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關(guān)鍵詞：鋁電解 技術(shù) 生產(chǎn)效率

中圖分類號(hào)：TF821 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（c）-0103-01

我國(guó)的鋁電解技術(shù)始于上世紀(jì)50年代，鋁電解技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有了相當(dāng)大的進(jìn)步。我國(guó)的鋁電解行業(yè)逐步完善企業(yè)，許多鋁電解企業(yè)也紛紛發(fā)展壯大。而鋁電解技術(shù)并非可以輕而易舉的掌握，一旦在電解過(guò)程中，技術(shù)出現(xiàn)失誤那么就會(huì)引起很多的問(wèn)題，輕則影響生產(chǎn)工序，重則降低了產(chǎn)品質(zhì)量，甚至還有可能給企業(yè)信譽(yù)和口碑造成嚴(yán)重影響，可見(jiàn)掌握鋁電解技術(shù)并合理使用對(duì)企業(yè)有著至關(guān)重要的作用。

1 鋁電解生產(chǎn)基本情況

目前，我國(guó)許多工業(yè)產(chǎn)品制造涉及到鋁產(chǎn)品的電解技術(shù)。而電解鋁的主要來(lái)源是由一些氧化鋁制造公司的氧化鋁貯運(yùn)系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式運(yùn)至5000 t中間貯槽的，這些電解鋁的原材料首先是要通過(guò)計(jì)量的，計(jì)量后才能由帶式輸送機(jī)直接輸送電解車間三個(gè)日用新鮮氧化鋁貯槽內(nèi)以便使用，二系列電解生產(chǎn)過(guò)程中所使用的氧化鋁都是由一系列新鮮氧化鋁貯槽下部濃相輸送系統(tǒng)輸送至二系列日用新鮮氧化鋁貯槽。新鮮氧化鋁經(jīng)電解煙氣凈化系統(tǒng)后成為載氟氧化鋁，由氣力提升機(jī)送入載氟氧化鋁貯槽，再由超濃相輸送系統(tǒng)送至每臺(tái)電解槽的料箱內(nèi)。

2 鋁電解生產(chǎn)各技術(shù)選擇

在現(xiàn)代鋁電解工業(yè)領(lǐng)域，一般所使用的陽(yáng)極組，許多都是供給都是來(lái)自于陽(yáng)極組裝車間。生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)殘極，也就是從電解槽換下的殘極，這些殘極往往需要送到陽(yáng)極組裝及殘極處理車間進(jìn)行相應(yīng)的處理。相應(yīng)的處理通常包括對(duì)殘極組進(jìn)行電解質(zhì)清理同時(shí)還有殘極壓脫機(jī)及磷鐵環(huán)壓脫機(jī)處理。處理后的殘極炭塊還可以做為原材料進(jìn)行使用，這種原材料通常是返回到陽(yáng)極生產(chǎn)車間重復(fù)使用；首先對(duì)鋁導(dǎo)桿按工藝要求進(jìn)行處理后，然后與新陽(yáng)極重新組裝成陽(yáng)極組使用。生產(chǎn)過(guò)程中從殘極上清理下來(lái)的電解質(zhì)也是可以重復(fù)利用的，其工序如下：首先經(jīng)殘極處理車間的電解質(zhì)破碎工段對(duì)其進(jìn)行破碎，緊接著由汽車槽車送至兩個(gè)電解廠房間的電解質(zhì)貯槽，通過(guò)風(fēng)動(dòng)溜槽送到電解多功能機(jī)組工具小車料箱內(nèi)，這樣處理后的材料由多功能機(jī)組加入到電解槽殼面上作為換極時(shí)的覆蓋料。在鋁電解加工過(guò)程中所使用的直流電能，均是來(lái)自距離比較近的整流所，這種直流電也要通過(guò)相應(yīng)的連接母線才能導(dǎo)入串聯(lián)的電解槽。在電解車間生產(chǎn)出來(lái)的液態(tài)原鋁產(chǎn)品，并不能隨便處理，需要通過(guò)相應(yīng)的措施才行，主要是由壓縮空氣造成的負(fù)壓吸入真空出鋁抬包，這之后就可以送往鑄造車間進(jìn)行加工。在鋁電解技術(shù)產(chǎn)生到至今，技術(shù)通常采用以下形式：電解質(zhì)體系未變但分子比有所調(diào)整，嘗試添加添加劑；槽型有自焙和預(yù)焙兩種。電流（或單槽生產(chǎn)率）逐步加大，目前最大至500 ka；槽電壓下行（曾上行），最低低至3.75 V（陽(yáng)極開(kāi)槽、陰極異形、三場(chǎng)控制等）；電流密度逐步升高，正向1 A/cm2逼近；電流密度逐步升高，最高達(dá)到12000 kWh/TAI，陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)逐步降低，最低低于0.01，當(dāng)量CO2排放顯著降低；槽壽命、磁場(chǎng)控制水平、機(jī)械化、自動(dòng)化程度大幅度改進(jìn)

2.1 電解槽的選擇

電解車間的鋁電解槽可以說(shuō)是電解鋁廠生產(chǎn)中的核心設(shè)備，因?yàn)殇X電解槽的技術(shù)水平在很大程度上就可以代表鋁廠的技術(shù)水平。近年來(lái)伴隨著電解槽容量的不斷增大，電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)槽內(nèi)熔體的流動(dòng)及波動(dòng)產(chǎn)生較為劇烈的影響，這樣就造成了槽內(nèi)電熱狀況變的較為復(fù)雜。因此，采用科學(xué)、合理、得到的數(shù)學(xué)模型來(lái)研究熱、電、流體力學(xué)，進(jìn)而分析電解槽的穩(wěn)定性能，如果電解槽采取得當(dāng)，那么就能夠很好的保障電解的技術(shù)指標(biāo)。

電解多功能機(jī)組在電解車間諸多設(shè)備中的地位和不可忽視。原因在于電解生產(chǎn)的基本操作除電解槽打殼加料、效應(yīng)加工等外，剩下的工藝操作均需要電解多功能機(jī)協(xié)助。所以，選取質(zhì)量可靠數(shù)量合理及功能完備的電解多功能機(jī)組非常關(guān)鍵。因?yàn)樗梢员ＷC電解鋁生產(chǎn)的正常進(jìn)行，進(jìn)而提高工作效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，減少工程投資。

另外，工作人員要經(jīng)常檢查電解槽襯里的情況，發(fā)現(xiàn)襯里有起鼓滲漏等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，以防電解槽被腐蝕，突然發(fā)生電解液流失事故。在正常生產(chǎn)情況下，每天電解液蒸發(fā)和帶出的量基本上是一致的。若發(fā)現(xiàn)電解液損失較多時(shí)，就應(yīng)該檢查是否電解槽泄漏，應(yīng)及時(shí)修理。平時(shí)，還應(yīng)經(jīng)常注意觀察電解槽側(cè)和電解槽焊口處有有無(wú)溶液析出。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有結(jié)晶時(shí)，即表明此處襯里或電解槽處有針孔，應(yīng)進(jìn)行修理。

