铝电解技术研究及发展方向探讨

中国的电解铝产业起步于20世纪50年代,发展至今在生产技术水平上有了长足进步,产品格局也不断改变,但根据其发展现状、制约因素及设计开发、生产实践中,仍存在诸多技术问题,有待研究及解决。该文结合当前突出的技术问题进行分析,并提出今后关于铝电解技术发展方向的建议。     

一种新的铝电解质初晶温度实时测量方法

基于差热分析原理,提出一种新的铝电解质初晶温度实时测量方法。本文设计的高温熔盐过热度测试仪所测定的铝电解质初晶温度具有较好的重复性和稳定性,其实验测量值与差热分析值相差1.5℃,工业现场测量值与差热分析值误差低于5℃,工业现场多次测量最大偏差为1.8℃。与现有的初晶温度实时测量方法相比,该方法不仅有较高的测量精度,而且简化了操作程序,提高了测量探头的使用寿命。     

提高铝电解槽磁场计算精度的研究

本文讨论了计算铝电解槽磁场的各种数学模型,指出了等效数学模型存在的问题及其在计算中产生误差的原因,提出了提高磁场计算精度应采用实际数学模型,即按母线的实际形状计算各载流母线产生的磁场.     

镁电解槽电解质“沸腾”时氯气泡特性的研究

在实验室中应用石英透明电解槽研究了由于杂质SO_4和悬浮态MgO引起镁电解槽电解质“沸腾”时阳极上析出的氯气泡的特性;提出了应用氟化物添加剂预防和消除“沸腾”现象的措施。     

21世纪伊始铝电解工业的新进展

21世纪伊始，法国500kA特大型预焙阳极电解槽，以及中国320 kA大型电解槽的出现，标志着铝电解工业的重要新进展。文章从理论上分析了大型电解槽的优越性，论述了减少电解槽的热损失系数，即减少按单位电量核算的热损失量，便是大型槽能够节省电能的理论基础；应用低温铝电解和惰性电极是铝电解工业今后的发展方向。     

Na_3AlF_6-AlF_3-Al_2O_3-CaF_2-LiF-NaCl系电解质密度的研究

研究了电解质中加入氯化钠,并用氯化钠取代部分氟化锂的电解质体系的密度.采用电子天平与计算机串口相结合的测量技术,根据阿基米德定律确定电解质体系的密度,误差小于1%.利用该方法,通过四因素四水平正交实验研究了Na3AlF6-AlF3(10.87%~16.67%)-Al2O3(3%)-CaF2(4%)-LiF(0~6%)-NaCl(0~8%)体系电解质密度,并且根据测量结果建立了该体系的密度数学模型:tρ(g.cm-3)=2.897 1-0.003 07AlF3(w/%)+0.003 041LiF(w/%)-0.009 32NaCl(w/%)-0.000 85t(℃).分析了不同分子比、氟化锂添加...     

采用相对电参量计算铝电解槽的电流场

本文提出一种采用相对电参量计算铝电解槽电流场的方法,将铝电解槽中电解液电流场的计算归结为给定总电流的位场边值问题,铝液电流场归结为第二类边值问题.文中引用相对电压和电位以及相对电导的概念,无需精确地测定电解槽边界电压和电解液、铝液的电导率,即可求解这两类问题,并可提高计算的精度.     

大型铝电解槽干式解剖

铝电解质对炭内衬和保温层的渗透是导致铝电解槽破损的重要原因,本文介绍了两种大型铝电解槽干式解剖所见到的现象及采样分析结果,讨论了铝电解质渗透途径,渗入物质的相组成以及它们之间的反应,也分析了渗入物质对炭内村和保温层的侵蚀作用,渗入物质主要是NaF、Na_3AlF_0、CaF_2、Al_2O_3,它们是靠“电毛细现象”和铝液及金属钠的“帮助”渗入到炭内衬中,渗入到保温层中的电解质与粘士耐火砖反应生成SiF_4气体,使生成的灰白质层膨胀,将炭内衬向上拱起。     

在电解节能技改项目中整流装置的技术改造

针对现太原化工厂石墨电解槽中所存在的高耗能问题进行了烧碱项目的改造,达到节电节汽的目的,对整流机组的技术改造,既要满足改造中６０台金属阳极电解槽正常生产,还需满足后１００台金属电解槽的运行。方案为：整流器应配套主调合一的调压变压器调压,据工艺要求,整流方式为三相桥式同相逆并联整流,元件采用大功率平板水冷元件,其容量为２．５ｋＡ;要求并联支数不大于４,电流储备系数不小于２．５,电压储备系数不小于３．     

