在电解铝生产过程中,直流电通过电解槽消耗电能,在此过程中发热并产生热能,维持电解槽在高温状态下正常运行。控制好电解槽的热平衡,对于企业平稳安全生产和增产节电等都有重要作用。
热平衡的意义
铝电解是在高温下进行的,电解槽要不断地向外界散失热量,在作业过程中,如换极,加氧化铝、氟化盐等都要消耗能量。因此必须经常适当地向电解槽供给能量,即热量。电解槽收入的热量来源于电能。
在正常生产时,如果电解槽收入的热量等于电解槽支出的热量,则电解温度继续保持正常,即电解槽建立了正常的热平衡;如果电解槽收入的热量比支出的热量多,电解温度就会升高,结果走向热行程;相反,如果电解槽收入的热量比支出的热量少电解温度就会降低,结果走向冷行程。电解槽的热行程或冷行程都将破坏正常生产给高产低耗造成不利后果,所以经常保持正常的电解温度则是铝电解生产中增产节电的一个重要条件,也是基本条件。
如何控制热平衡?
如何控制好电解槽的热平衡,因各个工段的实际情况不同,控制的方法也有所不同。
热收入:
一、电压。电压是调节电解槽能量平衡最重要最易实现的因素之一。电压调整实质就是改变极距。如频繁的调整电压热收入不稳定;极距变化大,发热区来回移动,炉膛变的较大,热平衡不容易掌握,电效也不会高。要保证有规整的炉膛,电压尽量保持恒定的一个值以求得一个稳定的热收入。
二、电解槽效应。效应对电解槽的负面影响越来越引起人们的注意,它对电解槽的破坏远远大于对电解槽的利处。电解槽应尽量减少来效应的次数。电解槽来效应后电解温度会上升5-10度,融化侧部炉帮,破坏炉膛,槽温在1-2小时甚至更长的时间才降到正常值,在这段时间里电解槽电效较低,融体电解质温度高,破坏热平衡。
热支出:
一、铝水平。铝水平是支配电解槽散热的重要因素,也是调整热平衡首当其冲采取的手段。只要电解槽不发热,电压不摆动,铝水尽量降低。在规整炉膛控制冷态引发的突发效应,降低铝水平是最有效的管理途径。所以应根据电解槽的实际情况和电解槽的不同年限而保持合适的铝水平,防止过高和过低,使槽内在产铝量保持大体一致,以保持电解槽的热平衡。
二、电解质水平。电解质在电解中起着储存热量、导电和溶解氧化铝的作用。如电解质水平高,则电解糟的热稳定性就强,可在较低的温度下运行。可是电解质量大,特别是老龄槽,容易使侧部钢板发红。就工段来说大部分电解槽的炉帮都是低分子比建立的,电解质水平更不能过高,保持在19mm-22mm之间。如超出这个范围热平衡状态就会破坏,电解槽将会恶化。
三、操作质量。操作质量对电解槽的干扰也不能忽视。为求得高电效,电解温度本来就不高如果敞开槽罩过多,换极时间过长就会增加恶化这种趋势造成电解槽波动。换极过程中如碳渣捞不干净、阳极设置不准、面壳快捞不干净,操作质量粗犷都会使电解槽异常电压高,碳渣还会使电解槽电阻增加,氧化铝溶解减少了突发效应。而这些都会影响电解槽的热平衡。
阳极上的保温料也是维持电解槽热平衡的重要因素。极上保温料主要起保持电解槽热量的作用,但它也可作为调节热支出的手段。通过增减极上保温料厚度,调节电解槽热支出。极上保温料为160~180mm,如果有过剩的热量输入,可通过减薄极上保温料来增大散热,避免槽温升高。冬季还可加厚极上保温料来加强电解槽保温。
总之,电解槽热平衡的保持,必须要有合理的生产技术条件做为基础,结合现实电解槽的运行状况、炉帮情况、两个水平搭配情况合理地保持分子比、调整极上保温料以最大限度的保持电解槽热平衡的稳定性。电解槽热平衡与技术条件的合理保持以及操作质量的优劣相辅相成,相互作用,相互影响,必须保持高度的统一性,以求得更好的经济价值。若您在此方面还有疑问或贵企业有需要改进的实际问题,欢迎联系中商碳素研究院为您解决,客服微信:ZSTSYJY1110。