铝电解槽多参数检测系统

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3、工、冶金以及军工等行业，成为关系N--+个国家经济命脉的工业原材料之一。由于铝的化学性质活泼，在自然界中从未发现游离态的铝，而只有氧化态的铝的化合物，铝土矿是现代铝工业上的主要炼铝原料，铝的丰度仅次于氧和硅m。铝第一次被提取至今还不N----百年，准确地说，铝的问世应是1825年，至今虽然为时不长，但铝冶金发展较快。1886年美国霍尔(Hall)和法国埃鲁特(Heroult)申请了冰晶石氧化铝熔赫电解法专利，开创了电解法炼铝阶段。电解法炼铝工艺分为两大组成部分：原料(包括氧化铝、冰晶石、氟化盐及炭素材料)的生产和金属铝的电解生产【2)铝电解槽发展过程

4、自1888年冰晶石氧化铝熔盐电解炼铝方法用于工业生产以来，电解槽便是电解炼铝的核心设备。一百余年来，铝电解的生产技术有了巨大的发展，电解槽的结构和容量也有重大变化。冰晶石一氧化铝熔融盐电解法炼铝是在反应容器铝电解槽内进行的。该法的基本原理就是：在铝电解槽中，采用以冰晶石为主体的熔融电解质作溶剂，以氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，以铝液作为阴极，通入强大的直流电流后，在950℃～970℃下，在两极(阳极和阴极)上发生电化学反应，在阳极上得至lJ气态物质，在阴极上得到液态铝嘲”1，其过程为：2AL20a+3C=4AL+3C嘎在强大的直流电流(系列电流)

5、作用下，槽内熔体维持在950℃～970℃的正常电解温度。铝电解槽上的集气罩用于收集阳极气体，阳极气体经由烟道进入净化系统净化后，废气排入大气，收回的氟化物返回电解槽。随着反应不断进行，电解质熔体中的氧化铝、固体碳阳极不断被消耗掉，因此，生产中需不断向电解质熔体中添加氧化铝和补充碳阳极，使生产得以连续进行。冰晶石在原理上不消耗，但在高温熔融状态下会发生挥发损失和其他损失，因此，电解过程中也需作一定补充。除此之外，还需向反应过程一4．北方工业大学硕士学位论文供给大量的直流电能(约为13000一15000kwh／t—AL)，以推动反应向生成铝的方向进行‘“

6、。世界铝电解工业的技术及装备水平目前已在槽容量、自动控制和环保方面取得很大的发展。近些年来，由于计算机技术发展，使槽的设计更加合理和大型化。预焙槽和大电流容量槽开始广泛使用，在同等规模下减少了槽数量，降低了投资和成本，提高了生产率[61，取得了良好的技术和经济指标。我国的铝工业是建国后建立并发展起来的，经过40多年的发展，近十年全国出现了空前的扩建和新建电解铝热潮。现在世界上有43个生产原铝国家和地区，美国、中国、俄罗斯、加拿大等国为主要产铝国家。中国的原铝产量，居世界前茅，铝产量的增长还有很大的潜力”’。但与西方发达国家相比，不但铝的消费结构还处于

7、工业化国家的初级阶段，而且人均消费量也远低于发达国家，目前全世界的人均用铝量约为4虹以上，我国不足2kg”’。由于铝的生产最主要的阶段是在电解槽中完成，因此对铝电解槽的生产管理和生产操作就成为重要的工作之一。在铝厂中，电解槽排成长行，称之为槽系列。最初电解槽是纵向排列的，随着工业和科学技术的发展现代电解槽通常是横向排列，其目的是为减轻不良的磁场影响。理想的铝电解槽应该控制在最佳的恒定运行状态。3。铝电解槽是一个多变量耦合、时变和大滞后的工业过程对象，其自身内部复杂的物理化学过程和各种外界条件和作业的干扰，形成了复杂多变的槽况特征，这给生产操作带来了很

8、多难题。因此对于电解槽的控制就显得尤为重要。电解槽运行的完善控制意味着极距、电解质温度和电解质的组成有恒定不