学文网铝电解范文第1篇
摘要：现代铝电解生产过程中，更换残极一般采用两种方式，画线法以及固定平台测高法。但是在实际的应用过程中，第一种方法误差较大，容易造成电解槽电流分布不均，且需要电解工人爬到电解槽上画线，有一定危险性；第二种方法需要在电解车间通道不停地推动参考平台，会给应用带来很多不便。在此背景下，我们经过多次的试验与改进，研制出一种操作简单应用方便的新型铝电解阳极测高装置。
关键词：技术特性；结构；工作原理
铝电解阳极测高装置由自动测高系统和电动平车比较基系统组成，此装置性能稳定，定位准确，可有效的减小换极的工作强度，提高工作效率，而且电动平车可以在车间里随意开动，方便工作人员在换极时自由随意的调整位置，所以使用上比现有测高模式方便得多。
1.技术特性论述
1.1自动测高系统的构成及工作原理
此装置主要有齿轮齿条，位移传感器（增量编码器），无线比较基，如***1所示，齿条固定在阳极活动架上，随着阳极机构的升降而升降，而齿轮和位移传感器的位置是相对固定的，这样齿轮和齿条间会形成相对运动，相对运动的行程会通过位移传感器以脉冲信号的形式传入到信号接收处理器中，通过信号接收处理器做进一步的控制。在换极过程中，最关键的一点就是尽量保证放入的新极与换掉的残极在同一水平液面上，所以我们在换极的过程中，先把残极挂到夹具之后提起之前记录下此时位移传感器的读数值H1，再提出残极，而新极和残极之间通过电动平车比较基得出一个高度差H，再将H1减掉H得出的H2，H2就是新极应该下降的数值，从理论上说，这样就保证了新旧阳极放在了同一水平液面上，这也是目前的通用做法，但在新旧阳极比较时，有时会出现阳极导杆的通孔误差或系统本身的误差，为防止以外的误差影响精度，我们引入了电动平车比较基，可有效消除此类误差。
1.2电动平车比较基系统的构成及工作原理
2.电动平车比较基系统的工作原理
阳极水平无线比较基采用称重方式并且声光报警且无线传输给控制器，从而避免了由于人工操作所产生的系统误差。在比较基系统确认换极开始后，比较基实时测量阳极底掌水平面，并且将测量信息反馈到多功能电解天车。阳极水平测高装置通过对测量信号进行分析及判断，形成阳极底掌水平的测量信息，并显示信号，通知天车操作人员此时为换极状态。因为厂房较长，可以根据情况将电动平车停靠在任何安全可靠的位置，这样可以集中更换10-20台电解槽的阳极。天车阳极水平测高装置与相应的阳极水平无线比较基配合工作，只需一名操作工即可完成换极工艺流程，由于阳极水平无线比较基为非接触测量平台，天车操作人员仅需将待更换的阳极通过水平无线比较基，系统即可自动测量阳极底掌水平信号。系统全自动测量新旧阳极底掌水平度，避免了阳极与参照面的接触，可以确保整个过程的换极精度，从而保证新旧阳极水平度满足电解工艺要求。
阳极水平无线比较基设计上采用交流、直流双电源互为备用的控制方式，当交流供电有效时，系统自动选择交流供电方式，并根据电池容量状态进行电池充电控制。当系统判断交流供电中断时，自动转为电池直流供电方式，并自动测量电池容量。当电池需要充电时，系统发出报警信息，提示操作人员对阳极水平无线比较基进行充电，此时将比较基供电电源转换为交流供电即可，系统可以自动实现电池充电控制，并在充电过程中不影响正常工作。通过采用电池直流供电方式，可以真正实现阳极水平无线比较基的可移动性，在换极过程中，可将比较基移动至最佳换极位置，以保证换极效率。
阳极水平无线比较基系统在方便运输的同时还可以用作车间移动工具，充分体现了更方便，更快捷，更安全的理念
3.结束语
电解阳极水平无线比较基测高定位系统的应用，不仅减少了工人的劳动强度，消除了安全隐患，而且使换极误差均不大于3mm，满足了生产工艺要求，保证了电解槽电流分布均匀，稳定了槽况。采用电解阳极水平无线比较基测高定位系统后，平均槽压降降低了40mV，102台200KA电解槽年可节电0.04x200x24x365x102=715万KWh，经济效益及社会效益十分显著。
铝电解范文第2篇
摘要：本文对铝电解质中碳渣的形成过程及铝电解生产的危害进行了分析和讨论，并提出了减少碳渣的措施。
关键词：碳渣 铝电解 危害
