160KA预焙铝电解槽强化电流试验研究
|
摘要
作者通过对青海分公司160kA电解槽扩容到180kA后的磁场、流场、电压平衡、电流效率和热平衡进行各种测试分析与计算，得出了如下的研究结论：
1) 在原有电解槽内衬结构和母线配置不变的情况下将阳极从1400mm加长到1500mm，在技术上是完全可行的，而且将阳极两侧各向外延长50mm的方案最好；
2) 电流扩大后电解槽内的磁场强度有所增加，但不影响电解槽的正常生产，同时电解槽的流速差有所减少，这样可减少因此而引起的铝液的波动，有利于电流效率的提高和改进；
3) 电流扩容后，阳极电流密度、阳极和阴极电压降增加微小或不增加，不会造成阳极工作条件变坏和电耗的增加；
4) 在现行160kA电解槽的电流密度条件下，极距降低2毫米是可行的，同时扩容后电解槽的阴极电流密度增加，有利于电流效率的提高；槽电压的适当降低，不但稳定了槽帮结壳的厚度，而且吨铝直流电耗降低了150kWh以上。
电解槽的扩容改造在增加少量投资的情况下，不但增加了铝电解的产量，而且使电流效率、电耗等经济指标得到了提高，具有很好的推广价值。
Through multifarious test analyst and calculation of the magnetic field?flow field?voltage equilibrium?current efficiency and heat balance about the cell of Qinghai Branch Company, which expand its current from 160kA to 180kA, the conclusion is below :
1) It is completely feasible in technical about prolong the anode from 1400mm to 1500mm while keep the configure of the inner lining structure and bus unchanged, and the best scheme is extend each anode 50mm to outside.
2) Although the cell magnetic intensity will increase to some degree, the normal electrolysis production isn't effected, while at the same time, the cell velocity of flow dispatch will decrease, which will reduce the fluctuation of aluminum fluid, and increase the current efficiency.
3) After the enlarge of current, anode current density?anode and cathode voltage will increase little or none, which will not ruin the anode operation condition and will no increase the electricity consume.
4) Under present 160kA cell current density, it's able to reduce 2mm of the polar distance, and the cell cathode current density will increase after the enlarge of current, this is profitable for the improvement of current efficiency. The propriety drop of cell voltage will not only stable the thickness of ledge but also reduce aluminum electricity consume per ton about 150kWh.
In the condition of small amount of investment, the enlarge current reconstruct of the cell will increase the output of aluminum and improve economy index such as: current efficiency?electricity consume and so on. This would be excellent spread value.
1) 在原有电解槽内衬结构和母线配置不变的情况下将阳极从1400mm加长到1500mm，在技术上是完全可行的，而且将阳极两侧各向外延长50mm的方案最好；
2) 电流扩大后电解槽内的磁场强度有所增加，但不影响电解槽的正常生产，同时电解槽的流速差有所减少，这样可减少因此而引起的铝液的波动，有利于电流效率的提高和改进；
3) 电流扩容后，阳极电流密度、阳极和阴极电压降增加微小或不增加，不会造成阳极工作条件变坏和电耗的增加；
4) 在现行160kA电解槽的电流密度条件下，极距降低2毫米是可行的，同时扩容后电解槽的阴极电流密度增加，有利于电流效率的提高；槽电压的适当降低，不但稳定了槽帮结壳的厚度，而且吨铝直流电耗降低了150kWh以上。
电解槽的扩容改造在增加少量投资的情况下，不但增加了铝电解的产量，而且使电流效率、电耗等经济指标得到了提高，具有很好的推广价值。
Through multifarious test analyst and calculation of the magnetic field?flow field?voltage equilibrium?current efficiency and heat balance about the cell of Qinghai Branch Company, which expand its current from 160kA to 180kA, the conclusion is below :
1) It is completely feasible in technical about prolong the anode from 1400mm to 1500mm while keep the configure of the inner lining structure and bus unchanged, and the best scheme is extend each anode 50mm to outside.
2) Although the cell magnetic intensity will increase to some degree, the normal electrolysis production isn't effected, while at the same time, the cell velocity of flow dispatch will decrease, which will reduce the fluctuation of aluminum fluid, and increase the current efficiency.
3) After the enlarge of current, anode current density?anode and cathode voltage will increase little or none, which will not ruin the anode operation condition and will no increase the electricity consume.
