240 kA铝电解槽新型节能阴极内衬结构的研究与应用

某公司采用的铝电解槽在低电压生产工艺下存在角部伸腿肥大、电解质水平偏低、换极后电压摆动偏多等问题,利用电解槽大修机会,通过选用异型阴极钢棒、高石墨冷捣糊,改进人造伸腿,采用磷生铁浇铸阴极钢棒炭块组装技术和新型内保温材料,对电解槽阴极内衬结构进行优化改进。改进后,新型节能阴极内衬结构电解槽炉底压降降低了39 mV,铝液电解直流电耗降低了249 kW h/t-Al,保温效果和节能效果显著提高,确保了铝电解槽在低电压生产工艺下的能量平衡和长期稳定运行。     

全石墨质阴极磷生铁浇铸铝电解节能技术工业试验研究

为实现铝电解节能降耗,某企业采用全石墨质阴极和高导电阴极钢棒磷生铁浇铸方式来降低炉底压降,降低电解槽内水平电流来提高电流效率,同时优化电解槽的内衬结构、电压平衡和能量平衡等方面来匹配全石墨质阴极电解槽低电压高效运行。在某企业300kA系列电解槽进行全石墨质阴极铝电解节能技术工业试验,结果表明全石墨质阴极铝电解节能技术试验槽阴极压降可稳定保持在200-220mV,较50%石墨质阴极电解槽低40-50mV。正常期全石墨质电解槽较50%石墨质电解槽平均电压降低69mV,电流效率提高1.29%,吨铝直流电耗降低521kWh/t-Al,能耗大幅降低。     

铝电解槽在低电压下的能量平衡研究

铝电解生产过程中保持能量平衡是电解槽平稳高效运行的基本条件,特别是近年来随着无效应低电压技术、新型结构电解槽技术和异型阴极钢棒技术的出现,槽电压不断降低,在其生产过程中,对能量平衡的调整要求越来越高。本文通过分析能量平衡的原理,总结了四项低电压技术运行时能量平衡调整方向,即将内衬结构由散热型改为保温型设计、适当提高阳极电流密度、注重区域能量调整和合理匹配技术条件,并列举了完善焙烧启动制度、控制突发阳极效应、优化阳极更换作业、增加必要的外保温、适时调整烟气流量和加强日常生产管理六项能量平衡调整措施。中国铝业某企业在采用低电压技术过程中,通过合理的能量平衡措施,使普通电解槽的工作电压从4.15V降至3.90V,新型结构电解槽降低到3.77V,取得了明显的节能效果。     

大型铝电解槽四场优化节能技术的开发应用

铝电解槽的电场、磁场、流速场和热场的分布直接影响电解槽的电压、电流效率、电能消耗等主要技术经济指标,优化电解槽的四场是实现电解槽低电压、低能耗稳定运行的重要手段针对早期电解槽母线设计存在的缺陷,开发了不停电改造母线、凸型阴极、电解槽全保温、阳极深开槽、低电压运行下的能量与物料双平衡控制等四场优化节能技术,实施后铝电解槽能耗明显降低。     

350kA铝电解槽节能技术改造的应用实践

在大修350 kA铝电解槽节能技术改造中,可以通过采用提高电解槽磁流体稳定、新式阴极钢棒结构和保温型内衬结构等设计,达到节能降耗的目的。在设计过程中,以现有电解槽生产技术参数为基础,根据节能型电解槽的特点,通过电一热仿真模拟,优化电解槽内衬结构。生产实践表明,优化后的350 kA节能型电解槽在低电压下稳定运行,并达到高效节能的目的。     

高导电双钢棒铝电解槽生产实践

高导电双钢棒铝电解槽可有效降低铝液水平电流、炉底压降和电解槽的工作极距,同时使电解槽由原来的散热型改为保温型来维持电解槽的热平衡,提高了电解槽低电压运行的稳定性,实现了平均槽电压3.78V和吨铝直流电耗12 270kWh的技术经济指标。     