在冰晶石——氧化铝的溶盐电解预焙槽中，阳极碳块作为铝电解的心脏部分，一直被人们所关注，其质量的好坏，直接影响着电解的进行和产品的质量。如果碳块的质量达不到要求，将在铝电解质溶液中产生过多的碳渣，对铝电解过程产生一系列不利的影响，譬如造成电解质电压升高，导致热槽的产生，这不但引起电解消耗的增加，而且当热槽产生时将恶化铝电解的生产的诸多技术经济指标，同时对电解槽的寿命也有影响，因此探讨如何减少和控制电解生产过程中碳渣的产生，就成为一个新的课题。
一、碳渣的产生
1.由于预焙块质量的不合格造成氧化从而产生碳渣。预焙碳块是由石油焦、沥青焦、沥青通过破碎、煅烧、配料、混捏等工序烧制而成，如果采用的原材料及工艺不合乎要求就会产出不合格的碳块。如：耐压强度低、空隙度大、杂质大等，从而导致阳极的氧化和碳粒在阳极表面的脱落进入电解质中形成碳渣，有时会形成掉块和裂缝，在电解质的冲蚀和洗刷下，形成碳渣。由于碳块质量而引起的碳渣是生产中碳渣形成的主要原因。
2.二次反应生成游离的固态碳。铝电解过程中的二次反应，不仅降低电流效率，而且还带来另一方面的不利的影响，即溶解在电解质溶液中的铝将阳极气体中的CO2和CO还原C，在电解质溶液中形成细微的游离态碳渣。
其反应有两种：
第一种反应为，在电解质的溶液中溶解的铝与CO2反应生成CO，而CO又与AL反应生成C，即：
2AL（溶解）+2CO2=AL2O3+3CO（1）
2AL（溶解）+3CO=AL2O3+3C（2）
第二种反应为，电解质中的铝直接将CO2还原成C，
3AL（溶解）+3CO2=2AL2O3+3C（3）
在上述两种反应中反应（3）对于在铝电解质中生成碳渣的作用，比反应（2）的作用要大，但这两种反应所产生的碳渣，不是电解质溶液中产生碳渣的主要原因。
3.阴极碳素内衬的冲蚀剥落
在铝电解过程中，阴极碳素内衬的剥落和碎裂是铝电解溶液中产生碳渣的又一来源。铝电解槽启动后由于钠的渗透，电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷，阴极碳素内衬不久就会产生剥落，钠的对阴极碳块的渗入，是引起剥落的主要原因，钠的渗入使碳块内部产生应力，导致碳块体积膨胀，并变得疏松多孔，从而剥落形成碳渣。
二、碳渣对电解过程的危害
1.铝电解溶液中的碳渣，导致电解质的电阻增大，其结果造成电解质电压降的升高，增加铝电解生产的电能消耗。据具有关专业人士报道，当铝电解质溶液中的碳渣含量达到1%（重量）时，电解质导电率约降低11%，由此可见碳渣对电解质的导电率的不利影响是极为显著的，碳渣的颗粒越小，对降低电解质的导电率的作用越大。
2.铝电解质溶液中的碳渣导致热槽产生，当电解质中的碳渣积累到一定浓度时，由于比电阻的增大，必定造成电介质电压降升高，从而使电解槽两极间的电能收入额外增加，对于槽工作电压和其它技术条件摆布正常的电解槽来说，两极间由于电解质溶液含碳，导致其电压升高而增加的这部分电能收入不为电解过程所必须；其唯一的消耗途径是转化为热量释放出来，结果引起电解质溶液过热，槽温上升，产生热槽，这样对电解生产是极为不利的，不但造成电能的无谓消耗，同时会使电解槽的阴极受到损坏，影响槽寿命，此外在处理热槽时，还消耗大量的氟化盐，故其危害作用是非常巨大的。
3.铝电解溶液中的碳渣造成电流损失，当铝电解质溶液表面漂浮有大量碳渣时，碳渣将与碳素阳极和阴极组成电流通路，部分电流会直接通过碳渣进入阴极或侧部，而不能参与电解反应，形成侧部漏电，严重时会造成侧部漏炉。
三、减少碳渣的途径
1.采用高品质的预焙碳块。在前面关于碳渣的来源中已讨论，由于碳块质量的不合格造成碳粒脱落是产生碳渣的主要原因，在生产中使用质量不合格的碳块，无疑为碳渣的产生创造了有利的条件，因此采用高质量的预焙块是减少电解质溶液中碳渣的至关重要的措施。不但减少了碳渣的产生，从而稳定了生产，减少了工人的劳动强度，提高了电流效率，降低能耗，对于电解铝厂来说，在预焙块进厂之前就要进行严格的质量检测手段，保证阳极碳块的质量。
2.选用优质的阴极碳块。与阳极碳素材料一样，阴极碳块的质量优劣对碳块的剥落程度有影响，在砌筑电解槽阴极时采用优质阴极侧部碳块和底部碳块能较有效地承受和抵抗铝电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷，从而减少碳块的剥落，减少碳渣的产生。