2.2 母線設(shè)計(jì)方案

電解車間的電解槽周圍，由于母線及內(nèi)部的電流會(huì)在熔體中產(chǎn)生磁感應(yīng)，這種磁感應(yīng)強(qiáng)度不穩(wěn)定，它會(huì)與熔體中的電流會(huì)相互作用以產(chǎn)生電磁力，也就是這種電磁力才能導(dǎo)致了熔體的流動(dòng)、鋁液隆起以及鋁液、電解質(zhì)界面的波動(dòng)等諸多問(wèn)題。過(guò)快的熔體流動(dòng)會(huì)嚴(yán)重沖刷爐幫甚至危害側(cè)部炭塊。而界面的變形以及波動(dòng)都可以加劇電解質(zhì)中溶解鋁與陽(yáng)極底部二氧化碳的反應(yīng)，降低了電流的利用效率，同時(shí)，又導(dǎo)致了電解槽極距的不穩(wěn)定，即電解槽生產(chǎn)的不穩(wěn)定。當(dāng)前很多企業(yè)普遍把滿足磁流體穩(wěn)定性的要求作為評(píng)判電解槽母線設(shè)計(jì)優(yōu)劣的最重要的標(biāo)準(zhǔn)；也就是我們通常所說(shuō)的母線的設(shè)計(jì)，這不僅僅是計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的問(wèn)題，而是要進(jìn)一步研究在電磁力作用下熔體的穩(wěn)定性，從而保證電解槽的穩(wěn)定生產(chǎn)。依據(jù)磁流體穩(wěn)定性來(lái)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)母線配置，除了能提供良好的生產(chǎn)穩(wěn)定性之外，還必須滿足以下相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)和安全性的要求。

2.3 鑄造、陽(yáng)極組裝及殘極處理技術(shù)

鑄造車間通常情況下具備橋式起重機(jī)、鋁保持爐、鑄造機(jī)組等鋁電解設(shè)備。因?yàn)槲覈?guó)國(guó)產(chǎn)鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組技術(shù)水平有限，因此在產(chǎn)能上較低，同時(shí)也影響著鑄錠質(zhì)量，所以我國(guó)國(guó)外鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組如果作為微型企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備還尚可，基本可以滿足其工作性質(zhì)的需要，但是如果應(yīng)用到大型鋁廠，那么就可能因?yàn)楫a(chǎn)能、質(zhì)量、機(jī)械故障等問(wèn)題無(wú)法滿足企業(yè)的需要。因此，我國(guó)的大型鋁廠主要進(jìn)口國(guó)外的鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組。鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組作為一個(gè)組合式設(shè)備，如果一臺(tái)機(jī)械發(fā)生故障，那么就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)使用，即所謂的“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。所以我國(guó)必須要從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組，同時(shí)生產(chǎn)車間要有備用的鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)，作為應(yīng)急設(shè)備。

通過(guò)以上的研究分析，通過(guò)對(duì)電解技術(shù)的合理選取將大大提高鋁電解的生產(chǎn)過(guò)程，大大減少產(chǎn)品的原材料的浪費(fèi)、大大提高企業(yè)的影響水平、大大提高企業(yè)的綜合實(shí)力。

篇2

1.由于預(yù)焙塊質(zhì)量的不合格造成氧化從而產(chǎn)生碳渣。預(yù)焙碳?jí)K是由石油焦、瀝青焦、瀝青通過(guò)破碎、煅燒、配料、混捏等工序燒制而成，如果采用的原材料及工藝不合乎要求就會(huì)產(chǎn)出不合格的碳?jí)K。如：耐壓強(qiáng)度低、空隙度大、雜質(zhì)大等，從而導(dǎo)致陽(yáng)極的氧化和碳粒在陽(yáng)極表面的脫落進(jìn)入電解質(zhì)中形成碳渣，有時(shí)會(huì)形成掉塊和裂縫，在電解質(zhì)的沖蝕和洗刷下，形成碳渣。由于碳?jí)K質(zhì)量而引起的碳渣是生產(chǎn)中碳渣形成的主要原因。

2.二次反應(yīng)生成游離的固態(tài)碳。鋁電解過(guò)程中的二次反應(yīng)，不僅降低電流效率，而且還帶來(lái)另一方面的不利的影響，即溶解在電解質(zhì)溶液中的鋁將陽(yáng)極氣體中的CO2和CO還原C，在電解質(zhì)溶液中形成細(xì)微的游離態(tài)碳渣。

其反應(yīng)有兩種：

第一種反應(yīng)為，在電解質(zhì)的溶液中溶解的鋁與CO2反應(yīng)生成CO，而CO又與AL反應(yīng)生成C，即：

2AL（溶解）＋2CO2=AL2O3＋3CO（1）

2AL（溶解）＋3CO=AL2O3＋3C（2）

第二種反應(yīng)為，電解質(zhì)中的鋁直接將CO2還原成C，

3AL（溶解）＋3CO2=2AL2O3＋3C（3）

在上述兩種反應(yīng)中反應(yīng)（3）對(duì)于在鋁電解質(zhì)中生成碳渣的作用，比反應(yīng)（2）的作用要大，但這兩種反應(yīng)所產(chǎn)生的碳渣，不是電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生碳渣的主要原因。

3.陰極碳素內(nèi)襯的沖蝕剝落

在鋁電解過(guò)程中，陰極碳素內(nèi)襯的剝落和碎裂是鋁電解溶液中產(chǎn)生碳渣的又一來(lái)源。鋁電解槽啟動(dòng)后由于鈉的滲透，電解質(zhì)溶液和鋁液的侵蝕和沖刷，陰極碳素內(nèi)襯不久就會(huì)產(chǎn)生剝落，鈉的對(duì)陰極碳?jí)K的滲入，是引起剝落的主要原因，鈉的滲入使碳?jí)K內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致碳?jí)K體積膨脹，并變得疏松多孔，從而剝落形成碳渣。

二、碳渣對(duì)電解過(guò)程的危害

1.鋁電解溶液中的碳渣，導(dǎo)致電解質(zhì)的電阻增大，其結(jié)果造成電解質(zhì)電壓降的升高，增加鋁電解生產(chǎn)的電能消耗。據(jù)具有關(guān)專業(yè)人士報(bào)道，當(dāng)鋁電解質(zhì)溶液中的碳渣含量達(dá)到1%（重量）時(shí)，電解質(zhì)導(dǎo)電率約降低11%，由此可見(jiàn)碳渣對(duì)電解質(zhì)的導(dǎo)電率的不利影響是極為顯著的，碳渣的顆粒越小，對(duì)降低電解質(zhì)的導(dǎo)電率的作用越大。

2.鋁電解質(zhì)溶液中的碳渣導(dǎo)致熱槽產(chǎn)生，當(dāng)電解質(zhì)中的碳渣積累到一定濃度時(shí)，由于比電阻的增大，必定造成電介質(zhì)電壓降升高，從而使電解槽兩極間的電能收入額外增加，對(duì)于槽工作電壓和其它技術(shù)條件擺布正常的電解槽來(lái)說(shuō)，兩極間由于電解質(zhì)溶液含碳，導(dǎo)致其電壓升高而增加的這部分電能收入不為電解過(guò)程所必須；其唯一的消耗途徑是轉(zhuǎn)化為熱量釋放出來(lái)，結(jié)果引起電解質(zhì)溶液過(guò)熱，槽溫上升，產(chǎn)生熱槽，這樣對(duì)電解生產(chǎn)是極為不利的，不但造成電能的無(wú)謂消耗，同時(shí)會(huì)使電解槽的陰極受到損壞，影響槽壽命，此外在處理熱槽時(shí)，還消耗大量的氟化鹽，故其危害作用是非常巨大的。

3.鋁電解溶液中的碳渣造成電流損失，當(dāng)鋁電解質(zhì)溶液表面漂浮有大量碳渣時(shí)，碳渣將與碳素陽(yáng)極和陰極組成電流通路，部分電流會(huì)直接通過(guò)碳渣進(jìn)入陰極或側(cè)部，而不能參與電解反應(yīng)，形成側(cè)部漏電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成側(cè)部漏爐。