4) Under present 160kA cell current density, it's able to reduce 2mm of the polar distance, and the cell cathode current density will increase after the enlarge of current, this is profitable for the improvement of current efficiency. The propriety drop of cell voltage will not only stable the thickness of ledge but also reduce aluminum electricity consume per ton about 150kWh.
In the condition of small amount of investment, the enlarge current reconstruct of the cell will increase the output of aluminum and improve economy index such as: current efficiency?electricity consume and so on. This would be excellent spread value.
引文
[1] 青海铝厂一期初步设计．电解篇
[2] 青海铝厂一期初步设计．供电篇
[3] 谢有赞．炭石墨热工设备及原理．第一册，第二册，第三册．1987．3
[4] 殷恩生．160kA 中心下料预焙铝电解槽生产工艺及管理．中南工业大学出版社
[5] 青铝人．现代大型预焙槽生产技术．东北大学出版社，1195．3
[6] 邱竹贤．铝电解原理及应用[M]．中国矿业大学出版社，1998
[7] 高炳亮．铝电解质分子比的定义及分析测定．轻金属，2003．10
[8] 邱竹贤．铝电解中界面现象及界面反应．东北工学院出版社
[9] 邱竹贤，王家庆译．铝电解导论．轻金属编辑部
[10] 邱竹贤．铝电解．冶金出版社，1982．6
[11] 邱竹贤．预焙槽炼铝(修订版)．冶金出版社，1988．8
[12] 邱竹贤．冶金物理化学．上海科学技术出版社，1985．6
[13] 邱竹贤，王家庆译．铝镁电冶金学．辽宁教育出版社
[14] P.J．Barat et al．《Light Metals》．1974．vol．1．19
[15] 160KA铝电解槽扩容试验鉴定材料(内部材料)2002．12
[16] 陈凡霓主编．轻金属冶炼与环境保护．东北工学院出版社，1991．12
[17] K．格里奥特海姆．B．J．韦尔奇著．邱竹贤，李德祥等译．冶金工业出版社，1985．8
[18] 冯乃祥．铝电解槽热场、磁场和流动场及其数值分析．东北大学出版社，2001
[19] 梁学民等．九十年代我国铝电解技术新进展．轻金属，2000．2
[20] 孙阳等．铝电解槽磁场计算的边界元方法评述．轻金属，2000．2
[21] 孙咸良．我国铝电解发展方向．轻金属，1997．10
[22] 沈贤春．铝电解槽物理特性参数及其测量技术．轻金属，1997．12
[23] 沈贤春．160KA预焙铝电解槽物理场测试与分析．轻金属，1998．3
[24] 沈贤春、刘钢等．160kA预焙铝电解槽物理场测试与分析—电压平衡测试与分析(1)．1998．3
[25] 音芳森主编．炭素生产材料问答．冶金工业出版社，1991．11
[26] 有色金属工业总设计师手册．冶金工业出版社，1987．7
[27] 沈阳铝镁设计院．青海铝厂二期铝电解工艺及实际方案，1986．8
[28] 钢铁厂工业炉设计参考资料．冶金工业出版社，1979．5
[29] 霍岱明．预焙阳极铝电解槽阳极与阳极炭块尺寸的优化设计．轻金属，2003．6
[30] 陈廷贵，姚世焕等．300kA以上大型铝电解槽的设计理念．轻金属，2003．12
[31] 青海铝厂一期10万吨电解铝《可行性研究报告》
[32] 王瑞奇．新安铝厂新型160kA电解槽系列顺利投产．轻金属，1998．11
[33] 田应蒲．大型预焙铝电解槽生产实践[M]．中南工业大学出版社，1997．1