3.在电解过程中选用低温操作。由于铝的二次反应也是产生碳渣的一个原因，所以在电解生产过程中就要减少二次反应的发生。在生产操作中要保持低电压，低氧化铝浓度，低分子比，低温度高极距，从而保证电解生产在较低的稳定的温度下进行，提高了电流效率，减少了铝的二次反应损失，从而减少了碳渣的生成。
电解生产中只有选用优质的碳素材料，同时提高操作质量，尽可能减少碳渣的产生，才能取得良好的经济技术指标。
铝电解范文第3篇
[摘 要]液晶电视开关电源输入和输出滤波用铝电解电容器均要求低阻抗值，一般选用高频低阻铝电解电容器。而高频低阻铝电解电容器的失效大多因为阻抗偏大引起，本文从铝电解电容器的内部芯包结构、原材料特性、阻抗产生来源、降低阻抗设计进行分析，研究铝电解电容器的低阻抗设计对策。
[关键词]铝电解电容 低阻抗
中***分类号：TH551 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0400-01
一、引言
高频低阻铝电解电容器在高频下的阻抗值大小，是这类电容的主要电性能指标，在电子产品使用过程中时常发生因铝电解电容器阻抗偏高，在高频下抗纹波能力差，出现铝电解电容器提前失效现象。为提高铝电解电容的抗纹波能力，在铝电解电容的制造过程一般是要想办法降低铝电解电容的阻抗值。本文是就个人的经验和大家探讨几种通过设计和工艺改善来降低高频低阻电容阻抗的方法，实现小型化大纹波电流。
二、 铝电解电容器的芯子结构及阻抗构成
2.1 铝电解电容器的芯子结构
铝电解电容器的芯子结构主要组成部分有：正极导针、负极导针、正极箔、负极箔、电解纸、电解液；
铝电解电容器的正极是正极箔，箔表面经过化成工艺产生一层铝的氧化物Al2O3，通过正极导针引出；铝电解电容器真正的负极是电解液，为了便于与外部电路连接，故通过一层负极箔由负极导针引出。
为了避免铝电解电容器内部正极和负极直接接触造成短路，正极箔和负极箔之间夹了一层电解纸，电解纸主要起到吸附电解液和隔离作用。
2.2 铝电解电容器的阻抗构成
为了研究铝电解电容器的阻抗，先来看一下铝电解电容器的内部等效电路：
从***1可看出，铝电解电容器的内部除了电容以外还存在等效串联电阻、寄生电感。其中等效串联电阻主要由以下几部分产生：引线电阻、刺铆接触电阻、金属氧化膜介质电阻、电解液电阻、电解纸电阻等。等效串联电阻带来的阻抗值加上寄生电感产生的感抗值（主要在高频条件下体现）共同组成了整个铝电解电容器的阻抗值。
三、铝电解电容器的低阻抗设计对策
为了降低铝电解电容器的阻抗值，就必须降低等效串联电阻和寄生电感。
3.1 等效串联电阻
3.1.1 引线电阻
铝电解电容器的引线如下***2所示，它由铝线（部分被压成引线舌片）与镀锡铜包钢（CP线）对焊而成：
引线电阻主要来源于铝线与镀锡铜包钢线的焊接带来的接触电阻，需要采用高纯度高品质的铝材，保证引线的镀锡、镀铜工艺，以提高对焊质量，来降低整条引线的电阻。
3.1.2 刺铆接触电阻
刺铆接触电阻指的是引线舌片与正极箔、负极箔铆接时产生的接触电阻，铆接部位细节。
由于高频低阻电容器多采用高电导率电解液，含水量较大，容易发生水合作用，刺铆工艺控制不好，引线舌片和电极箔之间存在较大间隙，如下***5，接触面积较小，接触电阻就大，同时含浸时电解液渗入空隙处进一步加剧接触电阻变大，对等效串联电阻影响非常大。
3.1.3 金属氧化膜介质电阻
金属氧化膜介质电阻是指铝箔表面形成的金属氧化膜本身带来的等效串联电阻，主要与化成箔工艺、铝箔材料有关，需要化成箔生产厂家努力降低铝箔表面金属化氧化膜介质损耗，来达到降低等效串联电阻的目的。
3.1.4 电解液电阻
电解液电阻是工作电解液带来的等效串联电阻。降低电解液的电阻率均是通过提高电解液的电导率来实现，但是电导率与电解液闪火电压是成反比的，因此如何做到在保证必需的闪火电压的前提下尽可能使工作电解液具有更低的电导率，一直以来都是各电容器生产厂家深入研究的课题。
3.1.5 电解纸电阻
电解纸会产生一部分阻抗，选用密度低，厚度更薄、渗透性好的纤维材质做成的电解纸能有效降低电解纸电阻。
3.2 感抗
电感是由电流流过电极箔、引线时产生的，铝电解电容器的感抗主要来源于引线的电感和芯包卷绕产生的寄生电感，尤其在高频条件下，感抗占主导地位。