三、減少碳渣的途徑

1.采用高品質(zhì)的預(yù)焙碳?jí)K。在前面關(guān)于碳渣的來(lái)源中已討論，由于碳?jí)K質(zhì)量的不合格造成碳粒脫落是產(chǎn)生碳渣的主要原因，在生產(chǎn)中使用質(zhì)量不合格的碳?jí)K，無(wú)疑為碳渣的產(chǎn)生創(chuàng)造了有利的條件，因此采用高質(zhì)量的預(yù)焙塊是減少電解質(zhì)溶液中碳渣的至關(guān)重要的措施。不但減少了碳渣的產(chǎn)生，從而穩(wěn)定了生產(chǎn)，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電流效率，降低能耗，對(duì)于電解鋁廠來(lái)說(shuō)，在預(yù)焙塊進(jìn)廠之前就要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)手段，保證陽(yáng)極碳?jí)K的質(zhì)量。

2.選用優(yōu)質(zhì)的陰極碳?jí)K。與陽(yáng)極碳素材料一樣，陰極碳?jí)K的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)碳?jí)K的剝落程度有影響，在砌筑電解槽陰極時(shí)采用優(yōu)質(zhì)陰極側(cè)部碳?jí)K和底部碳?jí)K能較有效地承受和抵抗鋁電解質(zhì)溶液和鋁液的侵蝕和沖刷，從而減少碳?jí)K的剝落，減少碳渣的產(chǎn)生。

3.在電解過(guò)程中選用低溫操作。由于鋁的二次反應(yīng)也是產(chǎn)生碳渣的一個(gè)原因，所以在電解生產(chǎn)過(guò)程中就要減少二次反應(yīng)的發(fā)生。在生產(chǎn)操作中要保持低電壓，低氧化鋁濃度，低分子比，低溫度高極距，從而保證電解生產(chǎn)在較低的穩(wěn)定的溫度下進(jìn)行，提高了電流效率，減少了鋁的二次反應(yīng)損失，從而減少了碳渣的生成。

四、結(jié)論

電解生產(chǎn)中只有選用優(yōu)質(zhì)的碳素材料，同時(shí)提高操作質(zhì)量，盡可能減少碳渣的產(chǎn)生，才能取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

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【關(guān)鍵詞】鋁電解槽;改造途徑;破損原因

0.引言

現(xiàn)代鋁電解槽改造從哪些方面著手，早期破損槽中存在的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)等問(wèn)題，可以給改造的過(guò)程指引一個(gè)方向，這一直是我們關(guān)注的重點(diǎn)。所以要認(rèn)真探索電解槽改造途徑，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)槽壽命達(dá)到節(jié)能減排，增加效益的目的。

1.鋁電解槽現(xiàn)狀

二十世紀(jì)八十年代，因?yàn)閲?guó)家提出的“優(yōu)先發(fā)展鋁”方針，使我國(guó)的電解鋁工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。2000年，全國(guó)電解鋁廠約130家，相當(dāng)于世界其它所有國(guó)家的電解鋁廠數(shù)量。2007年，我國(guó)電解鋁產(chǎn)量已達(dá)到1318萬(wàn)噸，居世界首位，同時(shí)，電解鋁技術(shù)取得了很大的突破。在大型預(yù)焙陽(yáng)極電解槽的設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)技術(shù)等領(lǐng)域有了自身的大型鋁電解技術(shù)體系，目前300KA至400KA以上的鋁電解槽技術(shù)已經(jīng)成熟，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，得到了普遍的應(yīng)用。

大型鋁電解槽投入生產(chǎn)，緊隨而來(lái)的是而關(guān)于電解槽壽命問(wèn)題，在160KA電解槽時(shí)期，整體槽壽命就比國(guó)外電解槽壽命短，如今該難題尚且存在。鋁電解生產(chǎn)中，影響鋁電解槽壽命的原因無(wú)非就是以下幾點(diǎn)：即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，槽內(nèi)襯材料，筑爐和施工質(zhì)量的問(wèn)題，也有焙燒啟動(dòng)的方式、方法問(wèn)題，更有電解槽早期管理和工藝要求問(wèn)題。上述各個(gè)環(huán)節(jié)以及在此過(guò)程中的優(yōu)劣，都會(huì)對(duì)槽壽命造成重大影響。多年前，我國(guó)電解鋁廠從國(guó)外引進(jìn)了鋁電解槽焦粒焙燒干法啟動(dòng)技術(shù)，將落后的鋁液焙燒技術(shù)取代了。雖然焦粒焙燒并不是我國(guó)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，但是對(duì)于我國(guó)的電解鋁廠而言應(yīng)該算得上是技術(shù)上的進(jìn)步。此外，應(yīng)用鋁電解槽焙燒技術(shù)，槽壽命并無(wú)顯著提高。最早使用焦粒焙燒技術(shù)的是白銀鋁廠，而電解槽的壽命海上徘徊在1500天左右。這樣不難看出，就目前國(guó)內(nèi)電解鋁廠而言，單單用焦粒焙燒干法來(lái)啟動(dòng)的方式，想達(dá)到提高鋁電解槽的壽命的要求是不太現(xiàn)實(shí)的。另一方面也證實(shí)提高電解槽壽命是一個(gè)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的工程。而不光是在石墨化和半石墨化的陰極炭塊、硼化鈦陰極涂層等技術(shù)使用上思考。這些方法對(duì)電解槽的壽命改善有好處，但并不是根本措施。

綜上所述，我國(guó)鋁電解槽在大型化的過(guò)程中如果需要進(jìn)行改造，提高設(shè)備使用年限和生產(chǎn)效率，就應(yīng)該從槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)襯材料，筑爐和施工質(zhì)量，焙燒啟動(dòng)的方式、方法以及啟動(dòng)后早期管理和工藝要求等各個(gè)方面上去研究、去改進(jìn)、去提高。

2.電解槽改造途徑

2.1石墨化陰極的應(yīng)用

陰極炭塊是鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)的主要組成部分，在鋁電解生產(chǎn)中起著陰極導(dǎo)電體的作用。其質(zhì)量直接影響著電解槽的使用壽命和電能消耗，因此國(guó)際鋁業(yè)界十分重視高質(zhì)量陰極炭塊的應(yīng)用。這些年，國(guó)內(nèi)也參考和學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，在陰極碳?jí)K方面加大了投入，科研上有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，取得了一定的成效，縮小了與國(guó)外的差距。陰極碳?jí)K電阻率的高低，決定了爐底壓降的多少；陰極結(jié)構(gòu)的差異，也直接影響運(yùn)行中槽況的穩(wěn)定，總之，陰極狀況能直接反映電解槽的電耗水平。研究和開(kāi)發(fā)節(jié)能、長(zhǎng)壽型陰極碳?jí)K的意義是很明顯的。

全石墨化陰極良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗腐蝕性、抗熱沖擊、抗震性，該類電解槽具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)抗熱震性好，鈉膨脹或電解膨脹率很小，故熱沖擊和鈉侵蝕不構(gòu)成主要威脅。

(2)利用全石墨化陰極可大幅度強(qiáng)化電流，提高產(chǎn)能和延長(zhǎng)槽壽命。河南萬(wàn)基鋁業(yè)二分廠15萬(wàn)噸電解槽采用全石墨化陰極后電流從300kA逐步強(qiáng)化至335kA，2007年完成鋁錠產(chǎn)量18.36萬(wàn)噸，增加產(chǎn)值3.3萬(wàn)噸，節(jié)約投資約2億元以上。

(3)電解槽在使用石墨化陰極之后，可以強(qiáng)化電流，提高電流效率，達(dá)到增產(chǎn)節(jié)能的目的，電解槽運(yùn)行也更穩(wěn)定，而且這種效果隨電解槽槽型越大越明顯。而且全石墨化炭塊的性能均勻，早期局部破損率低。