铝电解槽磁场计算的数学模型及其误差分析

本文分析了铝电解槽磁场计算的数学模型,并讨论了等效线形电流和等效圆柱母线数学模型所引起的误差,最后指出提高铝电解槽磁场计算精度的途径。     

铝电解金属陶瓷惰性阳极气体及电解质流场仿真

采用有限体积法仿真计算惰性阳极气体运动及其带动下的电解质流动,并研究工艺及结构参数对阳极气体和电解质流场的影响。研究结果表明:电解质沿阳极中心呈对称循环流动,距离阳极气体越近,电解质流速越大;气体流速随气泡直径的增大而增加,电解质流速先下降后增加,气泡直径控制在3 mm为宜;若电流、电解温度和阳极浸入电解质深度增加,则气体的平均流速降低,电解质平均流速增加,应适当降低电流、电解温度和阳极浸入电解质深度;极距增加,则气体平均流速增加,电解质平均流速降低,可适当增加极距;阳极结构本身对流场结果有一定影响,若阳极半径增加,则气体的平均流速增加,电解质平均流速降低,合理的阳极倒角半径为35~40 mm。     

铝电解槽点式下料的专家模糊控制方法

以１６０ｋＡ预焙铝电解槽为试验研究对象,综合运用模糊控制和专家系统技术,开发出用于铝电解槽点式下料控制的专家模糊控制器．它是最新开发的铝电解智能模糊控制系统的关键部分．运行结果表明,它控制精度高,鲁棒性好,具有显著的增产节能效果．     

铝电解槽阳极形状对气泡排出的影响

铝电解槽阳极气泡行为对工艺参数敏感,因此,采用透明电解槽研究阳极倾斜和阳极倒角对气泡析出行为的影响.结果表明:当阳极倾斜度较小(小于2°)时, 倾角的变化对气泡行为影响较小;当阳极倾斜度大于2°时,阳极倾斜角的增加会明显加速气泡运动速度但减小气泡尺寸和覆盖率;在倾斜阳极上观测到类似“Fortin”气泡;阳极倒角会一定程度减小气泡尺寸和覆盖率,但对加快气泡脱离速度的作用并不显著.     

铝电解多功能机组变幅四连杆打壳机构设计改进

铝电解多功能机组是大型铝电解生产的机械化专业操作设备,打壳机构是铝电解多功能机组中的主要工具之一,结构非常复杂。本文通过对旧式连杆打壳机构在实际应用中产生问题的分析及缺陷的设计改进,重点介绍了一种结构相对简单、工作效率高、可将电解槽中缝的氧化铝结壳打碎的新型变幅四连杆打壳结构,经过实践运用,效果良好,是一种极具推广价值的新型结构。     

大型预焙阳极铝电解槽内衬结构优化

以电解槽内衬结构设计优化为突破口,开发一种新型曲面阴极结构电解槽,通过多物理场有限元数值仿真,研究新型结构槽的热平衡、物理场分布特征及在低极距下高效运行的稳定性.试验结果表明,新型结构槽能在保持高电流效率的前提下在低电压稳定运行,吨铝直流电耗为12 331 kW·h,并可有效延长电解槽使用寿命.     

论铝电解生产中各种技术要求

铝电解过程中所使用的技术要求会影响铝产品质量,同时关系到生产加工的整体结构。如果采用合理、科学的电解技术,不但可以提高产品的质量和效率,同时还有提升自身企业的声誉,因此研究铝电解技术对企业的健康发展可谓举足轻重。     

350kA铝电解槽用阳极母线提升框架安全技术装置改造探讨

母线提升框架是大型预焙铝电解槽生产必不可少的专用设备,根据目前运行情况来看,在设计上存在一定的不足,在出现意外的情况下,容易使压缩空气压力骤减,气缸断开,将使阳极导杆与电解槽平衡母线分开,出现断路,阳极导杆与平衡大母线打火,阳极墩底,本文简要介绍了母线提升框架安全技术装置的改造过程及运行效果。     

200kA铝电解槽低电压生产中对电解温度的控制

本文主要是针对200kA预焙铝电解槽在降低槽电压的过程中对技术条件调整和电解基础操作的改善,经过了半年多时间的实践,最终通过优化技术条件的优化,对降低电解生产温度、降低电解能耗取得了良好的效果。     

关于低温铝电解的工艺技术探析

自美国霍尔和法国埃鲁发明了炼铝的电解法之后,铝工业就一直采用这种方法,但是这种方法耗能高、单槽生产率低、污染严重,铝生产行业也一直在寻找新的、更加先进的技术.低温铝电解因为能够有效提高电流效率、节省电能,并能延长电解槽的使用寿命,一直是铝业界中备受关注的话题.本文对低温铝电解的工艺技术进行简要论述.     

铝电解槽不同母线配置方案的磁场分析

本文计算了铝电解槽的三种母线配置方案的槽内磁场分布,分析了它们的特点和各类母线对磁场的影响,由此可以选出大型铝电解槽母线配置的最佳方案.