对于引线式铝电解电容器，选择短而粗的引线能有效降低感抗值；芯包卷绕应该尽量保证卷绕圈数越少，则寄生电感就越小，因此矮而胖结构的铝电解电容除了铆接点数少导致等效接触电阻偏大以外，圈数太多，高频寄生电感太大也会导致铝电解电容器整体阻抗值变大。
因此设计选型时在考虑电源板尺寸限高的同时，也一定要注意兼顾铝电解电容器的阻抗值特性，高频滤波部分优选结构细而长的铝电解电容。
四、典型应用案例
为提高电源板机插率，减小PCB面积降低成本，研讨二次滤波高频低阻铝电解电容器由卧式改为立式机插方案。现有35V470uF规格高频低阻铝电解电容器，尺寸为10*20mm，容量再大尺寸只会更大，立式机插后均超过电源板12.5mm限高要求，只能采用卧式插件，为达到可立式机插方案，联合铝电解电容器厂商研讨解决方案，确定选用小型化大纹波高频低阻抗系列产品，具体如下：
4.1 改善措施：
根据上文分析，为了提高铝电解电容器的抑制纹波能力，减小发热量，需要降低高频阻抗，具体措施如下：
1.1 采用高耐热超低阻抗电解液，降低电解液电阻；
1.2 采用低阻抗电解纸，降低电解电阻；
1.3 采用高气密性封口丁基胶胶塞，提高气密性，延长铝电解电容器寿命，提高耐纹波电流；
1.4 同时为了满足限高要求，物料高度控制在12.5mm；
1.5 优化刺铆工艺，降低接触电阻值
4.2 常规参数对比：小型化大纹波35V330uF高频低阻产品，与原35V470uF普通高频低阻产品关键参数对比如下：
35V/330uF小型化高频低阻铝电解电容器，通过电容器材料及工艺上的改善，从以上参数测试可知，阻抗和纹波电流均优于容量更大的35V470uF普通高频低阻产品，同时尺寸10*12.5贴板机插后满足电源板限高要求，达到可立式机插降成本方案。
五、小结
铝电解电容器的内部阻抗值对产品性能影响较大，对整个开关电源滤波效果起到关键作用。降低铝电解电容器的阻抗值需从原材料、生产工艺、内部结构设计等多方面因素入手，而不能仅仅简单的通过增大电解液含水量来降低阻抗。
同时电源设计选型时也需重点关注滤波电容的阻抗值参数，选择低阻抗的铝电解电容器才能达到更好的滤波效果，有效提高电源工作效率。
参考文献
[1] 林学清，洪雪宝 铝电解电容器工程技术 厦门大学出版社
[2] 陈国光，曹婉真 电解电容器 西安交通大学出版社
作者信息：王金川 男 1985年1月 汉 本科
铝电解范文第4篇
摘要：本文从电解槽生产热量收支和能量平衡入手，对铝电解能耗进行分析，结合生产管理实践总结得出，降低铝电解槽能源的主要途径是提高电流效率和降低槽平电压。
关键词：铝电解；电能消耗；降低
1. 引言
电解铝生产企业是一个高耗能用电大户，近两年，随着电力供应日益紧张和能源的不断紧缺，如何降低吨铝电耗便成了每一个电解铝企业进行探索的聚焦点。
2. 提高电流效率节耗措施
由计算吨铝电耗的公式w=v/η（v —平均电压，η—电流效率）可知，提高电流效率可以降低铝电解生产的电能消耗。电解电流效率每提高1%，可使铝电解生产的直流电耗降低150千瓦时/吨铝左右。某铝业公司通过多年铝电解生产实践中，总结出以下提高电流效率的主要措施：
2.1 降低槽温
在铝电解生产中，电解质温度是影响电解槽电流效率的重要参数。电解温度在铝的溶解损失，钠的析出还是电化学反应中，电解温度都在其中起主导作用。电解质温度降低，电流效率明显提高，生产实践证明，温度每降低10～15 ℃，电流效率可提高1～2 %。
正常的电解温度对于提高电流效率，降低能耗是大有好处的，但正常电解温度的保持有赖于其它技术条件以及相适应的操作制度的配合，他们彼此之间互有影响，互相制约，多年的生产实践告诉我们，电解质温度的降低，必须与其它技术条件相适应。
2.2 精心操作，提高各项作业质量
电解槽的各项作业质量，不仅影响槽子的运行状况，而且直接关系到电流效率的高低。
2.2.1 提高换极质量
阳极是电解槽的心脏，因此阳极工作质量好坏直接影响到电解槽生产。影响到电流效率、直流电耗、原铝质量和阳极电流分布。
①提高新换阳极16小时电流分布合格率。
②设置好阳极梯度，防止设置偏低或偏高。当阳极设置过低时会造成局部过热，增大铝的溶解损失，同时引起电压摆动，造成电流空耗，严重降低电流效率；当阳极设置偏高时，一方面新极长时间不导电，导致电流分布不均匀，减少阳极的有效工作面，降低电流效率；另一方面引起局部过冷，炉底产生沉淀和结壳影响槽子热平衡，降低电流效率。