2.2優(yōu)化工藝控制，改善槽平衡

電解鋁行業(yè)，通過(guò)控制好電解槽的熱平衡和物料平衡，取得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和電解槽性能，才能達(dá)到理想的效益。電解槽的熱平衡是通過(guò)凋整電解槽的極距、能量輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而電解槽的物料平衡是通過(guò)對(duì)氧化鋁和AlF3的合理加料制度來(lái)實(shí)現(xiàn),當(dāng)然物料平衡以及熱平衡直接是相互配合，相互關(guān)聯(lián)的。控制電解槽物料平衡穩(wěn)定(AlF3和Al2O3加料成份穩(wěn)定)以及熱平衡穩(wěn)定(溫度的穩(wěn)定)是能夠通過(guò)電解質(zhì)初晶溫度以及過(guò)熱度的工藝控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了濃度控制以及Al2O3加料的軟件以外，現(xiàn)今已使用能夠穩(wěn)定地控制電解槽電解質(zhì)分子比、電解溫度的計(jì)算機(jī)控制軟件。該軟件監(jiān)控著初晶溫度下限、初晶溫度上限和過(guò)熱度。當(dāng)然也可以分為初晶溫度下限，初晶溫度上限，電解溫度下限，電解溫度上限和過(guò)熱度。而最終的目的是達(dá)到電解質(zhì)成份的穩(wěn)定和電解溫度的穩(wěn)定。電解槽熱平衡和物料平衡狀態(tài)的穩(wěn)定對(duì)電解槽壽命是一個(gè)很好的幫助，也是我們尋求改造的一個(gè)途徑。

3.改造過(guò)程中電解槽內(nèi)襯破損分析

廣西來(lái)賓銀海鋁業(yè)有限責(zé)任公司330KA系列鋁電解槽雖然才建成投產(chǎn)4年左右的時(shí)間，在電解槽技改之路上已取得了很大的成績(jī)。其鑲嵌式異型陰極電解槽的異型陽(yáng)極發(fā)明、大型異形陰極鋁電解槽焙燒啟動(dòng)方法應(yīng)用和鋁電解陽(yáng)極極上料自動(dòng)加料裝置等都取得了國(guó)家專利。當(dāng)然創(chuàng)新的過(guò)程中，電解槽內(nèi)襯方面還是存在許多問(wèn)題的，諸如以下幾點(diǎn)：

3.1自行設(shè)計(jì)并投入使用的異型側(cè)部碳?jí)K（原側(cè)部和伸腿結(jié)構(gòu)上進(jìn)行整合），在使用過(guò)程中缺乏完善的配套管理工藝

參考電解槽內(nèi)襯熱平衡設(shè)計(jì)的基本原則，初期電解槽要求在側(cè)部能迅速形成一定厚度和形狀的凝固電解質(zhì)保護(hù)層，因?yàn)槠駴](méi)有任何材料能長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受電解質(zhì)和鋁的聯(lián)合腐蝕，都必須借助于凝固電解質(zhì)層(即槽幫)的保護(hù)。而來(lái)鋁異型側(cè)塊，相較老工藝側(cè)塊而言，其一采用普通碳素材質(zhì)，比起氮碳化硅復(fù)合塊就存在材質(zhì)上的劣勢(shì)；在內(nèi)襯應(yīng)力方面，整體側(cè)塊槽因其結(jié)構(gòu)更加緊湊，少了周圍糊伸腿的緩沖，熱膨脹和鈉滲透所引起的膨脹更容易產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致早期漏爐和大修槽陰極隆起的現(xiàn)象較多。其二，工藝操作和管理上需進(jìn)一步的總結(jié)和完善，這樣才能減少側(cè)塊被侵蝕斷裂的情況發(fā)生。

3.2異型陰極的使用和改造

異型陰極的廣泛使用，其可以規(guī)整電流，高材質(zhì)炭塊的腐蝕速率明顯比較低，同一技術(shù)條件下使用壽命長(zhǎng)。但是在使用異型陰極的時(shí)候，要全面考慮整槽結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，考慮多項(xiàng)平衡原理。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)創(chuàng)新改造，延長(zhǎng)鋁電解槽壽命可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，近年來(lái)鋁行業(yè)對(duì)槽壽命一直有著這樣的說(shuō)法，即2000天以上可以接受，3000天以上是基本要求，6000天以上是奮斗目標(biāo)。本文對(duì)過(guò)對(duì)電解槽現(xiàn)狀，引出電解槽改造途徑，同時(shí)也在改造過(guò)程中的破損情況進(jìn)行分析，希望能對(duì)業(yè)界同仁有所幫助。

【參考文獻(xiàn)】

［1］賈新武，李劼，脫鵬.李賀松鋁電解槽陰陽(yáng)極熱力分析仿真研究[J].金屬材料與冶金工程,2011,(2).

篇4

【關(guān)鍵詞】鋁電解槽；壽命；影響因素

中圖分類號(hào)：P618.45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言

文章詳細(xì)的介紹了影響鋁電解槽壽命的因素，通過(guò)對(duì)這些因素進(jìn)行分析，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí)，提出了延長(zhǎng)鋁電解槽壽命的方法與措施。

二、影響鋁電解槽壽命的因素

1.電解槽缺電

由于電力供應(yīng)不足或限電和系列發(fā)生重大設(shè)備事故(如機(jī)組供電系統(tǒng))等意外事故原因造成鋁電解槽缺電現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致電解槽被迫停槽，形成陰極炭塊產(chǎn)生細(xì)小裂紋、扎固糊收縮產(chǎn)生裂紋等早期破損的現(xiàn)象。

2.陰極炭塊質(zhì)量

陰極炭塊是槽內(nèi)襯砌筑材料中最關(guān)鍵的材料，它的破損系數(shù)對(duì)槽壽命起決定性作用，而破損系數(shù)本身隨電流密度和溫度而變化。陰極炭塊產(chǎn)生水平裂紋和垂直裂紋是電解槽早期破損的主要原因，特別是有水平裂紋的炭塊，其負(fù)擔(dān)的電流份額會(huì)明顯減少。一般來(lái)說(shuō)，石墨化程度高的炭塊生成裂紋的可能性較小，石墨化程度低的炭塊生成裂紋的可能性較大；如果加之停槽以后槽內(nèi)襯降溫速度過(guò)快，也會(huì)加劇槽內(nèi)襯陰極炭塊破損。因此，選用三側(cè)部炭塊質(zhì)量在鋁電解槽上使用不同石墨化指數(shù)的側(cè)部炭塊，對(duì)側(cè)部的侵蝕也不同，高石墨的側(cè)部炭塊具有抗鈉侵蝕強(qiáng)，導(dǎo)熱性大等優(yōu)點(diǎn)。在電解槽生產(chǎn)初期，由于具有高導(dǎo)熱性，使槽內(nèi)熱量容易散出，易快速形成爐幫，保護(hù)側(cè)部炭塊；反之，會(huì)造成槽生產(chǎn)初期無(wú)爐幫，電解質(zhì)侵蝕側(cè)部炭塊造成側(cè)部漏爐。再有側(cè)部炭塊在生產(chǎn)過(guò)程中，由于成型、焙燒、加工等影響，會(huì)造成側(cè)部炭塊局部麻面，顯氣孔率大，體積密度降低，也會(huì)加快電解質(zhì)的侵蝕速度，造成側(cè)部的早期破損。

