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一种降低铝电解阳极效应的控制方法
【专利摘要】一种降低铝电解阳极效应的控制方法。本发明控制氧化铝浓度1.0～2.5%、电解温度930～945℃、过热度5～15℃、初晶温度915～940℃范围内的、始终围绕着中值进行中和化的耦合匹配。在低浓度区域控制氧化铝浓度1.0～1.75%、电解温度938～945℃、过热度5～10℃、初晶温度928～940℃范围，在高浓度区域控制氧化铝浓度1.75～2.5%、电解温度930～938℃、过热度10～15℃、初晶温度915～928℃范围。调整周期不大于7天/次，温度调整不大于2℃/天，温度波动不大于5℃/天。本发明进一步改进控制理念和控制策略，使阳极效应系数由行业平均0.164次/槽.日、阳极效应持续时间300秒/次分别降到阳极效应系数小于0.008次/槽·日、阳极效应持续时间小于90秒/次，达到铝行业领先水平，取得了显著经济与环保效益。
【专利说明】一种降低铝电解阳极效应的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝电解工艺的优化控制，具体来说涉及一种降低铝电解阳极效应的控制方法。
【背景技术】[0002]阳极效应是霍尔一埃鲁特熔盐电解法炼铝过程中所特有的一种现象。发生阳极效应时，槽电压由3.90~3.95V左右升到20~50V以上，电解温度由930~945°C左右升到980~990°C以上，电化学反应几乎停止，铝液局部发生氧化反应而燃烧，电流效率低下， 电、氟化盐、效应棒(或竹条)以及劳动量等消耗增加，炉帮熔化变薄，槽内衬侵蚀几率增加， 槽寿命降低，温室气体碳氟化合物(CF4和C2F6温室效应相当于CO2的6500倍和9200倍，且寿命长达IO4~IO6年)排放量增多，系列电流波动等，对电解槽长寿高效、节能减排和职业健康造成一定的不良影响。因此，阳极效应“趋零化”控制技术已成为国内外铝行业当今一大重要研发课题。2012年中国铝业公司平均阳极效应系数0.164次/槽.日，行业平均阳极效应持续时间300秒/次。
【发明内容】
[0003]本发明专利所要解决的技术问题是提供一种将阳极效应系数和持续时间有效控制，并使之越来越小的工艺控制方法，在保持高电流效率基础上实现阳极效应“趋零化”。
[0004]为达到上述技术效果，本发明采用如下的技术方案，控制氧化铝浓度1.0~2.5%、 电解温度930~945°C、过热度5~15°C、初晶温度915~940°C范围(一旦超出范围则及时拉回)内的始终围绕着中值进行中和化耦合匹配。在低浓度区域控制氧化铝浓度1.0~
1.75%、电解温度938~945°C、过热度5~10°C、初晶温度928~940°C范围，在高浓度区域控制氧化铝浓度1.75~2.5%、电解温度930~938°C、过热度10~15°C、初晶温度915~ 928°C范围。
[0005]优选的，当氧化铝浓度运行到下限区域1.0~1.75%时，耦合控制电解温度在上限区域938~945°C、过热度在下限区域5~10°C、初晶温度在上限区域928~940°C范围与之进行匹配；当氧化铝浓度运行到上限区域1.75~2.5%时，耦合控制电解温度在下限区域 930~938°C、过热度在上限区域10~15°C、初晶温度在下限区域915~928°C范围与之进行匹配。
[0006]优选的，当过热度运行到下限区域5~10°C时，耦合控制电解温度在上限区域 938~945°C、氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%、初晶温度在上限区域928~940°C与之进行匹配；当过热度运行到上限区域10~15°C时，耦合控制电解温度在下限区域930~ 938°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%、初晶温度在下限区域915~928°C与之进行匹配。