③在换阳极前对新极进行预热、烘烤，以使阳极上槽后提早导电，同时避免阳极裂缝、掉块，使阳极提前正常工作。
④装新极前要做到槽内氧化铝结块打捞干净，不使阳极出现长包现象，避免局部过热影响槽温，降低电流效率。
⑤趁换阳极机会打捞碳渣，以清洁电解质降低电解质压降。
⑥在换阳极时检查炉底沉淀多少，有无结壳，伸腿和邻极情况，以掌握槽子的真实状态为下一步对槽子科学合理的管理策略做好准备。
⑦做好新极处大面整形，加足新极保温料，防止阳极氧化保证阳极正常工作。
⑧由于新换上的阳极使局部电解质温度降低，在一、二天内导电又少，所以采用交叉法更换阳极可以避免电解槽局部电流、温度不均，消除电压摆长炉底的弊端。
2.2.2 均衡出铝，力求出铝精确度要高
出铝精度要高，不出现波及槽子热平衡的干挠因素，若出现计算机失控，应及时手动将电压调到设定值。在出铝方面应遵循均衡原则，采取“5天对策”出铝法即根据5天以来的铝水高度来决定出铝量。铝水调整好了电解质高度也就比较容易调整。
2.3 建立和保持理想的炉膛内型
理想的槽膛内型，可使电流有理想的分布和方向，可降低铝液中的水平电流，降低铝液的环流和波动，又可防止侧部漏电，对提高电流效率非常有利
2.4 保持适宜的两水平
铝液水平对电流效率的影响大致趋势是，随着铝水平的提高，有利于电流效率的提高。保持适宜的铝液水平，保持铝液平静，减少铝的二次氧化损失。
3. 降低平均电压降低电耗的措施
在铝电解生产中，所谓平均电压是指电解槽槽电压和电解槽槽电压量程以外的导
线中的电压降以及由于发生阳极效应而分摊到每一台电解槽的电压。在生产实际中就是电解槽本身的电压与分摊的电压的和。
3.1 杜绝电解槽附加电压
加强槽电压巡视，对于出现的电压摆和针振及时查找原因进行果断处理，消除附加电压，及时调整超出计算机控制范围的异常电压。对于电压摆的电解槽立即查找原因，做到白班处理不过夜，最大限度的减少电压手动时间，避免电能的无故浪费。
3.2 降低阳极效应系数和分摊电压
电解槽发生阳极效应时，电解质对炭渣湿润性不良，利于炭渣从电解质中分离出来，可改善电解质的性质并调整热平衡。但过多的阳极效应对生产的稳定性和完成经济指标均会产生不利的影响。
3.3 降低电解质压降
保持适宜的电解质水平，降低电解质比电阻，使用适当的添加剂，减少碳渣量。坚持换阳极和效应熄灭后捞碳渣作业，降低电解质电阻，大大减小电解质电压降。
3.4 降低线路压降
防止物料覆盖母线，保证母线行路通畅，加强通风散热，提高各焊接点质量。尽量多开槽，缩短电解槽停槽大修理周期，减少公用母线和停槽母线电压降的分摊值。杜绝直流系统接地，避免槽子周围吸附铁屑，杂物从现场环境上确保母线没有接地现象，减少连接线路电压，降低黑电压分摊值。
3.5 降低极化电压
① 防止出现过低氧化铝浓度，经常点检维修电解槽上部结构保证打壳下料系统正常工作，确保下料器下料正常，杜绝下料器漏料或下料量不足的现象；
② 做好电解质分析试料取样的准确性，进行电解槽氟盐的精确配料，防止出现过低的分子比；
③ 换阳极时尽量提高16小时电流分布合格率，使得阳极在电解槽上能正常工作温度上升平缓，使得阳极升温和导电平缓，从而降低阳极电压降。
3.6 降低阳极电压降
①换好阳极，防止出现阳极底掌高低不平现象；
②换阳极和母线提升后及时打卡具，降低卡具压降；
③ 按要求浇注磷生铁，改善铁—碳电压降；维护好爆炸焊与有色焊；
④ 加足阳极保温料和壳面保温料，降低钢碳接触压降，减少阳极氧化，降低碳阳极电压降。
⑤ 勤擦母线灰，对导杆麻面不光的进行抛光处理以此降低卡具压降。
3.7 降低炉底电压降
在实际操作中降低炉底电压降的关键是减少炉底沉淀及其结壳；使用半石墨或高石墨阴极碳块等。我们在生产操作中做好以下工作可以有效地洁净炉底大大降低炉底电压降：
4.引进推广新型节能环保型铝电解生产技术
青海某铝厂目前引用的铝电解新工艺技术有，新型阴极结构电解槽（俗称201项目电解槽），双阴极钢棒电解槽，低温低电压生产技术，不降电流停开槽技术。这些技术的推广应用，为该企业降低能耗做出巨大贡献。2013的一季度该铝电解厂直流电耗降低至12950kWh/t左右。