3.焙燒和啟動(dòng)對(duì)電解槽壽命的影響

電解槽壽命其實(shí)就是電解槽內(nèi)襯的壽命，保證電解槽炭素內(nèi)襯沒(méi)有缺陷，是延長(zhǎng)電解槽壽命的關(guān)鍵，但是要保證炭素內(nèi)襯沒(méi)有缺陷是非常困難的。相關(guān)資料和生產(chǎn)實(shí)踐表明電解槽炭素內(nèi)襯的缺陷大多是在電解槽焙燒啟動(dòng)和運(yùn)行初期形成的。這些缺陷的存在和發(fā)展，如裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，各種孔洞的加深等，很容易形成一個(gè)滲漏通道，使高溫合金液和電解質(zhì)滲漏至槽底，侵蝕保溫層，造成槽底上抬，或侵蝕陽(yáng)極鋼棒，造成漏爐或其他事故，最終導(dǎo)致電解槽被迫停槽大修。當(dāng)電解槽內(nèi)襯材料選定后，電解槽的焙燒質(zhì)量是影響電解槽壽命的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)表明，使用大致相同的槽內(nèi)襯而槽壽命不同的原因，電解槽焙燒的不均勻性可能是一個(gè)主要因素。電解槽焙燒良好的標(biāo)準(zhǔn)是：以足能避免陽(yáng)極材料產(chǎn)生熱應(yīng)力的低速度把炭素材料加熱到電解槽的操作溫度；使陽(yáng)極表面加熱的溫度梯度最小，以避免在表面上產(chǎn)生熱應(yīng)力；保證全部生糊區(qū)的瀝青的熱解速度，以使焙燒糊具有最佳特性。無(wú)論是熱法焙燒還是烘干法焙燒，都不能對(duì)電解槽側(cè)部?jī)?nèi)襯材料進(jìn)行很好的焙燒，所以對(duì)電解槽側(cè)部的焙燒實(shí)際是在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行，因此啟動(dòng)對(duì)電解槽壽命也有一定的影響。

4.筑爐施工質(zhì)量

筑爐施工人員對(duì)槽底保溫結(jié)構(gòu)不夠重視，在施工過(guò)程中粗制濫造，保溫磚鋪設(shè)不緊密，氧化鋁層厚度不夠，致使槽內(nèi)襯等溫線下移，保溫材料的性能被破壞，槽底部保溫效果變差。陰極炭塊組裝質(zhì)量不好會(huì)造成焙燒時(shí)陰極電流分布不勻或容易發(fā)生陰極鋼棒過(guò)熱與紅棒現(xiàn)象。筑爐隱蔽工程施工者責(zé)任心不強(qiáng)，使?jié)B透到陰極炭塊底部的電解質(zhì)、鋁液形成通道，一方面保溫材料受侵蝕，熱傳導(dǎo)增加；另一方面在鋼棒表面形成鐵鋁酸，最終從陰極棒孔漏出。扎糊縫是電解槽的薄弱部位，施工質(zhì)量不好，特別是周圍糊分層、立縫毛邊、交叉點(diǎn)不密實(shí)、過(guò)扎等，都對(duì)槽內(nèi)襯早期破損產(chǎn)生較大的影響。

5.生產(chǎn)管理

當(dāng)前面的各種條件確定后，槽壽命的長(zhǎng)短直接由正常生產(chǎn)時(shí)的管理所決定，如果管理到位，對(duì)內(nèi)襯在焙燒啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的某些缺陷起到彌補(bǔ)作用，可延長(zhǎng)槽壽命，相反有可能會(huì)使內(nèi)襯缺陷擴(kuò)展，對(duì)槽壽命不利。正常生產(chǎn)時(shí)的管理一方面應(yīng)建立規(guī)整的爐膛，規(guī)整的爐幫可以保護(hù)電解槽內(nèi)襯不受高溫電解質(zhì)的腐蝕，還可以提高電流效率。另一方面要保護(hù)好石墨料室，石墨料室是精鋁槽操作最頻繁和最易壞的部分，在一定程度上也可以說(shuō)石墨料室的壽命決定了電解槽的壽命。

三、延長(zhǎng)鋁電解槽壽命的方法與措施

1.優(yōu)化電解槽陰極內(nèi)襯材料

（一）碳化硅一氮化硅復(fù)合材料的使用

碳化硅一氮化硅復(fù)合材料絕緣內(nèi)襯，人們也稱其為氮化硅結(jié)合的碳化硅絕緣內(nèi)襯。它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、抗高溫電解質(zhì)腐蝕性能和較高的高溫電阻率，能滿足鋁電解槽對(duì)高溫電解下側(cè)壁材料的特性要求。，碳化硅一氮化硅復(fù)合材料在綜合性能上具有很大的優(yōu)越性。不但抗氧化能力、抗腐蝕能力好，而且在具有較高電阻率的同時(shí)，還具備較好的導(dǎo)熱能力，有利于電解槽的側(cè)部散熱，較好的形成爐幫，保護(hù)電解槽槽內(nèi)襯，延長(zhǎng)槽壽命，同時(shí)對(duì)鋁液鏡面收縮，減少鋁的溶解損失，提高電流效率。

（二）采用全石墨質(zhì)、石墨化陰極炭塊

與傳統(tǒng)陰極炭塊相比，全石墨質(zhì)、石墨化陰極炭塊具有較好的理化性能，它的抗熱沖擊、抗鈉蝕、低電阻等性質(zhì)，有利于降低爐底壓降，提高電解槽壽命。全石墨質(zhì)、石墨化炭塊在表現(xiàn)出其優(yōu)良性質(zhì)的同時(shí)，也存在線膨脹及鈉膨脹率大于其它類型陰極炭塊的特性。因此在設(shè)計(jì)電解槽時(shí)，在傳統(tǒng)陰極電解槽的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加陰極炭塊長(zhǎng)度用來(lái)收縮邊部搗固糊的寬度，減少焙燒啟動(dòng)時(shí)邊部搗固糊的收縮量，預(yù)防早期漏爐的發(fā)生。

(三)提高筑爐施工質(zhì)量

良好的設(shè)計(jì)和優(yōu)質(zhì)的材料，只有通過(guò)精心的施工才能保證電解槽在啟動(dòng)后長(zhǎng)期高效的運(yùn)行。

提高筑爐施工質(zhì)量首先要端正施工人員的思想，要有高度的責(zé)任心。其次要有高超的操作技能，施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，做好質(zhì)量監(jiān)督，把好關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制點(diǎn)。在陰極炭塊組裝和整體扎固時(shí)，要控制好糊料和炭塊以及鋼棒的加熱溫度，溫度控制必須在90℃—110℃之間，糊料的壓縮比要達(dá)到1.8:1，陰極炭塊組裝后壓降要達(dá)到25mv以下。內(nèi)襯側(cè)部砌筑要做到灰漿飽滿，側(cè)部立縫＜2mm，臥縫要＜2mm。

3.加強(qiáng)換極、出鋁等操作質(zhì)量

浮料的處理：殘極開(kāi)縫前將浮料扒至殘極上，等換極完畢結(jié)殼后添加破碎塊，再將扒出的浮料加到新極上。需要強(qiáng)調(diào)的是扒浮料操作必須完全扒干凈后，方可進(jìn)行砸縫作業(yè)。加強(qiáng)換極處爐底的處理：必須掌握每臺(tái)電解槽換極處爐底情況并進(jìn)行處理，認(rèn)真測(cè)量換極處兩水平。

4.改進(jìn)加料方式：由于破碎塊的粒度大小不同，因此要求在換極加料時(shí)，粒度較小的破碎塊堵住新極中縫和表面，防止漏料，造成新的沉淀；粒度較大的破碎塊加在大面上，有利于大面散熱，形成爐幫。加強(qiáng)異常情況的處理：若電解槽某一點(diǎn)出現(xiàn)大堆料時(shí)，先關(guān)閉打殼下料系統(tǒng)，將下料點(diǎn)的料全部扒出，然后結(jié)合電解槽歷史曲線進(jìn)行控制下料，同時(shí)必須及時(shí)處理爐底。

5.陽(yáng)極效應(yīng)的控制

將陽(yáng)極效應(yīng)等待時(shí)間從480h調(diào)至720h．效應(yīng)持續(xù)時(shí)間嚴(yán)格控制在l80s之內(nèi)，效應(yīng)電壓控制在25V以下，減少陽(yáng)極效應(yīng)對(duì)電解槽陰極、爐幫的熱沖擊，延長(zhǎng)槽壽命。

結(jié)束語(yǔ)