[0007]优选的，当电解温度运行到下限区域930~938°C时，耦合控制过热度在上限区域 10~15°C、初晶温度在下限区域915~928°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%时范围与之进行匹配；当电解温度运行到上限区域938~945°C时，耦合控制过热度在下限区域5~10°C范围、初晶温度在上限区域928~940°C、氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%与之进行匹配。
[0008]优选的，当初晶温度运行到下限区域915~928°C时，耦合控制氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%、电解温度在下限区域930~938°C、过热度在上限区域10~15°C范围与之进行匹配；当初晶温度运行在上限区域928~940°C时，耦合控制氧化铝浓度在下限区域
1.0~1.75%、电解温度在上限区域938~945°C、过热度在下限区域5~10°C范围与之进行匹配。
[0009]优选的，调整周期不大于7天/次，温度调整不大于2°C/天，温度波动不大于5°C/天。
[0010]本发明的有益效果:
本发明是在传统的控制阳极效应技术基础上，进一步改进控制理念和控制策略，是一种新控制方法，使阳极效应系数由行业平均0.164次/槽.日、阳极效应持续时间300秒/次分别降到阳极效应系数小于0.008次/槽?日、阳极效应持续时间小于90秒/次，达到铝行业领先水平，取得了显著经济与环保效益。
【具体实施方式】
[0011]以酒钢集团甘肃东兴铝业有限公司嘉峪关一期45万吨500kA大型铝电解系列实际应用为例，控制氧化铝浓度1.0~2.5%、电解温度930~945°C、过热度5~15°C、初晶温度915~940°C范围(一旦超出范围则及时拉回)内的、始终围绕着中值进行中和化的耦合匹配。在低浓度区域控制氧化铝浓度1.0~1.75%、电解温度938~945°C、过热度5~10°C、初晶温度928~940°C范围，在高浓度区域控制氧化铝浓度1.75~2.5%、电解温度930~938°C、过热度10~15°C·、初晶温度915~928°C范围。
[0012]当氧化铝浓度运行到下限区域1.0~1.75%时，耦合控制电解温度在上限区域938~945°C、过热度在下限区域5~10°C、初晶温度在上限区域928~940°C范围与之进行匹配；当氧化铝浓度运行到上限区域1.75~2.5%时，耦合控制电解温度在下限区域930~938°C、过热度在上限区域10~15°C、初晶温度在下限区域915~928°C范围与之进行匹配。
[0013]当过热度运行到下限区域5~10°C时，耦合控制电解温度在上限区域938~945°C、氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%、初晶温度在上限区域928~940°C与之进行匹配；当过热度运行到上限区域10~15°C时，耦合控制电解温度在下限区域930~938°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%、初晶温度在下限区域915~928°C与之进行匹配。
[0014]当电解温度运行到下限区域930~938°C时，耦合控制过热度在上限区域10~15°C、初晶温度在下限区域915~928°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%时范围与之进行匹配；当电解温度运行到上限区域938~945°C时，耦合控制过热度在下限区域5~10°C范围、初晶温度在上限区域928~940°C、氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%与之进行匹配。
[0015]当初晶温度运行到下限区域915~928°C时，耦合控制过热度在上限区域10~15°C范围、电解温度在下限区域930~938°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%与之进行匹配；当初晶温度运行在上限区域928~940°C时，耦合过热度在下限区域5~10°C范围、电解温度在上限区域938~945°C、控制氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%与之进行匹配。