高导电双钢棒在240 kA铝电解槽上的应用

通过对铝电解槽阴极体系的研究,形成了由高导电阴极钢棒、双钢棒、冷捣糊、阴极炭块组装工艺优化、内保温等组成的高导电双钢棒阴极技术。通过该项技术可降低钢棒电阻和阴极组装压降,从而降低电解槽炉底压降,减少电解生产水平电流,提高电流效率,达到增产降耗的目的。     

240kA系列预焙铝电解槽低温低电压生产实践

240kA铝电解槽低温低电压生产过程中,通过实施优化工艺参数、过程控制优化升级、电解槽外部保温等措施,保证了低温低电压下生产的电解槽能量平衡,实现了电解槽稳定运行,逐步降低了槽平均电压,而电流效率几乎没有下降,最终降低了原铝综合交流电耗,实现了节能与减排的目标。     

降低水平电流减少铝液动态波动铝电解节能技术研究

通过计算机模拟仿真研究复合稳流综合节能技术对铝电解过程中阴极铝液内水平电流的影响。结果表明,以高导电方钢为核心的复合稳流综合节能技术可明显降低阴极铝液内水平电流大小,降低电解质-铝液界面变形,提高电解槽内磁流体的稳定性,以此来降低槽电压和提高电流效率,达到节能降耗的作用。为验证仿真模拟结果,在某企业300 kA系列电解槽进行复合稳流综合节能技术工业化试验,采用以高导电钢棒为核心的复合稳流综合节能技术,电解槽内水平电流降低明显,获得了非常小的铝液界面变形量,电解槽生产运行稳定性明显提高,吨铝直流电耗较系列传统槽、201技术槽、双钢棒技术槽都低。     

300kA新式异型阴极双钢棒铝电解槽生产实践

300kA新式异型阴极双钢棒铝电解槽可有效减缓铝液的流动、大幅降低铝液水平电流、降低铝液和电解质界面变形的波形幅度、提高电解槽的稳定性、降低电解槽的工作极距,同时使槽侧部由原来的散热型改为保温型来维持电解槽的热平衡。在保证电解槽平稳高效生产的前提下,电流效率比普通异型阴极电解槽高1个百分点以上,吨铝直流电耗降低400kWh。     

350kA电解槽新型阴极钢棒技术应用及生产实践

随着我国铝电解节能降耗的发展,新型阴极钢棒技术在国内电解铝行业已经发展了一段时间,该技术的主要创新点是改变阴极钢棒的结构、尺寸和组装工艺,在电解槽运行过程中显著降低铝液中的水平电流,提高电解槽磁流体稳定性,实现电解槽的高效平稳生产,达到降低电解铝能耗的目的。     

10kA底部阴极稀土电解槽的电场仿真

针对上插阴阳极式稀土电解槽存在结构缺陷、耗能大、生产效率低等问题,设计了一种10kA底部阴极稀土电解槽,利用ANSYS仿真软件研究了电解槽阴极半径和阴阳极距变化对电解槽电场的影响,以及对电解槽熔体电位的影响。结果表明:电解槽的阴极半径在65~70cm之间、极距在14cm以下时,电位等势线平行分布,电流线分布均匀,反应区热量均匀,有利于生产效率提高和能耗降低,电解槽设计合理。研究结果可作为此类型电解槽结构优化设计参考依据。     

启明星铝业铝电解槽节能技术应用实践

随着电力费用的增加,以及越来越高的节能减排要求,对电解铝企业的生产与发展产生了严重的影响。在保证较高电流效率的前提下,降低槽电压是实现能耗大幅降低的重要途径之一。自2008年电解铝用电价格持续上涨以来,四川启明星铝业有限责任公司开发和应用了不停电改造母线的技术、凸型阴极技术、电解槽全保温技术、阳极深开槽技术、低电压运行下的能量与物料双平衡控制技术等电解铝生产关键节能技术,使铝电解槽每吨铝电能消耗得到明显的降低。     

