500 kA铝电解槽焙烧工艺控制和优化

铝电解槽焙烧质量好坏主要取决于焙烧温度的控制,核心是控制好焙烧温度均匀程度和上升梯度。本文详细阐述了500 kA铝电解槽焙烧工艺控制过程,通过对铺焦挂极、装炉、分流器和软连接的安装使用等关键因素进行工艺优化,使焙烧温度均匀程度、上升梯度得到明显改善,冲击电压大幅降低,阳极电流分布更加均匀,有效提升了焙烧质量。

换极对铝电解槽冲击的分析研究

本文针对换极对铝电解槽日常生产的冲击问题,从热平衡与磁流体稳定性两方面进行计算和分析,指出目前铝电解企业换极普遍存在的问题,并提出一些新的思路和想法。

基于注意力机制的铝电解槽辅助决策方法

在铝电解生产过程中,为保持电解槽的能量平衡与物料平衡,需依据专家经验向生产系统提供控制参数确保槽况稳定。但铝电解槽历史生产数据有着积累过长、参数相关性复杂等问题,仅凭专家经验无法准确判断需进行参数调节的铝电解槽。针对上述问题,本文设计一种基于注意力机制的铝电解槽多元时序辅助决策方法:利用空间编码器代替卷积网络提取局部特征,建立自注意力编码器神经网络多元时序分类模型,同时融合部分专家的历史经验,提高模型对待调节铝电解槽判别的准确率。消融实验的结果表明空间编码器模块优于CNN模块;在某铝厂的真实生产数据上的实验结果表明,该方法优于专家经验、DTW等传统方法,在铝电解实际生产决策中具有使用价值。

400 kA铝电解槽异形阴极炭块对阴极电压降的影响

传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2087 A m^(2),并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。

500 kA铝电解槽绿色低碳复合阴极技术集成工业试验研究

某企业500 kA铝电解槽通过采用“CompoGX”技术并集成阳极组合节能技术,开展节能技术集成工业试验研究。试验结果表明:试验槽炉底压降为196 mV,槽平均电压为3.858 V,电流效率为93.5%,铝液直流电耗达到12297 kWh/t-Al,节能减碳效果显著。

铝电解槽同槽差异性的分析与区域浓度控制试验研究

本文对某公司生产运行的500 kA电解槽进行同槽差异性分析,发现同一台电解槽内部的电解质温度、过热度和氧化铝浓度分布存在一定的梯度与差异性。针对同槽差异性,开展了氧化铝浓度区域控制技术的研究和工业试验。6个月的工业试验显示试验槽的电流效率提高0.51%,吨铝直流电耗降低62 kWh/t-Al,阳极效应系数降低40%,可见氧化铝浓度区域控制技术具有可观的节能创效潜力。

330 kA铝电解槽异形阴极碳块对水平电流的影响

采用有限元仿真计算,对330 kA铝电解槽传统阴极碳块结构和异形阴极碳块结构的电场进行仿真模拟,主要对铝液中水平电流分布进行分析。研究发现,异形阴极碳块结构相对于传统阴极碳块结构能够在影响压降较小的前提下降低水平电流密度。模拟结果表明,在异形阴极碳块表面凸起中增加隔断并改变凸起角度,对降低铝液中水平电流效果明显,能够降低铝液中最大水平电流密度27.8%,平均水平电流密度34.3%,有效提升了铝电解槽电流效率。

基于MR的铝电解槽设备辅助管理系统设计与实现

铝电解工业迅速发展对其生产经营提出了新的要求,在此基础上,将虚拟现实与增强现实相融合,实现了一种直观的、智能化的设备管理模式。经试验证明,该方法可有效地提升铝电解车间的运行效率与精度,为铝电解工艺的正常运行奠定了基础。

240 kA铝电解槽系列化原位升级技术应用实践

为适应国家节能减碳政策要求,某公司采用绿色低碳深度节能铝电解技术体系对其240 kA电解系列进行系统性原位优化升级,通过高稳定性磁场原位升级技术、石墨化复合阴极结构技术和内衬结构及电热平衡优化技术等的应用,并自主摸索出一套与设计相匹配的焙烧启动和生产管控工艺技术,提高了电解槽磁流体稳定性,降低了铝液中水平电流和阴极压降,电流效率比改造前提高了4.33%,铝液直流电耗平均值为12479 kWh/t-Al,比改造前降低了864 kWh/t-Al,系列原铝产量增产约14000 t/a。

铝电解槽侧壁换热体系实验研究

本文根据铝电解槽的特点设计了侧壁板翅式换热单元并开展了实验研究。实验结果表明:随着导热油流量的增加,进出口温差减小,换热量增加,最大换热量为2.94 kW;当铝液温度增加时,换热量也随之增加;换热量随着槽帮厚度的增加而减小;选择合适的保温层厚度能够使侧壁换热达到最佳效果。

420 kA铝电解槽生产3N铝实践

本文通过对比分析某企业420 kA电解槽原铝产品各杂质元素含量与3N铝产品需求成分的差距,分析铝电解生产流程中各环节带入杂质来源情况,并针对杂质来源提供了采用普通铝电解槽直接生产3N铝的改进措施,成功生产出质量稳定的3N铝产品。

