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。

延长电解槽换极周期的工艺研究与应用

针对电解车间阳极炭块单耗偏高的问题,采取优化阳极炭块结构、增加阳极涂层、加强捞渣机使用、提高设置精度、优化角部极设置、增加极上保温料等电解槽换极工艺措施,达到强化角部导电、优化电流分布、改善槽子电压平衡和热平衡、防止炉膛畸形的效果,从而增强了电解槽稳定性,使换极周期增加了60 h,炭耗降低了27.57 kg/t·Al,电流效率提高0.2%左右。

500kA铝电解槽换极后附加电压的实践

500KA铝电解槽是用于铝电解生产的重要设备,其作用是通过电解铝氧化物(如氧化铝)将铝金属从电解液中还原出来。在铝生产中,电解槽是一个关键的环节,它负责将氧化铝转化为铝金属,从而实现铝的大规模生产。电解槽通常由耐火材料构成的槽体组成,内部填充着铝氧化物和电解液。在电解过程中,通过对电解液施加直流电流,使得氧化铝中的铝离子(Al3+)在电解液中移动,经过还原反应,将铝离子还原成铝金属,并在阴极上析出。同时,在阳极上产生氧气等副产物。电解槽换极后,附加电压的问题可能影响电解槽的稳定运行和生产效率。为了解决这一问题,本文对加强温度控制和调整阳极形状和间距这两种优化策略进行了研究,并针对实际生产情况进行了实践应用,以评估其效果和可行性。在电解槽换极后,附加电压的问题常常导致电解槽运行不稳定和能耗增加。为了解决这一问题,本论文提出了对应的优化策略,在降低附加电压和提高电解槽稳定性方面具有显著效果,对于500kA铝电解槽的运行和生产效率有重要意义。

铝电解槽换极过程界面变形和阳极电流分布变化规律研究

换极操作是预焙铝电解槽生产中非常重要的一项操作。新极最开始不能导电这一特点,使得电解槽的稳定性在换极过程中受到了很大的冲击。本文建立了电磁场与流场的计算机仿真模型,利用该模型模拟了换极前后铝液中水平电流和铝液界面变形情况,结果显示,相比换极前,换极后的最大水平电流能够达到不换极时的2倍~3倍,铝液电解质界面变形幅度增加4~10 mm,界面变形超过10 mm和20 mm的面积占比增加了1.5倍和2.3倍。在电解槽上安装了阳极电流监测系统,以大量的阳极电流测量数据为依据,对换极前后的阳极电流大小、波动程度和电流恢复速度的变化情况进行了比较分析,结合仿真模型的结果解释了阳极电流大小和波动发生变化的原因,并提出了加快电流恢复的建议。

铝电解槽换极热-电-流场仿真研究及换极策略分析

换极是现代铝电解工业的必要操作之一,新换冷极对电解槽的热场、电场和稳定性造成巨大冲击。本文开发了换极过程中的热-电-流仿真模型,对不同区域(如角部极、中间极)、不同工艺(换热极)的换极进行了模拟分析。研究发现换角部极对槽温度的影响大于中间极,可为角部极提供较大的附加电压值或较长的附加电压时间来增加换角极的热收入,提高温度恢复速度,而换热极工艺则可大大加快新极的温度恢复速度。通过本模型的研究可为换极过程优化提供模型和手段,以达到减小换极影响、提高电流效率的目的。

铝电解槽换极附加电压策略优化的工业试验

换极是现代铝电解工业的必要操作之一,新换冷极对电解槽的热场、电场和磁流体稳定性造成巨大冲击。针对电解企业中换角部极后阳极电流恢复速率小于中间极的状况,本文在数值模拟分析的基础上提出对角部极和中间极采取不同换极附加电压策略的方案,并在某电解企业进行了工业试验。相对于换中间极,本文提出两种针对角部极的附加电压调整策略以提高换极期的热收入,分别为提高换极附加电压幅度和延长换极附加电压时间。工业试验结果表明这两种策略均能有效提高角部极的电流恢复速率,其中以延长换极附加电压时间的方案效果更佳。

铝电解槽换极工艺下的熔体流动研究

对175kA预焙铝电解槽在各个阳极更换的情况下的流场进行了计算,分析了不同阳极更换时的流速和界面分布,并结合电磁场的分布分析了形成流场变化的原因。结果表明:换极对流场的速度影响较大,出电侧更换角部阳极时流速最大,然后向中部递减,进电侧由中部向两侧先减少再增加,出电侧的角部阳极更换比进电侧对熔体流动扰动的影响较大;换极增大了铝液和电解质界面的最大向上和向下变形量,最大向上变形量由中间向两侧增大;计算了磁场分布和换极时的电流分布,结合洛伦兹力定律分析了换极时熔体流动变化的原因。

换极对铝电解槽稳定性的影响及改进措施

换极作业作为铝电解生产的主要操作之一,更换阳极会使电解槽物料和能量平衡遭到破坏,降低电流效率,造成阳极长包甚至发生滚铝事故等,对电解槽的稳定性有较大影响。本文以某电解铝厂SY300kA电解槽为工程背景,通过采用分析两种常见的换极顺序、测量换极后电解质温度变化趋势、理论计算换极热量损失以及跟踪换极后电解槽电流分布特征等方法,得出了合理的换极顺序对电解槽稳定性的影响以及换极作业对电解槽温度场、电流分布的影响,并从调整现场工艺技术条件和提升操作质量两方面提出了改进措施,为类似电解铝厂换极作业提供了借鉴意义。