5.结束语：
保持科学合理的电解槽生产技术条件之稳定，实现平稳有效生产，是降低电解槽电耗的有效措施；
参考文献
[1]邱竹贤.预焙槽炼铝（第2版）.冶金工业出版社
[2]邱竹贤.铝电解原理与应用. 中国矿业大学出版社
铝电解范文第5篇
一、主要的节能技术
1槽控系统的改进。
计算机技术高速发展的成果，已渗透到各个行业领域。计算机控制技术已被广泛应用于大型预焙槽生产运行过程中。计算机利用模拟技术、智能控制程序，***采集铝电解槽的相关运行信息，并离线录入数据，然后进行信息处理后，发出控制和操作指令。对于已属技术集合的电解槽技术体系，每项技术都会影响生产体系的故障诊断效率和平稳运行态势。生产槽体系平稳运行就意味着高效生产，高效生产就是节能。
2惰性阴极技术。
可润湿性阴极可以有效提升阴极和铝水之间的润湿性能，延长槽寿命，节能降耗，同时配合惰性阳极，可以开发出新的电解槽和电解工艺。TiB2能被金属铝液良好润湿，是当前发现的可润湿性阴极中最理想的铝电解材料。以无机物溶胶或树脂作为粘结剂，利用TiB2与铝液的良好润湿性以及良好的导电性，利用电化学技术在铝电解槽炭阴极表面涂覆TiB2，降低炉底压降，改善阴极工作状态，可以实现节能增效、延长电解槽寿命。此外，由于TiB2能够增强铝液和阴极表面的湿润性，降低阴极炭块的化学、电化学腐蚀，这些均有利于电解槽的运行稳定性，也能有效延长槽寿命，这些都能直接达到节能增效。惰性阴极材料的主要优点：有优良的导电性使铝离子直接在惰性阴极材料上放电而生成铝。此时将不再需要保证槽内一定的铝液液位水平，由于铝液涌动减弱了波峰，阳极和阴极之间距离可以明显缩小到2~3cm，从而降低了在电解质中的电压损耗，最终节省电能。抵抗熔融电解质渗透能力强，导热系数小，同时结合实用惰性阳极和惰性阴极，可以重新设计电解槽，惰性阴极的使用可以提高电流效率和电能效率，进而大幅度降低了铝电解生产对电能的消耗。
3低温熔盐铝电解研究。
低温铝电解工业可以在较低铝的溶解度下，拥有较高的电流效率。处于一定的温度范围内的工业电解槽，温度每降低10℃，其电解电流效率将提高1%。目前研究出的很多降低铝电解温度的方法：（1）使用轻电解质，即低分子比电解质，铝液下沉。（2）铝液上浮低温铝电解法，利用钡盐的重电解质体系。（3）采用氧化铝悬浮的电解质，铝液下沉。氧化铝作为炼铝的原料，电解温度降低到900℃以下，配合惰性阳极、惰性阴极和绝缘侧壁，每吨铝电耗可降低到12000kW·h以下是可行的。
二、结语
总之，绿色环保节能铝电解是电解铝行业的未来发展方向。我国铝行业具有巨大的发展潜力，注重在铝电解生产中高效利用能源，最大限度的减少能源损耗，有利于铝行业的可持续发展。我国必须高度重视铝电解技术的开发和引进，采用国际的先进技术推动自身发展。锅电解槽节能技术直接和电解铝厂的生产成本及铝电解生产能耗挂钩。铝电解过程中的节能降耗问题依旧是一个长远的战略目标，节能降耗刻不容缓。
作者：王兴云任静云刘昆鹏韩健文单位：河南神火铝业电力公司永城铝厂
铝电解范文第6篇
摘要：近年来，尽管我国铝电解行业有了大步跨越,但仍未摆脱能耗高、排放高的现状，有待企业管理者进一步研究和改进。本文就铝电解企业在生产控制技术层面低耗、减排作了简要的探讨。
关键词：铝电解；企业生产；高产低耗；节能减排；措施
Abstract: in recent years, although China's aluminum smelting industry have the big step across, but still not get rid of high energy consumption and high emissions, the current situation of enterprise managers to further research and improvement. This paper aluminium electrolysis enterprise in production control technology level low consumption, emissions are briefly discussed.