500 kA铝电解槽节能降耗技术研究

浅析了铝电解槽能耗降低途径,综合考虑影响铝电解能耗的多种因素,在500 kA铝电解槽上开展了工艺优化试验,通过控制系统参数进准设置,Al_(2)O_(3)浓度、铝水平、分子比、过热度等工艺技术条件优化,使控制系统参数与铝电解槽技术条件高度匹配,实现铝电解槽电流效率提升、平均电压降低、铝液综合交流电耗大幅降低。

LCJ550-2高寿命大型铝电解槽用钢焊接工艺研究

传统铝电解槽用钢Q355B长时间服役于高温应力状态下,钢中的珠光体会析出碳化物,产生石墨,强度和塑性降低,导致钢材发生脆断,且随着工件使用时间的增长,在应力作用下材料形变严重,即钢壳在高温应力状态下发生变形破损,变形力传递到脆性的内部耐材后导致耐材破裂,致使电解槽内部铝液渗漏致使电解槽整体报废,这是影响电解槽钢寿命的一个重要原因。文章通过控制焊接热循环,寻找铁素体与珠光体理想配比。调整每一条焊道的焊接速度及冷却速度,实现LCJ550-2高寿命大型铝电解槽用钢焊后冲击韧性符合标准要求,进而提高LCJ550-2在大型铝电解槽方面的应用。

铝电解槽不同铝水平高度电热场模拟对比

铝水平高度是铝电解过程中的重要指标,合适的铝水平可保持良好的槽内物理场使电解槽稳定生产。因此,找到合适的铝水平高度对电解槽良好工作至关重要。利用SOLIDWORKS建模软件绘制了四组350 kA不同铝水平电解槽,通过COMSOL仿真软件分别对四组不同铝水平电解槽电场及热场进行模拟并对比某厂350 kA电解槽现场测试数据,验证了模拟准确性。发现随着铝水平的不断升高,电解槽内电势、电流密度及整体温度均呈下降趋势。通过电场热场对比,认为350 kA电解槽铝水平位于20~22 cm区间为最优,压降为3630~3810 mV,槽内高温约为950℃。

铝电解槽焦粒焙烧启动的研究与应用

为了降耗提效,对大修后的电解槽焦粒焙烧启动,从物料装槽、铺焦挂极、装软连接、装分流片、焙烧期间的操作管理、灌铝启动等过程进行优化,使整个电解槽焙烧过程阳极导电均匀,电流分布在2.0~3.0 mV之间,三钢温度分别比制定标准低20℃、30℃、20℃。

铝电解槽焙烧启动中节能焙烧装置的开发及应用

铝电解槽焦粒焙烧启动存在劳动强度大、成本高、碳渣多、易发生偏流等问题,有针对性地采取燃气焙烧启动代替之,所用焙烧装置焙烧过程中不存在电流分布,阴阳极氧化少、启动中打捞炭渣少,燃气焙烧启动安装省时50%,槽寿命延长90%,启动成本可降低1.2万元/台。

基于数字孪生的铝电解槽三维可视化监控系统

传统的铝电解槽管理存在着管理方式单一、透明度低和参数数据呈现形式弱等问题。为了解决这些问题,本文引入数字孪生技术,将其应用到铝电解槽中,基于数字孪生理论模型及框架进行改进,提出数字孪生铝电解槽的三维可视化监控系统六维模型。基于此模型构建电解槽虚拟模型、场景优化、数据采集及数据映射,通过Java后台提供数据接口,使用three.js三维技术结合JavaScript语言对模型以及数据进行渲染,最终设计实现铝电解槽的三维可视化监控系统。该系统为现场人员提供更加直观的展示效果,使其能更好地了解铝电解槽运行状况,为铝行业智能化发展提供有效思路。

铝电解槽炉膛内型对电流效率的影响分析及应用

针对电解槽炉膛畸形、电流效率低、能耗高等问题,在生产中采取了调整工艺参数配置、强化操作质量,人工辅助规整炉膛内型等措施,降低了生产能耗和管理难度,电流效率提高了1%~2%,电解槽有效运行时间延长了1 a左右。

基于集对分析和证据理论的铝电解槽健康状态评估

为及时准确地评估铝电解槽的健康状态,提出一种基于集对分析和证据理论的铝电解槽健康状态评估方法。首先建立电解槽健康状态评估指标体系。然后运用模糊层次分析法和熵权法分别确定各指标的主客观权重,运用博弈论和变权理论确定各指标的组合权重与变权重。之后运用集对分析法确定各指标与各状态等级之间的联系度,采用证据理论对各指标的联系度进行合成。最后利用最大隶属度原则与信度准则共同判定电解槽的健康状态等级。

阴极炭块石墨化后铝电解槽热场的数值模拟及优化

阴极炭块石墨化是如今铝厂改型升级的重要手段,首先通过COMSOL仿真软件对石墨化阴极炭块铝电解槽切片模型进行热场数值模拟,发现石墨化阴极炭块温度分布均匀,最高温度为933.05℃。其次,对某铝厂使用石墨化阴极炭块后进行能量平衡测试,能量总支出占总收入的97.22%,收支较为平衡。最后,通过增加阳极覆盖料厚度以及在底部和侧部增加纳米保温材料的方法来优化热场,保温层厚度为96 mm时,每毫米增加1.43℃,保温效果最佳。