[34] 王平甫等．铝电解槽炭阳极氧化掉渣裂纹掉块的危害和影响因素．轻金属，2002．3
[35] 梁芳慧等．利用槽膛形状的计算机仿真技术确定160kA预焙槽最佳铝液高度．轻金属，2000．1
[36] 铝电解工艺技术综合研究．轻金属，1995．1
[37] 铝电解生产能耗计算及分析．轻金属，1995．8
[38] 姚世焕．200kA预焙槽的设计构思《兼论2000年我国采用多大容量预焙槽的问题》．轻金属，1998．7
[39] 姚世焕．200kA预焙槽的设计构思．轻金属，1998．5
[40] 李春喜．调整工艺技术参数．强化电流是提高产能的有效途径．轻金属，2000．1
[41] 冯乃祥等．我国铝工业现状和与国外先进技术水平的差距．轻金属，2000．7
[2] 青海铝厂一期初步设计．供电篇
[3] 谢有赞．炭石墨热工设备及原理．第一册，第二册，第三册．1987．3
[4] 殷恩生．160kA 中心下料预焙铝电解槽生产工艺及管理．中南工业大学出版社
[5] 青铝人．现代大型预焙槽生产技术．东北大学出版社，1195．3
[6] 邱竹贤．铝电解原理及应用[M]．中国矿业大学出版社，1998
[7] 高炳亮．铝电解质分子比的定义及分析测定．轻金属，2003．10
[8] 邱竹贤．铝电解中界面现象及界面反应．东北工学院出版社
[9] 邱竹贤，王家庆译．铝电解导论．轻金属编辑部
[10] 邱竹贤．铝电解．冶金出版社，1982．6
[11] 邱竹贤．预焙槽炼铝(修订版)．冶金出版社，1988．8
[12] 邱竹贤．冶金物理化学．上海科学技术出版社，1985．6
[13] 邱竹贤，王家庆译．铝镁电冶金学．辽宁教育出版社
[14] P.J．Barat et al．《Light Metals》．1974．vol．1．19
[15] 160KA铝电解槽扩容试验鉴定材料(内部材料)2002．12
[16] 陈凡霓主编．轻金属冶炼与环境保护．东北工学院出版社，1991．12
[17] K．格里奥特海姆．B．J．韦尔奇著．邱竹贤，李德祥等译．冶金工业出版社，1985．8
[18] 冯乃祥．铝电解槽热场、磁场和流动场及其数值分析．东北大学出版社，2001
[19] 梁学民等．九十年代我国铝电解技术新进展．轻金属，2000．2
[20] 孙阳等．铝电解槽磁场计算的边界元方法评述．轻金属，2000．2
[21] 孙咸良．我国铝电解发展方向．轻金属，1997．10
[22] 沈贤春．铝电解槽物理特性参数及其测量技术．轻金属，1997．12
[23] 沈贤春．160KA预焙铝电解槽物理场测试与分析．轻金属，1998．3
[24] 沈贤春、刘钢等．160kA预焙铝电解槽物理场测试与分析—电压平衡测试与分析(1)．1998．3
[25] 音芳森主编．炭素生产材料问答．冶金工业出版社，1991．11
[26] 有色金属工业总设计师手册．冶金工业出版社，1987．7
[27] 沈阳铝镁设计院．青海铝厂二期铝电解工艺及实际方案，1986．8
[28] 钢铁厂工业炉设计参考资料．冶金工业出版社，1979．5
[29] 霍岱明．预焙阳极铝电解槽阳极与阳极炭块尺寸的优化设计．轻金属，2003．6
[30] 陈廷贵，姚世焕等．300kA以上大型铝电解槽的设计理念．轻金属，2003．12
[31] 青海铝厂一期10万吨电解铝《可行性研究报告》
[32] 王瑞奇．新安铝厂新型160kA电解槽系列顺利投产．轻金属，1998．11
[33] 田应蒲．大型预焙铝电解槽生产实践[M]．中南工业大学出版社，1997．1
[34] 王平甫等．铝电解槽炭阳极氧化掉渣裂纹掉块的危害和影响因素．轻金属，2002．3
[35] 梁芳慧等．利用槽膛形状的计算机仿真技术确定160kA预焙槽最佳铝液高度．轻金属，2000．1
[36] 铝电解工艺技术综合研究．轻金属，1995．1
[37] 铝电解生产能耗计算及分析．轻金属，1995．8
[38] 姚世焕．200kA预焙槽的设计构思《兼论2000年我国采用多大容量预焙槽的问题》．轻金属，1998．7
[39] 姚世焕．200kA预焙槽的设计构思．轻金属，1998．5
[40] 李春喜．调整工艺技术参数．强化电流是提高产能的有效途径．轻金属，2000．1
[41] 冯乃祥等．我国铝工业现状和与国外先进技术水平的差距．轻金属，2000．7