PLC在自动换极的电磁转差离合器调速系统中的应用

本文介绍了PLC对自动换极的电磁转差离合器调速系统的控制 ,设计了电动机自动换极调速的PLC硬件系统和控制程序。系统控制灵活。

阳极换极温度对铝电解槽运行工况的影响及改进措施

分析了阳极换极温度对铝电解槽运行工况的影响,讨论了在阳极更换之前对阳极进行预热的措施。

400kA铝电解槽换极后附加电压的理论分析及实践

铝电解槽换极后的电压控制具有重要意义。针对某400kA电解槽换极后阳极效应频发问题,本文分析了换极后效应发生的具体情况与特征,初步认定换极后热收入不足是主要的原因。采用阳极电流在线测量、数值仿真等方法对该现象进行了研究,确认了换极后的附加电压不足是该问题的最可能的因素,并估算了实际生产中需要的附加电压数值水平,最后通过试验优化了该槽的换极附加电压,优化换极附加电压的试验较大程度上改善了该400kA槽换极后阳极效应发生较多的问题,换极后8小时内的效应系数降低了0.061,减少了43.88%,取得了明显的效果。

预焙槽换极作业对稳定热平衡的影响及对策

阐述240kA预焙槽换极过程的电解质温度变化规律及对热损失的理论计算。提出三种减轻换极作业对稳定热平衡的干扰的方法——精确控制空极时间、对槽控系统换极电压进行合理补偿、换极日设定电压的改变设置。

阳极测高智能换极系统SFCGHJ-11对铝电解生产的意义

用新型测高智能换极划线定位系统取代原更换阳极时手工粉笔划线定位模式,在同等操作环境下,不但提高了工人的作业效率,减短了工人作业时间,更有效的降低了工人的劳动强度,体现在指标上为阳极电流分布稳定,电解槽运行状态较好,主要表现为电流效率增加0.1%,电解槽运行平均电压降低20~30 mv。

预焙槽换极定位的新方法——刻度条法

在槽的上部结构上安装一固定标高的参照物。同时在每根阳极导杆的非压接面的相应高度贴上带有刻度的纸条。随着阳极的消耗和不断的出铝 ,导杆的可见位置在下降 ,换上新极时参照物对应的刻度值也不断和参照物拉大位移。根据该极上新极时拔出残极前参照物所反映出的刻度条的差值 ,即换极周期中的阳极下降量 ,便可确定下一块新极的定位。

铝电解换极添加料块模具的设计与应用

在分析电解槽换极作业添加料块工艺技术现状的基础上,结合多年铝电解生产工作实践,设计出铝电解槽换极添加料块模具。该模具的制作应用,优化了换极作业工序,提高了换极作业速度和操作质量,有效减少了换极温损、降低了噪声。

换极对炉门口铝水平的影响规律研究

通过统计分析140台350 kA电解槽炉门口的铝水平,研究其随换极位置的变化规律,建立消除换极影响的修正模型,并以实际电解槽验证。研究方法为首先统计每轮换极单槽对应的铝水平中位数,然后统计更换不同位置阳极时的铝水平与该轮换极的铝水平中位数之差,以及更换相同位置阳极时不同电解槽的铝水平偏差中位数。分析结果表明,铝水平随着换极位置的变化呈现周期性变化:每一轮更换不同位置阳极时,铝水平偏差呈先增大后减小接着维持相同水平的趋势;进电端和出电端的铝水平偏差随换极位置呈现明显的反对称性。可将铝水平偏差四分位间距数(10 mm)作为相应的最大偏差参考值,修正铝水平。经验证,修正后铝水平波动变小,更有利于指导生产。

铝电解槽阳极更换精准定位装置和方法的研发

研制换极作业的新型台车式阳极定位装置及开发结合残极电流分布值变动设置新极定位高度的方法,提升了换极作业新阳极定位的精准度,使新极更换后16h阳极电流分布达到65%~90%间的窄范围,提升了换极后电流分布的均匀性,促进了电解槽运行的平稳度。

阳极更换及铝液高度对电解槽内铝液流速场的影响

采用k-ε二方程法和SIMPLE算法对190 kA大型预焙阳极铝电解槽分别在槽况较为理想、更换阳极、炉底存在结壳、不同铝水平以及阳极长包情况下的铝液流速场进行了三维计算。结果表明: 电解槽中金属铝液主要表现为水平流动, 但在槽边部也表现出明显的垂直方向流动; 在理想槽况下, 铝液中最大水平流速为11.9 cm/s, 平均流速为3.5 cm/s; 换极、炉底结壳和阳极长包时, 在相应位置的铝液中出现显著的环行流动, 铝液流动形式发生变化; 换极时铝液最大流速(为13.1 cm/s)较理想槽况有较大增加, 但平均流速变化不大; 炉底存在较小结壳时, 铝液流速增加不大; 阳极长包时, 铝液流速则大大增加, 最大水平流速达24 cm/s, 而当铝水平适当降低, 铝液流动形式和流速未发生明显变化。

阳极更换顺序的确定方法

本篇详细介绍了"组差1"换极法,并举例说明如何运用"组差1"确定电解生产中不同阳极组数的系列电解槽的阳极更换顺序。

自动换卷极片轧制机张力控制系统设计

本文以自动换卷极片轧制机设计为基础,以设备中的张力控制为研究对象,首先对锂电池生产及极片的影响进行简单介绍,对于设备的基本功能,关键技术,设备工艺,进行了详细阐述。介绍了自动换卷极片轧制机控制系统的构成等要点,描述了系统核心NJ控制器的特点及控制系统中的张力控制模型,速度控制模型,相关程序设计。最后介绍了总体的程序架构,张力的控制程序。