350kA电解槽优化技术改造实践

介绍了350kA电解槽技术改造前的生产状况。通过进行磁流体稳定性优化、新式阴极钢棒结构应用、电解槽阴极内衬改造等各项技术改造后,取得了较好的节能效果。     

铝电解槽新式节能阴极结构技术

正新式节能阴极结构技术是沈阳铝镁设计研究院有限公司近年研发的又一项铝电解槽节能技术。1该技术特点:(1)改变阴极钢棒与阴极炭块的连接方式及组装形式,优化了阴极导电结构,从而实现电解槽铝液中水平电流与阴极压降双重大幅降低。(2)通过对阴极结构的电-热-应力多维耦合仿真研究,优化出最佳的阴极组结构及组装工艺条件:a.保证电解槽具有极高的磁流体稳定性和极低的阴极压降;b,保证电解槽内衬的长寿命。     

新型高导电阴极钢棒结构对电解槽电-热场影响仿真

本文采用有限元仿真计算的方法计算采用新型高导电阴极钢棒铝电解槽的电热场。在ANSYS平台上建立了350k A铝电解槽的双阳极切片模型,从物理场的角度考察新型高导电阴极钢棒结构对于电解槽电平衡和热平衡的影响。结果表明:运用高导电钢棒的电解槽阴极压降可以降低约124m V左右;单纯采用高导电钢棒而不对槽底保温进行加强时,底部保温略显不足,在现行的工艺下,槽帮稍厚,伸腿偏长;采用高导电钢棒并对电解槽底部进行保温加强、提高覆盖料厚度等措施,可以使得该槽在降低阴极压降后仍保持在合适的热平衡之下。     

新型阴极钢棒对铝电解槽电热场的影响

采用数值仿真的方法对应用一种可减小铝液中水平电流的新型阴极钢棒的420 kA级铝电解槽进行三维计算,分析这种新型阴极钢棒对铝液中水平电流、槽电压以及电解槽温度分布的影响。结果表明:新型阴极钢棒可有效地减小铝液中X方向的水平电流;新型阴极钢棒中绝缘材料的加入在一定程度上增大了槽电压;当钢棒和钢棒糊接触不是很好时,新型阴极钢棒电解槽比传统阴极钢棒电解槽更容易出现阴极炭块和钢棒连接区域温度过高的情况。该计算结果可为铝电解槽在应用此种新型阴极钢棒后所获得的节能效果以及个别槽在运行过程中出现的问题提供理论依据。     

200 kA铝电解槽阴极磷生铁浇铸试验及工业应用

阴极磷生铁浇铸是降低铝电解槽阴极压降的有效途径和措施,进而降低槽电压和铝液直流电耗。本文开展了磷生铁浇铸技术在200 kA电解槽应用实践,通过燃气加热的方式成功完成阴极浇铸试验,并进行了上槽试验,试验槽炉底压降相比双钢棒电解槽阴极压降降低83 mV,吨铝直流电耗降低了278 kWh。试验槽取得显著效果后,进行了推广应用,数据显示,阴极磷生铁浇铸电解槽能够在低电压下运行稳定,吨铝直流电单耗降到了12,400 kWh以下,经济社会效益显著,具有良好的推广应用价值。     

铝电解槽铝水高度技术路线分析研究

本文基于电解槽热电数学模型,分析了铝水高度对传统型电解槽和节能型电解槽的水平电流和热平衡的影响,计算了电解槽伸腿长度和阴极散热量与铝水高度的变化趋势。结果显示,对于节能型阴极结构电解槽,铝水高度对磁流体稳定性的提升作用要明显小于传统型阴极结构电解槽,而对槽膛形状的影响要显著大于传统型电解槽。铝水高度超过24 cm,伸腿长度迅速增加,槽膛情况恶化,反而破坏了电解槽运行的稳定性。建议节能型阴极结构电解槽,特别是采用石墨化阴极的节能型电解槽,在稳定运行期保持20 cm左右的低铝水平工艺路线。     

电解槽工作状态及结构对其磁流体状态的影响分析

铝电解槽的磁流体设计结果是针对某一组特定的参数而得出的。在实际生产过程中,电解槽的状态往往会与设计的理论状态有较大的差异,这样,其磁流体状态也会随之发生变化。为此,对实际生产中可能会影响到磁流体状态的因素,如铝水平,槽短路,槽壳结构,钢棒结构等对磁流体的影响进行了研究,从而定量分析了这些因素的影响,为具体措施的选择提供了依据。     

200kA新式阴极钢棒电解槽早期炉底状况及趋势控制

文章阐述了新式阴极钢棒结构电解槽的工艺技术特点,结合目前双阴极钢棒槽运行现状,论述了准确掌握炉底状况和合理设置控制参数的重要性,提出了实际生产中减少或控制沉淀形成和优化工艺技术指标的方法。     

大型铝电解槽新式节能阴极结构技术的应用研究

电解铝行业不断进行铝电解槽节能技术的开发,以获取良好的电解槽生产技术经济指标。本文针对某铝厂SY400电解槽应用新式节能阴极结构技术,减少铝液中水平电流,并降低了电解槽阴极压降,同时通过电解槽热平衡仿真模拟,设计保温型内衬结构。与传统槽相比,吨铝直流电耗降低582k Wh,为企业带来巨大的经济效益。     