Keywords: aluminum electrolytic; Enterprise production; High yield low consumption; Energy conservation and emission reduction; measures
中***分类号：O646 文献标识码：A 文章编号：
1 铝电解企业生产技术上低耗、减排的控制
1.1开发计算机控制技术，实现“能量平衡”管理
铝电解槽的控制包括物料平衡及热平衡两方面,不管是计算机的控制还是人工控制,我们最终要达到的目的是使电解槽同时在物料和热量方面达到一个平衡点,希望其在最小热投入及最小化物料浪费的基础上产生最大化的产出。在计算机控制方面,先后开发了铝电解槽“自适应控制技术”、“模糊控制技术”、“中温寻优控制技术”和铝电解“专家系统”技术等,这些控制技术的成功应用使我国的预焙槽整体水平得到明显提高。但这些技术主要解决了电解槽“物料平衡”中的氧化铝浓度控制,而“能量平衡”的管理和控制在电解生产过程中起着更为重要的作用。因此,开发双平衡控制系统是铝电解行业亟待解决的问题。其实计算机主要解决三个方面的问题：其一是自动加料功能，关键在于如何保持氧化铝稳定的低浓度生产；其二是电阻控制功能，关键在于如何把电阻控制与过热度控制结合起来，提高操控机的智能性；其三是其他辅助作业的规划并为组织安全生产提供保障。计算机控制的中心任务就是协助工艺管理人员实现热量和物料的动态平衡。绝对的平衡是不存在的，我们的目标是根据生产设备的现状最大限度的降低两个平衡的波动幅值。
目前国内很多铝厂已成功开发了“多变量寻优控制技术”,实现了铝电解槽两平衡的控制,不仅在电流效率及电耗方面有很好的提高,同时在减少电解槽阳极效应方面也有很好的效果,在节能的同时也实现了对环境的保护。
1.2进一步探索添加剂的研究与应用
添加剂的应用对节能具有很大的意义,一方面通过添加剂的应用,可以降低电解质初晶温度,不仅提高了电解槽的电流效率,同时随着电解温度的降低,使电解槽排放有害气体的可能性降低,保护了环境；另一方面,添加剂能改善电解质的性能，提高其导电性,降低吨铝电耗。现实生产中的添加剂则包括氟化钠、氟化铝、氟化钙、氟化镁和氟化锂，理论界的研究也主要局限于这几种。氟化锂作为铝电解添加剂在这两方面的效果较明显,现国内已有部分铝厂逐渐推广应用,只是各厂试验推广结果都具较大差异性,其原因为锂盐含量的控制及相应配套工艺技术参数的匹配问题,且在相对较低温度下进行电解作业,其灵敏性增加,抗热冲击能力减弱,且随电解温度的降低,整个电解质熔盐体系热容减少,电解槽的计算机控制及操作的稳定性,可以避免其负面影响。NaCl添加剂也是铝电解一种很好的添加剂，但由于其具有吸潮性,对电解车间设备有腐蚀作用而未能得到推广应用。
近年来发展起来的复合盐的应用是铝电解的一项节能新技术,有报导称通过对锂盐和镁盐、氯化钠和镁盐等复合添加剂的应用,从而在电耗及电效方面取得较好的效果。由于节能的要求,铝电解厂不得不去挖掘铝电解槽在节能方面的潜能,尽管铝电解厂近年来在铝电解槽电解质压降方面取得了显著的效果,但对添加剂的研究与应用还将继续探索。
1.3加强铝水平的控制，降低电耗，节约能耗成本
