极效应延迟记录时间小于1秒。调研的5家代表性电解铝企业的阳极效应指标要求见表 2。表2-1 企业调查表LC序号调查内容企业数据信息1槽控箱生产厂家沈阳博宇2阳

9、极效应起始电压（V） 83阳极效应结束电压（V）V 84阳极效应延迟记录时间（秒）505阳极效应识别精度（秒）36控制模式自适应控制7电解系列电流500kA表2-2 企业调查表QH序号调查内容企业数据信息1槽控箱生产厂家中铝郑研院2阳极效应起始电压（V） 83阳极效应结束电压（V）V 84阳极效应延迟记录时间（秒）505阳极效应识别精度（秒）36控制模式氧化铝浓度控制7电解系列电流200kA表2-3 企业调查表HZ序号调查内容企业数据信息1槽控箱生产厂家贵阳振兴2阳极效应起始电压（V） 83阳极效应结束电压（V）V 84阳极效应延迟记录时间（秒）205阳极效应识别精度（秒）56控制模式三度寻优

10、7电解系列电流300kA表2-4 企业调查表LZ序号调查内容企业数据信息1槽控箱生产厂家沈阳博宇2阳极效应起始电压（V） 83阳极效应结束电压（V）V 84阳极效应延迟记录时间（秒）505阳极效应识别精度（秒）36控制模式自适应控制7电解系列电流400kA表2-5 企业调查表WF序号调查内容企业数据信息1槽控箱生产厂家贵阳振兴2阳极效应起始电压（V） 83阳极效应结束电压（V）V 84阳极效应延迟记录时间（秒）305阳极效应识别精度56控制模式三度寻优7电解系列电流300kA表2-6 企业调查表XJ-QY序号调查内容企业数据信息1槽控箱生产厂家中大业翔2阳极效应起始电压（V） 83阳极效应结束电压（V）V 84阳极效应延迟记录时间（秒）205阳极效应识别精度36控制模式氧化铝浓度控制7电解系列电流530kA三、标准水平分析（采用国际标准和国外先进标准的程度（IDT、MOD或 NEQ、国 际、国外同类标准水平的对比分析）没有查到国际标准和国外先进标准， 有一些欧美大铝业公司的企业标准。本标准 设立的技术指标与国外标准基本一致，已达到国际先进水平。四、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准所规定的内容，符合国家法律、法规要求。五、重大分歧意见的处理经过和依据无。六、标准作为强制性或推荐性标准的建议建议推荐该标准作为国家标准。七