[0016]调整周期不大于7天/次，温度调整不大于2V /天，温度波动不大于5°C /天。至少每周每台槽分析(X衍射仪)一次电解质的氧化铝、氟化锂、氟化钾、氟化钙、氟化镁含量和初晶温度，每天至少测量一次电解温度，计算最新过热度值。
[0017]对工艺技术条件进行优化控制的具体做法如下:
(I)通过查找和处理控制程序软件设置和硬件问题、下料系统故障、电解槽操作等问题，及时消除氧化铝浓度控制异常现象，控制氧化铝浓度在高电流效率的低窄区域内。
[0018](2)在不影响成本的情况下调剂氧化铝原料，控制原料杂质含量和电解质中氟化锂、氟化钾、氟化钙和氟化镁的富集速度。通过调整分子比来控制初晶温度。
[0019](3)通过调整一定电流强度下的槽电压来控制电解槽热收入，调整铝水平和保温料来控制电解槽热支出，实现热平衡，优化调整电解温度。具体包括:
①根据季节变化，电流强度做适当微调。
[0020]②根据季节和槽温状况，目标槽电压在保持节能高效的低窄范围内做适当微调。 通过快升慢降原则，控制氧化铝下料增减和升降阳极来调整槽电压，辅助实现氧化铝浓度、 电解温度的优化。当电解槽运行电压低于目标电压20mV后，系统进行减量下料来升高槽电压，若10分钟后运行电压仍然低于目标电压下限，则控制系统通过阳极升把运行电压提至目标电压上限附近；当运行电压高于目标电压上限30mV时，控制系统通过增量下料来降低槽电压，若增量下料未能将运行电压控制到可控区域，I小时后则控制系统通过阳极降将运行电压调至目标电压区间内。
[0021]③每天出铝前测定铝水平，根据季节、槽温状况和出铝任务完成情况，铝水平在 21~25cm范围内做适当微调。
[0022]④通过调整保温料来调整电解槽上部散热。保温料在0.5~50mm范围内混合均匀，用保温料将阳极全部覆盖住(防止质量良好均匀的阳极发生额外`氧化)，阳极上保温料厚度160~200mm (不要过厚以防钢爪温度过高导致爆炸焊脱落)，根据季节变化和电解温度控制需要做适当调整。
[0023](4)对突发效应进行及时预警和处理。通过槽控机对3小时槽电压运行曲线区间进行持续检测和分析，并辅以人工每半小时看一次槽电压运行曲线，及时有效发现氧化铝浓度过低而导致槽电压出现阶梯递增时，先进行增量下料，如果无效并有突发阳极效应迹象时，控制下料系统打壳3次，先大下料3次(每次所有下料器同时下料，500kA电解槽有6 个下料器/台、下料器容量1.2kg/个)，提高氧化铝浓度使槽电压降低。如果之前下料量不够而未能改变槽电压阶梯递增状态，则再打壳3次后，大下料2次，对突发效应进行抑制，并促使氧化铝浓度恢复到控制范围。当下料后出现槽电压相应上升，则表明氧化铝浓度大于槽电压曲线最低拐点浓度(3.5%左右)，则终止下料。
[0024]本发明是在传统的控制阳极效应技术基础上，进一步改进控制理念和控制策略， 创新控制方法，使阳极效应系数由行业平均0.164次/槽.日、阳极效应持续时间300秒/ 次分别降到阳极效应系数小于0.008次/槽?日、阳极效应持续时间小于90秒/次，达到铝行业领先水平，取得了显著经济与环保效益。[0025]以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范 围。
【权利要求】
1.一种降低铝电解阳极效应的控制方法，其特征在于:控制氧化铝浓度1.0~2.5%、电解温度930~9450C、过热度5~15°C、初晶温度915~940°C范围内的、始终围绕着中值进行中和化的耦合匹配；在低浓度区域控制氧化铝浓度1.0~1.75%、电解温度938~945°C、过热度5~10°C、初晶温度928~940°C范围，在高浓度区域控制氧化铝浓度1.75~2.5%、电解温度930~938°C、过热度10~15°C、初晶温度915~928°C范围。