铝水平是铝电解生产中最重要的设计参数和工艺参数，理论上认为铝电解槽应保持一定的铝水平,同时认为偏高的铝水平比偏低的铝水平危害性更大,因为偏高的铝水平容易使炉底出现沉淀、结壳及长伸腿,使电解槽不稳定,容易出现病槽；但从另一方面讲,相对高的铝水平也有好处,即相对厚的铝液层可以削弱磁场作用力,减少因铝的波动而产生的溶解损失。在相同条件下降低铝的溶解损失,可以认为是提高电流效率,因为铝电解生产中电流效率不能达到100%的原因,即为铝的再溶解损失。如何控制铝水平的高度,笔者认为对不同的铝电解厂或铝电解系列,甚至同一铝电解系列在不同时期都应不同。从节能的角度出发,可能相对低的铝水平更合理,因为一方面相对低的铝水平可以保持较低的极距,从而可以降低电耗，可以节约能耗成本。
目前国内已经研究并开发了许多铝电解新型电解槽,旨在明显降低电解槽铝水平,达到降低极距,从而实现节能的目的,包括邱竹贤提到的“泄流式电解槽”。
1.4加强阳极效应的控制，减少温室气体的排放
阳极效应的发生对铝电解的影响主要有：消耗能量；电解过程基本停止，电流效率降低；破坏炉膛内型；氟盐挥发损失增加；阳极消耗增加（氧化燃烧）五个方面，同时会产生大量的全氟化碳(PFC)温室效应气体--CF4和C2F6，这些气体进入大气产生很大的温室效应。因此,当前在铝电解生产中必须加强阳极效应的控制，尽快实现“零效应”控制的技术革新。
1.5优良净化系统的配备
铝电解槽在电解过程中将散发出大量的气态和固态污染物,气态物质主要有氟化氢和二氧化硫，发生阳极效应时还有CF4、C2F6气体；而固态物质有氧化铝、炭和冰晶石及一些细颗粒的电解质蒸气凝物等。上述物质不能直接排空,一方面对人体及环境有害；而如氧化铝、氟等可回收再利用。铝电解厂在投产时都配备有电解烟气收集净化系统。近年来铝电解槽的容量在不断扩充，铝产量也在不断的提高,产生的污染物也势必成倍增加,因此,随着铝电解技术的不断提高,铝电解厂也应更加重视烟气净化技术的提高,以满足对环境保护的要求。
2 良好的焙烧启动技术及平稳、正常的电解槽运行是延长电解槽寿命的关键
铝电解槽槽寿命的延长,无疑将是实现铝电解生产节能减排最重要的途径,这是铝电解生产永无止境的目标。前面已提到,阴极质量的提高,将是实现槽寿命延长的一个重要途径,但良好的焙烧启动技术及平稳、正常的电解槽运行也很关键。
2.1不断完善焙烧技术，降低生产成本，保护环境
目前，在国内最常用的电解槽焙烧技术主要有铝液焙烧、焦粉焙烧。通过实际生产的应用，笔者认为从节能及槽寿命方面考虑,焦粉焙烧明显优于铝液焙烧。铝液焙烧由于高温铝水对阴极炭块的强烈热冲击,容易产生裂纹,在后期的生产中,一方面炉底压降较高；另一方面阴极容易破损,槽寿命不高。因此,目前许多铝厂都倾向于使用焦粉焙烧技术,当然,焦粉焙烧速度快也是一个很重要的指标，需要不断探讨的。燃气焙烧法在槽寿命方面有很好的效果,但由于其操作复杂,真正大量应用于工业生产的并不多。目前还有固体铝焙烧法等,都是在原有焙烧方法的基础上产生的。笔者认为铝电解厂应对这些新技术进行尝试,不断完善原有焙烧技术的缺陷,不仅降低自身的生产成本,同时也是保护环境的一种要求。
2.2提高管理水平，保证平稳、正常的电解槽运行
高效低耗的铝电解生产,在拥有良好焙烧技术的同时,应辅之以优良的正常管理。正常管理即对铝电解槽的电压、槽温、两水平及分子比等控制，使这些技术参数达到一个最佳平衡状态点,最终实现电解槽的平稳运行。笔者认为铝电解槽正常期的管理,最重要的前提是稳定。电解槽出现早期破损最主要的原因就是铝电解槽运行波动。
3 结束语
低耗、减排是一个持续不断的过程,也是铝电解工作者们一直努力的方向，就目前铝电解行业的现状来看，可以挖掘的空间很大。面对挑战，笔者认为，只要充分挖掘自身潜力，调动员工主观能动性，群策群力，高产低耗、节能减排的目标就一定能够达到一个新的高度。
参考文献
[1]邱竹贤.预焙槽炼铝[M].北京:冶金工业出版社,2005.