鋁電解槽壽命問(wèn)題深深的影響著我國(guó)鋁電解工業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)發(fā)展力度，提高鋁電解生產(chǎn)工藝，提高鋁電解槽的使用壽命，是目前鋁電解行業(yè)中亟待解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]程然．鋁電解槽的設(shè)計(jì)和焙燒啟動(dòng)對(duì)槽壽命的影響.第四屆鋁電解專業(yè)委員會(huì)2001年年會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集．2001．

[2]沈澤方．鋁電解[M]．全國(guó)有色輕金屬冶煉統(tǒng)計(jì)信息學(xué)會(huì).2003(2)．

篇5

關(guān)鍵字：鋁冶金；煙氣凈化，工藝技術(shù)

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、我國(guó)電解技術(shù)的現(xiàn)狀

近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,我國(guó)電解鋁工業(yè)發(fā)展迅猛,鋁產(chǎn)能與產(chǎn)量不斷地增長(zhǎng),電解鋁技術(shù)也有著快速的發(fā)展,概括來(lái)說(shuō),我國(guó)電解鋁技術(shù)從80年代初期算起至今,經(jīng)歷了兩次“飛躍”,第一次“飛躍”是在80年代初引進(jìn)“日輕”160 kA中間下料預(yù)焙槽技術(shù),第二次“飛躍”是上世紀(jì)末,沈陽(yáng)、貴陽(yáng)兩個(gè)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院在吸收、消化引進(jìn)的160 kA中間下料預(yù)焙槽技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)使用先進(jìn)的大型電解槽物理場(chǎng)模擬軟件,獨(dú)立開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的190/200 kA、230/240 kA、280 kA、300 kA、320 kA和350 kA等大型先進(jìn)的預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽,并且應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的新建及改造的工程中,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),電流效率、直流電耗等得到了大幅的提高。但是,由于設(shè)計(jì)、施工、材料、控制管理等方方面面的原因,我國(guó)的電解鋁技術(shù)與國(guó)外一流的電解鋁技術(shù)還有一定的差距,達(dá)不到世界領(lǐng)先的技術(shù)水平。我國(guó)現(xiàn)有的最大槽型－350 kA電解槽技術(shù)與國(guó)外的電解槽技術(shù)仍存在一定的差距(見(jiàn)下表),處于相對(duì)落后狀態(tài),中國(guó)鋁業(yè)公司要開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)、參與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),必須占領(lǐng)電解槽技術(shù)的制高點(diǎn)。因此,發(fā)展高效、節(jié)能的大容量電解槽(400 kA)技術(shù)勢(shì)在必行。

二、電解工藝簡(jiǎn)介

電解鋁生產(chǎn)采用熔鹽電解法。鋁電解生產(chǎn)所需的原材料為氧化鋁和氟化鹽,電解所需的直流電由整流所供給。溶解在電解質(zhì)中的氧化鋁在直流電的作用下,還原出金屬鋁。生產(chǎn)電解鋁的直接設(shè)備稱作為電解槽。電解槽主要由碳素材料為主體的陽(yáng)極和陰極組成。

電解生產(chǎn)所需的氧化鋁主要由火車或汽車運(yùn)入廠內(nèi)，在氧化鋁及氟化鹽倉(cāng)庫(kù)拆袋后通過(guò)濃相輸送管道送入位于電解車間兩廠房中間的新鮮及載氟氧化鋁雙層貯槽的新鮮氧化鋁倉(cāng)內(nèi)。新鮮氧化鋁進(jìn)入電解煙氣凈化系統(tǒng)吸附煙氣中氟化物后成為載氟氧化鋁，由氣力提升機(jī)送入雙層貯槽的載氟氧化鋁倉(cāng)中，載氟氧化鋁由超濃相輸送系統(tǒng)送至每臺(tái)電解槽的料箱中。氟化鋁在氧化鋁及氟化鹽倉(cāng)庫(kù)內(nèi)拆袋后裝入專用氟化鋁加料車，加料車返回電解車間將氟化鋁加入每臺(tái)電解槽的氟化鋁料箱內(nèi)，參與電解質(zhì)分子比的調(diào)整，按需向槽內(nèi)添加。冰晶石由電解工根據(jù)工藝要求直接加到電解質(zhì)中。

鋁電解生產(chǎn)用的陽(yáng)極組，由陽(yáng)極組裝車間供給。生產(chǎn)過(guò)程中從電解槽換下的殘極送往陽(yáng)極組裝及殘極處理車間處理。殘極組經(jīng)電解質(zhì)清理、壓脫殘極、壓脫磷鐵環(huán)處理，鋁導(dǎo)桿按工藝要求處理后與新陽(yáng)極重新組裝成陽(yáng)極組。殘極上清理下來(lái)的電解質(zhì)經(jīng)破碎工段破碎后裝入汽車槽罐車，送至兩個(gè)電解廠房間的電解質(zhì)高位貯倉(cāng)，通過(guò)風(fēng)動(dòng)溜槽送到電解多功能機(jī)組料箱內(nèi)，由多功能機(jī)組加入到電解槽殼面上作為換極時(shí)的覆蓋料。

鋁電解生產(chǎn)用的直流電能，由毗鄰的整流所，通過(guò)連接母線導(dǎo)入串聯(lián)的電解槽。

電解槽產(chǎn)出的液態(tài)原鋁，通過(guò)由壓縮空氣造成的負(fù)壓吸入真空出鋁抬包，送往鑄造車間和臨近的鋁板錠加工廠。在鑄造車間，將鋁液注入鋁混合爐，并按產(chǎn)品的品種及牌號(hào)的要求，進(jìn)行合理調(diào)配、精煉、扒渣和靜置；通過(guò)鑄造機(jī)組，澆鑄成重熔用鋁錠。鑄造成品經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)、打捆、稱重后由叉車送入成品堆場(chǎng)。

為檢查原材料的成份及產(chǎn)品質(zhì)量，由專門為電解鋁生產(chǎn)服務(wù)的化驗(yàn)室完成。

三、電解生產(chǎn)具體配置方案

3.1電解車間

電解車間由兩棟互相平行的兩層樓房組成,廠房為二層樓結(jié)構(gòu),充分考慮檢修、散熱和通風(fēng)換氣及廠地運(yùn)輸?shù)纫蛩?以方便生產(chǎn)操作和改善勞動(dòng)條件。電解配置有相應(yīng)的凈化系統(tǒng)、新鮮及載氟氧化鋁雙層貯槽,配有一套超濃相輸送系統(tǒng)。電解車間配有通道連接,供出鋁、新舊陽(yáng)極的運(yùn)輸及其它物料、設(shè)備等運(yùn)輸用。

電解車間安裝400KA電解槽。為完成車間內(nèi)打殼、加料和更換陽(yáng)極等工作,每棟廠房安裝電解多功能機(jī)組若干。

3.2 鑄造車間

鑄造車間選用固定式鋁混合爐及連續(xù)鑄造機(jī)組，。廠房?jī)?nèi)設(shè)雙鉤橋式起重機(jī)若干，用于抬包的吊運(yùn)； 5t橋式起重機(jī)若干，用于鑄造機(jī)組的檢修；同時(shí)還設(shè)有供計(jì)量鋁液的汽車衡2臺(tái)，供鋁錠計(jì)量的，3t地中衡2臺(tái),并配叉車、扒渣車及其它鑄造工具。

3.3 電解煙氣凈化

采用干法凈化技術(shù),即使用電解用Al2O3吸附煙氣中的HF等大氣污染物來(lái)完成對(duì)煙氣的凈化。方案配置相應(yīng)的電解煙氣凈化系統(tǒng),分別配置在電解廠房之間的空地用于處理400 kA電解槽散發(fā)的煙氣。

電解槽產(chǎn)生的煙氣由排煙管道吸引到布袋除塵器,布袋除塵器采用菱形反吹風(fēng)清灰袋式除塵器。除塵器與反應(yīng)器聯(lián)接緊湊,即保證了氧化鋁吸附氟反應(yīng)時(shí)間,又節(jié)省了配置占地面積。