铝电解槽阴极结构分析与仿真计算

研究了阴极结构对铝电解槽节能的影响,并针对不同阴极结构进行了仿真计算,结果表明,改变阴极炭块材质和/或阴极钢棒材质可以降低炉底压降;在不改变钢棒材质的情况下,增大阴极钢棒截面可以改善阴极的导电性、明显降低炉底压降;但增大阴极钢棒截面对降低铝液层水平电流的效果不明显,如果采用高导电钢棒或双钢棒,水平电流约下降30%。     

200kA新式阴极钢棒结构电解槽工艺特点及应用

本文阐述了200k A新式阴极钢棒结构电解槽的设计和工艺技术特点,论述了合理设置两水平、分子比和槽电压等工艺参数对改善炉底状况和提高电解槽电流效率的重要性,对实际生产中减少或控制沉淀形成和优化指标的工艺路线进行了探讨,提出了有效提高电流效率的可行措施,最终取得了平均槽电压3.795V、电流效率91.18%,吨铝直流电耗12515k W·h的良好指标。     

新式阴极钢棒电解槽焙烧启动实践

通过对新式阴极钢棒电解槽焙烧、启动、启动后期运行实践情况进行介绍和总结,为同行业新式阴极钢棒电解槽运行管理工作提供参考。     

侧插槽阴极钢棒优化配置工业试验研究

本文叙述了６０ｋＡ侧插自焙铝电解槽阴极钢棒配置工业试验情况，试验结果表明：电解槽进行优化配置后，生产平阴极电流分布趋于均匀，解决了电解槽中心热负荷过大问题，试验槽阴极电压降降低２７．３ｍＶ，电流效率提高０．５９％，并节省了钢材，具有推广应用价值。     

新型阴极钢棒电解槽技术的应用与生产实践

本文根据某公司在大修电解槽上引进新型阴极钢棒电解槽技术,该技术优化了电解槽阴极炭块结构形式,能有效减少铝液层中的水平电流、提高电解槽稳定性,侧部采用内保温结构,焙烧启动过程采用"低电压焙烧启动技术",体现了"一高二快三低"的控制思路,焙烧时间由传统槽的96h缩短至72h;在正常生产期,通过优化技术条件控制,加强电解槽保温,总结出"四保三降两稳一控"的管理思路和"勤查、轻扰、稳定、协调"操作四原则。经过两年的生产实践,该槽型实现了吨铝直流电耗12500kWh左右,较传统槽型吨铝节电600kWh,有效地降低了生产成本。     

关于60kA侧插自焙电解槽停槽时限的探讨

讨论了已被确认为破损的电解槽怎样尽可能延长槽寿命及停槽时限等问题，分析了阴极钢棒温度的函数曲线，提出了铝电解槽平均槽寿命的一种新的计算方法。     

大型铝电解槽技术升级改造与应用

充分发挥存量资产优势,降低电解系列能耗,成为当前电解铝行业的一大研究课题。本文针对某铝厂350k A电解槽进行技术升级改造,通过采用新型阴极钢棒节能技术、优化电解槽集气烟道和优化电解槽阴极电流分布等措施,使得吨铝直流电耗降低了436k Wh,为企业带来巨大的经济效益。     

铝电解槽钢棒加高型阴极对铝液中水平电流的优化

为减小传统铝电解槽内铝液中存在的较大水平电流,提出一种阴极钢棒加高型阴极。采用含电接触的有限元模型计算钢棒加高型阴极结构的电场,考察此种阴极对于铝液中水平电流的优化作用。计算结果表明:选择合适的加高位置及加高高度可使铝液中X向水平电流密度的最大值和平均值有效减小,并且可以优化X向水平电流密度的分布,而对于减小Z向水平电流密度的最大值也有一定作用。以300 kA铝电解槽的阴极为例,在距阴极炭块边缘800 mm处钢棒上加高70 mm至90 mm时为最佳加高设计;同时钢棒加高型阴极结构的电压降小于传统结构的,铝液中的等势线分布更平缓。     

高导电阴极钢棒铝电解槽焙烧启动实践

对高导电阴极钢棒铝电解槽焙烧、启动、启动后期运行实践情况进行介绍和总结,为同行业高导电阴极钢棒铝电解槽运行管理工作提供参考。     

铝电解槽异型阴极钢棒的对比仿真研究

减小铝液中水平电流是实现铝电解槽节能降耗的重要手段之一.本文针对当前出现的五种有代表性的异型阴极钢棒,在有限元商业软件ANSYS平台上分别建立其相应的三维电热场耦合切片计算模型,在兼顾槽底压降变化等因素的情况下,分析和对比了这些钢棒在减小铝液中水平电流方面的效果.结果表明:相比于传统阴极钢棒,五种异型阴极钢棒都能不同程度地战小铝液中的水平电流,但除方案二的阴极钢棒外,都在一定程度上增大了阴极压降;同时阴极发块和钢棒的电流密度也都有所改变.     

阻流阴极铝电解槽流场数值模拟研究

运用商业流体计算软件ANSYS CFX,研究了阻流阴极铝电解槽熔体流场分布,分析了阻流阴极能够提高电解槽磁流体稳定性、降低极距的原因.数值模拟结果表明,阻流阴极电解槽铝液平均流速较传统电解槽降低了60%,电解质平均流速降低了40%;两相稳态界面向上隆起量和向下凹陷量之间的差值减小1cm,界面变形趋于平缓.