2.根据权利要求1所述一种降低铝电解阳极效应的控制方法，其特征在于:当氧化铝浓度运行到下限区域1.0~1.75%时，耦合控制电解温度在上限区域938~945°C、过热度在下限区域5~10°C、初晶温度在上限区域928~940°C范围与之进行匹配；当氧化铝浓度运行到上限区域1.75~2.5%时，耦合控制电解温度在下限区域930~938°C、过热度在上限区域10~15°C、初晶温度在下限区域915~928°C范围与之进行匹配。
3.根据权利要求1所述一种降低铝电解阳极效应的控制方法，其特征在于:当过热度运行到下限区域5~10°C时，耦合控制电解温度在上限区域938~945°C、氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%、初晶温度在上限区域928~940°C与之进行匹配；当过热度运行到上限区域10~15°C时，耦合控制电解温度在下限区域930~938°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%、初晶温度在下限区域915~928°C与之进行匹配。
4.根据权利要求1所述一种降低铝电解阳极效应的控制方法，其特征在于:当电解温度运行到下限区域930~938°C时，耦合控制过热度在上限区域10~15°C、初晶温度在下限区域915~928°C、氧化铝浓度在上限区域1.75~2.5%范围与之进行匹配；当电解温度运行到上限区域938~945°C时，耦合控制过热度在下限区域5~10°C范围、初晶温度在上限区域928~940°C、氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%与之进行匹配。
5.根据权利要求1所述一种降低铝电解阳极效应的控制方法，其特征在于:当初晶温度运行到下限区域915~928°C时，耦合控制过热度在上限区域10~15°C范围、电解温度在下限区域930~938°C、氧·化铝浓度在上限区域1.75~2.5%与之进行匹配；当初晶温度运行在上限区域928~940°C时，耦合过热度在下限区域5~10°C范围、电解温度在上限区域938~945°C、控制氧化铝浓度在下限区域1.0~1.75%与之进行匹配。
6.根据权利要求1所述一种降低铝电解阳极效应的控制方法，其特征在于:调整周期不大于7天/次，温度调整不大于2V /天，温度波动不大于5°C /天。
【文档编号】C25C3/20GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】成庚, 文义博, 李振中, 张春晓, 谢冰洁, 刘振乾, 李善绪, 张金锁
申请人:酒泉钢铁(集团)有限责任公司夏天来了，我们不能再对多肉植物动手动脚了，但是我们还可以多肉的家进行各种diy,等到秋天就让多肉入住自己做的狗窝…不…是海景别墅！下面介绍一个简单环保的铝线花器DIY。铝线是园艺造型中很好运用的素材，通过过铝线我们可以随意制造出我们所要的铝编花器或是装饰图案。尤其现在的铝线有各种颜色的选择，选择一个适宜的颜色，可以百变的造型，搭配各种姿色的多肉，也称得上是良肉美盆。如下图所示的花器就是用铝线编制的。你也可以利用铝线和水苔打造出悬吊型的多肉盆景，铝编花器的造型除了利用尖嘴钳等专用工具外，还可以利用生活周遭随手可得的器物如图罐、笔杆、瓶盖、方型盒等等。下面开始铝制花器和多肉不得不说的故事。1.如上两个一大一小的花器就是铝线所编制，其中~连接处都是用钩子状~互相连接压紧而成。2.接着塞入水苔，周围和底部要压实，中间的水苔要蓬松~（要植入多肉）。3.如下先植入较主要性的植株，如果花器不是很大，建议不要用生长快速又很会长高的多肉品种，尽量挑选莲座型或是匍匐型多肉。4.接着植入一些背景植物，做配色及填补空隙用。植入多肉时，配合镊子的使用会方便的多。如果种植的时候使用的是多肉的枝条，或者种植过程中伤及多肉的根系，不要过早的浇水，避免潮湿腐烂，可防止一周等伤口风干后再浇水。如果水苔是湿的，要等水苔干才能再浇水。（用浸泡的也很方便~不用五分钟水苔就能吸水吸饱了）。光线一样是要在充裕的场所~不然很快就会变型。再看看进阶版的，也许今年的七夕情人节你就能用到，心形铝制花器的编制，多肉DIY无所不在。家庭养花小知识(yanghuaxiaozhishi)　
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