3.4 氧化鋁及氟化鹽儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

氧化鋁來(lái)料為袋裝料，入廠后運(yùn)送至氧化鋁倉(cāng)庫(kù)，車間內(nèi)設(shè)拆袋下料平臺(tái)，將袋裝氧化鋁在車間內(nèi)拆袋后，通過(guò)濃相輸送將氧化鋁送入電解車間的氧化鋁雙層貯槽的新鮮倉(cāng)內(nèi)；電解車間新鮮及載氟氧化鋁雙層貯槽至電解槽槽上料箱間的載氟氧化鋁輸送采用超濃相輸送系統(tǒng)；氟化鋁在氟化鹽倉(cāng)庫(kù)拆袋后，裝入專用的氟化鹽加料車，加料車返回電解車間，利用可伸縮的加料管，直接將氟化鋁加入電解槽料箱中；電解質(zhì)高位料倉(cāng)天車加料系統(tǒng)。

3.5陽(yáng)極組裝及殘極處理車間

陽(yáng)極組裝及殘極處理車間采用固定、機(jī)械化的陽(yáng)極組裝車間,部分工作站采用進(jìn)口設(shè)備。

車間的任務(wù)是為電解車間制備新陽(yáng)極組,即將電解槽上卸下的殘極運(yùn)至本車間,經(jīng)裝站掛到積放式懸掛輸送機(jī)(以下簡(jiǎn)稱懸鏈)上,由懸鏈吊運(yùn)殘極依次通過(guò)電解質(zhì)清理、殘極拋丸、殘極壓脫、磷鐵環(huán)壓脫、導(dǎo)桿矯直、鋼爪矯直、鋼爪清理、涂石墨、石墨烘干、導(dǎo)桿清刷、澆鑄磷鐵等流水作業(yè)站,組裝出新的陽(yáng)極組。經(jīng)殘極清理站清理下的電解質(zhì)由破碎系統(tǒng)破碎至10 mm以下,經(jīng)天車加料系統(tǒng)返回電解槽使用。殘極壓脫機(jī)壓下的殘極炭塊返回陽(yáng)極廠重新生產(chǎn)新陽(yáng)極塊。鋼爪上的磷鐵環(huán)壓脫后再經(jīng)清理滾筒清理后返回中頻爐使用。

3.6電解槽大修車間

車間是由陰極組裝工段及碳?jí)K庫(kù)組成。

主要負(fù)責(zé)陰極鋼棒表面清洗、底糊料的加熱、電解槽陰極碳?jí)K組的組裝和貯存。主要設(shè)備有鋼棒清洗裝置、底糊加熱鍋、梁式起重機(jī)、風(fēng)動(dòng)工具、陰極組裝用的鋼棒加熱器和各種電焊機(jī)等。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述我國(guó)鋁冶金技術(shù)總體水平目前已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。但是生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在差距，如何從整體上提高我國(guó)鋁冶金生產(chǎn)技術(shù)水平，達(dá)到大幅度的節(jié)能降耗、降低成本和進(jìn)一步有效降低環(huán)境污染的目的，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，仍然是中國(guó)冶金工作者的努力方向。

參考文獻(xiàn)

篇6

關(guān)鍵詞:質(zhì)量通病,PDCA循環(huán),“米”字焊縫,技術(shù)攻關(guān)

一、工程簡(jiǎn)介

四川廣元廣興續(xù)建工程是由貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),其200KA預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽屬國(guó)內(nèi)中型號(hào)的預(yù)焙電解槽,是在綜合貴陽(yáng)院186KA槽及國(guó)內(nèi)新開(kāi)發(fā)的大型預(yù)焙槽成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。鋼槽殼采用小船型結(jié)構(gòu)。200KA預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽由搖籃式鋼槽殼、行架立柱、陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)、密封罩、小盒夾具等部件組成,其中搖籃式鋼槽殼是本課題研究的主要對(duì)象。

鋼結(jié)構(gòu)焊接材料選用依據(jù)施工圖,檢驗(yàn)執(zhí)行國(guó)標(biāo)GB5117-85,

鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭依據(jù)施工圖規(guī)定和國(guó)標(biāo)GB985-80、GB986-80

焊縫檢驗(yàn)執(zhí)行國(guó)標(biāo)GB3323-82、Q/ZB74-78。

二、選題理由

1、 鋁電解槽為全焊鋼結(jié)構(gòu)件,焊接應(yīng)力大,其制作大部分采用CO2氣體保護(hù)焊,由于我們對(duì)CO2氣體保護(hù)焊的使用方法不熟練,操作不當(dāng),工人的技術(shù)水平低,焊縫外觀成型差,氣孔、咬邊、裂紋、焊瘤等缺陷普遍存在,為實(shí)現(xiàn)廣興續(xù)建工程電解槽制安創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程目標(biāo),必須確保焊接質(zhì)量。

2、 根據(jù)廣興續(xù)建工程實(shí)際情況,48臺(tái)槽只有4個(gè)月的制安時(shí)間,為保質(zhì)量工期,必須對(duì)關(guān)鍵工序、薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),加強(qiáng)管理,完善現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量保證體系。

三、目標(biāo)

1、修正工藝,攻克技術(shù)難關(guān),把焊接規(guī)范嚴(yán)格控制在工藝范圍內(nèi),確保焊接質(zhì)量,創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。

2、制安質(zhì)量達(dá)優(yōu)質(zhì),保證實(shí)現(xiàn)雙百率,即:合格率100%,優(yōu)質(zhì)率100%。

四、現(xiàn)狀分析

1、在施工準(zhǔn)備階段,對(duì)以往工程施工中的焊接質(zhì)量通病進(jìn)行分析,主要是焊接電流過(guò)大,造成焊接區(qū)過(guò)熱,結(jié)晶粗大,產(chǎn)生脆化,造成質(zhì)量隱患,且焊縫外觀成型差,咬邊、氣孔、加渣、裂紋、焊瘤等現(xiàn)象普遍存在,對(duì)以上問(wèn)題,制定了施工工序質(zhì)量保證系統(tǒng)圖(和提高焊接質(zhì)量系統(tǒng)圖。深入工程施工,跟蹤檢查,組對(duì)合格率100%,焊縫外觀檢查合格率100%。

2、針對(duì)質(zhì)量通病,又進(jìn)行了因果圖分析,通過(guò)對(duì)因果圖的分析,討論認(rèn)為影響焊縫外觀質(zhì)量的主要因素是:

A:焊接電流過(guò)大

B:操作者技術(shù)水平低,責(zé)任心不強(qiáng)

C:工藝參數(shù)不當(dāng)

D:氣體保護(hù)效果不好

通過(guò)分析,針對(duì)主要影響因素,制定對(duì)策表(表1),如下:

序號(hào) 問(wèn) 題 對(duì) 策

1 焊接電流大 根據(jù)工人技術(shù)水平,通過(guò)試驗(yàn),優(yōu)選最佳電流

2 操作者技技術(shù)水平低責(zé)任心不強(qiáng) 開(kāi)展技能培訓(xùn)和技術(shù)交流,加強(qiáng)思想政治工作,提高工人質(zhì)量意識(shí)

3 工藝參數(shù)不當(dāng) 通過(guò)焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定,優(yōu)選最佳工藝參數(shù)

4 氣體保護(hù)效果不好 采取防風(fēng)措施,焊前清理干凈,氣流15-20升

表 1

3、對(duì)策實(shí)施

(1)將CO2氣保焊平角焊的焊接電流分別取150~180A,200~240A,260~280A,300~350A,350~400A五個(gè)范圍,由8人依次操作,對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查比較,200~240A電流效果最佳。

(2)根據(jù)工藝試驗(yàn)并參照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制《焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》。

