电解槽工艺优化―基于低电压运行研究.docVIP

电解槽工艺优化―基于低电压运行研究 　　摘 要：房地产、汽车等行业的发展带动了电解铝行业的发展，2008 年以来由于电解铝产量过剩、下游需求萎缩、以及国家政策限制等方面的因素影响，电解铝企业面临较大的成本运营压力。因此，优化电解槽工艺来降低电力消耗，进而降低成本是当前环境下电解铝企业所要研究的课题。 　　关健词：投融资电解铝风险管理 　　我国电解铝行业经过近十几年的快速发展期以后，目前规模已跃居世界首位。在取得长足进步的同时，许多企业在发展过程中也出现了一些问题，其中：槽型小、电耗高是影响电解铝企业利润空间的一大因素。本文简单的分析了当前电解铝企业的情况，基于低电压运行的研究来介绍电解槽工艺优化，希望对降低电耗、增加效益有所帮助。 　　一、电解铝企业基本情况 　　自1998年以来，电解铝行业发展进入黄金时期，伴随着房地产行业的发展，铝型材的旺盛需求支撑着国内电解铝行业以每年产能20%左右幅度快速增长。同时汽车特别是家用车产量的快速增长以及国家对基础建设方面的投资增长都促进了国内对电解铝的需求，电解铝行业的扩张速度似乎永远赶不上需求的增长。从2001 年到2011年中国电解铝产量年复合增长率高达23.3%，10年时间电解铝年产量增长了1000多万吨，而同期世界铝金属产量的年增长率仅为7.7%。过去的这十几年可以说是电解铝行业名副其实的黄金岁月。 　　2008 年以来由于电解铝产量过剩、下游需求萎缩、以及国家政策限制等方面的因素影响，中国电解铝产量的增速将大幅下滑。2010年9月6日，中国政府网公布了国务院办公厅印发的《国务院关于促进企业兼并重组的意见》。明确指出，汽车、钢铁、水泥、机械制造、电解铝、稀土等六大行业作为兼并重组重点予以推进。而近期国家强力推行的节能减排工作又使高耗能的电解铝行业处于风浪中心。各种因素都将给电解铝企业的生产经营带来重大影响，受东、西部新上马电解铝企业的冲击，加之中原地区电价高等因素的影响目前河南电解铝行业亏损严重。笔者认为，通过优化电解曹工艺来降低电耗是河南电解铝企业走出困境的唯一出路。 　　二、电解槽低电压工艺的???行分析 　　（一）规整炉膛。规整的炉膛内型是电解槽正常运行的重要标志。生产中要尽可能控制好电解槽的炉膛内型,减少由于炉膛内型不规整造成的生产不稳定。避免由于热收入不足引起的炉膛伸腿肥大或热收入过多造成的炉帮空等不利于电解槽稳定生产的炉膛内型,最终使电解槽保持理想的“能量平衡”状态,实现规整炉膛的目的。炉膛内形是由槽体的散热和保温条件所决定的,正常情况下要求阳极正投影下不能有伸腿,侧部炭块上和人造伸腿上要有结壳(炉帮),这样能使电流从阳极垂直进入阴极,防止槽内出现水平电流引起槽电压摆动,增加电解槽的稳定性。⑴调整锂盐浓度。电解质中保持一定的锂盐浓度,可改善电解质的物理化学性质,不仅能够降低电解质初晶温度,而且能提高电解质的导电性。如：某企业180ka电解槽自添加锂盐以来,针对当时的工艺技术条件,锂盐浓度一直控制在2% ~2.2%的范围。但随着低电压工艺技术的实施,该锂盐浓度与低电压生产工艺存在一些不相适应的问题。主要表现为,长期在该锂盐浓度下生产的电解槽,由于初晶温度降低的影响,部分电解槽出现角极部分伸腿长大,炉底沉淀、结壳增加,造成了畸型炉膛。由于电解槽的炉膛不规整,导致阳极垂直电流减少,水平电流增加,水平电流和水平磁场相互作用,使电解槽运行不稳定,提高了工作电压。产生这一问题的主要原因是锂盐浓度偏高,降低了电解质初晶温度。在电流恒定的条件下,槽电压是电解槽热收入的主要来源。由于实行低电压生产,电解槽的热收入减少,为了维持理想的热平衡,应提高相应的初晶温度,而锂盐浓度调整是最易实现的手段之一。⑵降低铝水平。铝水平是铝电解的一个很重要的工艺参数,不同电解槽的结构设计、母线设计、工艺技术条件、槽龄都应该与之相适应的铝水平。其铝液量必须同时满足电解槽热工设计和磁场设计的要求,保证槽底温度适宜和铝液稳定,因此电解槽内保持适量的铝液水平是有益的。同时铝水平也是调整热平衡的主要手段,铝水平适当偏低,发热区下移接近槽底,槽底氧化铝结壳和沉淀便会慢慢变软,消除过量沉淀,使槽底洁净。通过槽底的热流增加,侧部热流相对减少,有利于增厚上口炉帮,防止炉底压降升高和阴极电流分布不均,起到规整炉膛的作用。为了规整炉膛,维持理想的热平衡,实施低电压工艺,需要对铝水平加以调整,根据某企业180kA电解槽热工设计和磁场设计的要求及实施低电压工艺技术的需要,应适当降低铝水平,减少由于铝水平过高导致电解槽散热量大引起的炉底沉淀或结壳。通过将铝水平降低1~2 cm,发现炉底的沉淀、结 　　壳减少,炉膛变得更干净。由于炉膛内沉淀、结壳减少,炉膛内型较铝水平降低之前更加规整,减少了水平电流的产生,电解槽内铝液