提高铝电解电流效率措施初探

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1、2010年No3铝镁通讯·21·提高铝电解电流效率措施初探夏尚斌(中电投宁夏青铜峡能源铝业集团公司青铜峡铝业股份有限公司电解一部宁夏青铜峡751603)摘要：从设计、工艺、生产操作等方面进行探讨，论述预焙电解槽在优化过程控制时获得高电流效率、低电耗的措施。并指出150kA系列预焙槽铝电解工艺技术管理在实际生产中的工艺控制思路。关键词：电流效率；设计；两水平；槽il；分子比；氧化铝浓度；效应系数；极距；覆盖料；电流效率是铝电解生产过程中各项经济技术指到足够的保温，使电解质不至于在阴极碳块表面凝标的综合反映，是铝电解生产过程的一项重要的工结成绝缘层，使电解质初晶温度线降至阴极碳块之艺指标，是衡

2、量电解生产工作质量好坏的重要标志，下。电解质区间的侧部应有良好的散热条件，铝水区也是决定电解槽产量和电耗的主要因素。间侧部应有适当的保温，使之在相应的技术条件下，对于铝电解生产来说，提高电流效率、降低电在电解质区形成理想厚度的槽帮，而在铝水中的那耗是铝业工作者共同关心和为之奋斗的永恒课题，部分伸腿又不会伸得过长。它涉及到设计、施工、原料、工艺、生产操作等诸磁场设计应合理配置母线和导电体，使它们形多方面。成的磁场在铝液层中的影响减少到最小程度，即铝液本文从青铝150kA系列中心下料预焙槽的生产上下波动幅度要小，水平方向的旋流速度要慢。如实践出发，探求提高铝电解电流效率、降低电耗的思果侧部电解

3、质区的槽帮不易形成，即使是那些输入想和工艺控制要点。能量较低的槽子，槽帮也见空，因为通过该区侧部的1提高铝电解电流效率、降低电耗的指导热流较大，使上口空，伸腿长，极易形成较大的水平电流而表现出针振。槽底保温如果不足，那么电解思想槽对铝液的变化会十分敏感，特别是铝水平高时，1．1电解槽的设计不仅增加了电耗，而且槽底极易形成沉淀、结壳。这提高铝电解电流效率、降低电耗的工作要从设些都影响到电解槽的生产平稳，影响电流效率、电计开始，而且最重要的环节也是设计。耗及槽寿命。1．1．1阴极结构及母线排布青铝150kA预焙槽的系列磁场设计采用四点进大型预焙槽的设计核心，主要是如何合理地解电，从而优化了电解

4、槽母线配置方案。生产实践证决“三场”问题，用计算机仿真“三场”的手法，明：槽中铝液稳定，针振现象较少发生，第一年电流使槽设计从经验化走向科学化。理想的阴极结构及效率就达到了93．0％以上、电耗达到14300KWh／t—母线排布应当在力场、热场、磁场设计方面都应达Al以下，随着电解技术的提高和管理的加强，电流效到尽善尽美，综合起来也应彼此匹配，不能顾此失率有望达到94％以上，电耗达到14100KWh／t—A1。彼。热工设计应通过选择各种内衬材料，做到槽底达1．1．2阳极结构·22·铝镁通讯2010年No3采用单阳极组(每块阳极四个爪)结构，阳极使槽壳和阳极形成短路所产生的漏电现象，槽壳电流平

5、衡，不易偏流，电压降低；碳孔采用螺旋孔型，绝缘不好引起漏电现象，以及部分电流通过电解有利于钢爪与碳块结合，降低铁一碳压降，阳极也不质流向侧部露出的炭素材料引起侧部漏电造成损易脱落。失，所有这些都使电流没有参加铝的电解过程而1．1．3母线电流密度降低了电流效率，在平时的生产当中应勤检查、加大铝母线截面，降低电流密度，母线上消耗的勤测量，作到预防为主。电力必然减少，但截面过大会使投资增加，应综合考2)、铝的溶解和损失虑。造成电流效率降低的最主要原因是铝的化学溶1．1．4电流密度解和损失，达10％一20％。造成因素主要有以下方铝电解槽上有三种电流密度，即阳极电流密度、面：阴极电流密度和电解质中的

6、电流密度。通常说电流(1)升高温度则铝在电解质中的溶解度增大，密度对电流效率的影响，是指阴、阳两极电流密度分因此铝的损失增大。别对电流效率的综合影响，现分别概述。(2)槽内铝液镜面大，则铝与电解质接触面积1)阴极电流密度大，铝的损失量增加。从铝的损失机理中可以看出，槽内铝液镜面大，(3)槽内铝液、电解质进行强烈地循环与对流，则铝与电解质接触面积大，铝的损失也增加。很显则会加速溶解铝的扩散，也会引起铝的损失增加。然，当槽边结壳较薄时，槽膛面积大，阴极电流密度为减少铝的损失，必须尽量减少铝在电解质中相对减小，则电流效率降低，也就是说阴极电流密度的溶解度，降低溶解铝在电解质中的扩散速度。为增加，

7、对提高电流效率有利，在缩小铝液面积的同此采取如下措施达到减少铝的损失的目的：时，还能得到高的铝液水平，对电流效率也有良好影8向电解质中添加CaF，、MgF和LiF等添加响。剂，可以降低电解质初晶温度，并且减少铝在电解质2)阳极电流密度中的溶解度和扩散速度。增加阳极电流密度对电流效率的影响与增加阴b规整槽膛内形，收缩铝液表面积，减少铝与电极电流密度的作用恰恰相反，阳极电流密度增加，则解质的接触面积。电流效率下降，其原因是阳