新型结构电解槽技术的研发及工业应用

总结了近年来中铝公司新型结构电解槽技术的研发历程及工业试验结果.中铝公司首次提出通过改变阴极结构和性能,采用可湿润阴极、设置水平网络沟槽及蓄铝池结构系统的新型结构电解槽的技术思路,并于2005年在4 000 A自热式电解槽上试验成功,形成了新型结构电解槽的技术原型.在随后的几年内设计、安装了160 kA新型结构电解槽系列,并进行了工业试验,验证了新型结构电解槽技术工业应用的可行性.工业试验结果证明,该项技术大大抑制了由于磁场引起的铝液层的流动和波动,为铝电解槽降低极距和槽电压提供了基本条件和技术支撑,从而实现大幅度节能.同时,还首次提出了新型结构电解槽实现保温节能和零阳极效应系数的技术理念,通过提高能量利用率和加强保温,实现电解槽的热平衡.经过持续优化,目前已将该项技术应用于不同容量的电解槽上,形成了整套生产操作和控制技术.     

高导电阴极钢棒结构铝电解槽电热场仿真计算

采用有限元仿真计算的方法对高导电阴极钢棒结构240kA铝电解槽进行了电热场计算。分析高导电阴极钢棒对铝液水平、槽电压以及电解槽温度分布的影响。结果表明,阴极压降可以有效降低107mV,并可有效减少铝液中的水平电流。     

200kA铝电解槽内衬结构优化对生产指标的影响

某厂200 kA电解系列在运行一定时间后,普遍存在阴极破损、侧部炭块掉落、整体稳定性差、电解生产指标较差等问题,因此,在2012年已改进电解槽的基础上采用新型阴极钢棒技术再次对内衬结构进行优化改进。优化后,通过对比分析实际生产数据发现,与2012版改进电解槽相比,2019版改进电解槽的冲击电压较低,槽内衬裂纹的产生和电解槽早期破损现象减少,伸腿适宜,炉膛较为规整,电解槽稳定性更好,槽寿命延长,电流效率提升,直流电耗降低。     

高导电钢棒技术在400 kA电解槽上的应用

叙述了新型阴极节能技术高导电阴极钢棒在400 kA电解槽上的应用实践。详细介绍了阴极的组装、筑炉施工工艺、电解槽的焙烧启动和后期操作管理,以及采用高导电阴极钢棒取得的节能效果。     

某企业新型稳流保温铝电解槽节能技术能量平衡优化

论文简单介绍新型稳流保温铝电解槽节能技术的基本内容,着重分析了某企业能量平衡优化的思路、具体设计方案和应用效果。结果表明,新型稳流保温铝电解槽节能技术应用后,电解槽钢窗口平均温度较对比槽降低42℃,炉底板平均温度较对比槽降低35℃,电解槽总散热较对比槽降低149mV,其中阳极区散热减小0.076V,阴极区散热减小0.073V,一方面因为能量平衡优化阴极区散热显著降低,同时由于工艺参数的调整阳极区散热也有较大幅度的降低。     

综合节能技术在240kA铝电解槽上的应用

通过应用分段式高导电率阴极钢棒、电解槽内衬结构优化升级、预焙阳极外观结构改进,从而使240kA电解槽运行更加稳定运行,实现电解槽节能降耗的目的。     

垂直电极节能铝电解槽技术开发项目通过河南省科技厅验收

正近日垂直电极节能铝电解槽技术正式通过项目验收。该技术首次采用垂直电极结构布置方式,采用非惰性阳极材料和干式阴极材料,完成了10kA电解槽设计和500～1 000 A电解槽开发和试验,取得的成果具有创新性:垂直电极电解槽克服了传统电解槽受电磁场和磁流体稳定性影响的缺点,可以保持在极低的极距和极间电压下进行电解反应,