4、實(shí)施效果

對(duì)電解槽端側(cè)板焊縫外觀進(jìn)行檢查(均為平角焊縫),共檢查150點(diǎn),一次合格率82%,對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),見(jiàn)表2,

序號(hào) 名 稱 數(shù) 量 百 分 比 % 累計(jì)百分比 %

1 焊瘤 11 40.7 40.7

2 咬邊 8 29.6 70.3

3 氣孔 5 18.5 88.8

4 裂紋 1 3.7 92.5

5 焊肉不夠 2 7.4 100

N

27 100

表2

通過(guò)PDCA循環(huán),焊接質(zhì)量有了明顯的提高,一次檢查合格率達(dá)到了82%,在焊接中還存在焊瘤、咬邊等缺陷,未達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

五、第二次循環(huán)

通過(guò)對(duì)第一次循環(huán)中遺留下的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查研究,分析原因,根據(jù)缺陷調(diào)查表畫(huà)出返工缺陷排列圖,用方法展開(kāi)系統(tǒng)圖分析主要因素和次要因素,并制定對(duì)策,見(jiàn)(表3)

1、實(shí)施:

(1)召開(kāi)焊接操作討論會(huì),分析對(duì)策,開(kāi)展思想教育,加強(qiáng)工人思想覺(jué)悟,進(jìn)行認(rèn)真全面的技術(shù)交底,分析質(zhì)量隱患造成的質(zhì)量事故和嚴(yán)重后果,樹(shù)立大家的質(zhì)量金牌意識(shí)。

(2)加強(qiáng)技術(shù)操作交流,進(jìn)行操作培訓(xùn)。

項(xiàng) 目 產(chǎn) 生 原 因 要因 對(duì) 策

焊 瘤 焊槍傾角不對(duì) 電流大 焊速慢 切割熔渣未清理干凈 組對(duì)間隙大 1、專人講課糾正不正確焊接角度,各種位置焊接角度和運(yùn)弧手法 。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。 2、嚴(yán)格控制切割余量和收縮余量,編制制作工藝指導(dǎo)書(shū),提高組對(duì)質(zhì)量。 3、焊前仔細(xì)清理坡口及邊緣,設(shè)防風(fēng)棚。 4、加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督,提高工人質(zhì)量意識(shí),嚴(yán)格按工藝施工,禁止大電流焊接。

咬 邊 電壓大 焊絲擺動(dòng)不到位 組對(duì)間隙大 施焊位置不到

氣 孔 焊前清理不徹底 環(huán)境風(fēng)大 焊槍傾角不對(duì) 送氣管泄露

裂 紋 組對(duì)間隙大 強(qiáng)行組對(duì) 弧坑未填滿

注: 主要因素次要因素

表3

(3)編制《電解槽制作作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》,嚴(yán)格控制組對(duì)間隙。

(4)加強(qiáng)質(zhì)量跟蹤檢查,專人負(fù)責(zé)。

(5)重要焊縫由專人焊接,并打焊工鋼印。

(6)在焊接現(xiàn)場(chǎng)懸掛焊縫外觀檢查對(duì)照?qǐng)D。

(7)獎(jiǎng)優(yōu)罰劣,完善現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量保證體系。

2、效果:

(1)通過(guò)以上對(duì)策的具體實(shí)施和加強(qiáng)管理,對(duì)返工焊縫進(jìn)行全檢,均達(dá)到設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);另對(duì)樣槽制作組對(duì)進(jìn)行檢查。見(jiàn)表4。

表4 組對(duì) 檢 查 調(diào) 查 表

序 號(hào) 名 稱 檢 查 點(diǎn) 合格點(diǎn) 合格率%

1 坡 口 40 40 100

2 鈍 邊 40 40 100

3 間 隙 40 40 100

4 錯(cuò) 邊 40 40 100

N 合 計(jì) 160 160 100

通過(guò)表4看到組對(duì)一次合格率100%,達(dá)到優(yōu)質(zhì)。

(2)通過(guò)對(duì)制作的20臺(tái)電解槽零部件的焊接質(zhì)量進(jìn)行全面跟蹤檢查,共檢測(cè)數(shù)據(jù)1240個(gè),超差數(shù)據(jù)89,一次檢查合格率達(dá)92.82%。

(3)通過(guò)兩次PDCA循環(huán),達(dá)到預(yù)定目標(biāo),整體制作能力達(dá)到一個(gè)新水平,工人素質(zhì)有了明顯的提高,并試做成功電解槽組對(duì)一次成型工藝和一套槽殼組焊工藝,為廣 興續(xù)建工程創(chuàng)優(yōu)質(zhì)提供保證。

六、第三次循環(huán)

1、通過(guò)兩次PDCA循環(huán),焊接質(zhì)量有了明顯提高,但為保證工程制安施工優(yōu)良,總結(jié)了前段時(shí)間的工作,對(duì)第二次循環(huán)中不合格點(diǎn)缺陷類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下表5。

序號(hào) 名 稱 數(shù) 量 百 分 比 % 累計(jì)百分比 %

1 咬邊 41 46.07 46.07

2 焊瘤 28 31.46 77.53

3 焊縫尺寸不夠 17 19.10 96.63

4 表面裂紋 3 3.37 100

N

89 100

表5

2、通過(guò)對(duì)上表進(jìn)行分析討論,造成以上缺陷的主要原因是職工的質(zhì)量意識(shí)不高,一味追求速度,個(gè)別人采用大電流快速焊,而技術(shù)又不熟練,造成咬邊、焊瘤、焊縫尺寸小,裂紋主要是收弧時(shí)弧坑未填滿,冷卻時(shí)產(chǎn)生弧坑裂紋。

3、針對(duì)以上原因,制定對(duì)策如下:

(1)開(kāi)展思想教育提高工人思想意識(shí);

(2)嚴(yán)格控制大電流焊接,一經(jīng)查出,采取嚴(yán)厲的經(jīng)濟(jì)處罰;

(3)自制角焊縫尺寸檢驗(yàn)樣板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先進(jìn)行自檢,然后通知質(zhì)檢員,驗(yàn)收合格后方可下班。

4、效果

(1)通過(guò)對(duì)策實(shí)施和加強(qiáng)質(zhì)量控制,質(zhì)量意識(shí)深入人心,經(jīng)公司質(zhì)檢和檢驗(yàn)評(píng)定,合格率達(dá)到了100%;

(2)工人的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái),工作效率明顯提高,由原來(lái)的6人焊(兩個(gè)端側(cè)板/工作日)減少到5人。

七、關(guān)鍵部位和技術(shù)攻關(guān)

1、搖籃架重要焊縫攻關(guān)

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和回訪調(diào)查,搖籃架“米”字焊縫處為重要受力焊縫,搖籃架開(kāi)裂主要發(fā)生在這個(gè)部位.通過(guò)對(duì)搖籃架焊縫開(kāi)裂進(jìn)行了因果圖分析。

2、對(duì)策實(shí)施

該工程電解槽鋼槽殼采用小船型結(jié)構(gòu),在搖籃架角部增加了兩塊三角丁字板,結(jié)構(gòu)剛性比老式直槽好,通過(guò)對(duì)因果圖分析,工藝和管理是引起開(kāi)裂的主要因素,為保證搖籃架的焊接質(zhì)量,避免質(zhì)量事故的發(fā)生,采取了以下措施:

(1)重新編制搖籃架焊接工藝;

(2)搖籃架重要焊縫處由專人焊接,并打焊工鋼印;

(3)加大檢查力度,自檢與專檢相結(jié)合;

(4)施工前進(jìn)行全面細(xì)致的技術(shù)交底;

3、技術(shù)攻關(guān)

搖籃架的焊接,在以往施工中全部采用CO2氣體保護(hù)焊,熔深淺,且易產(chǎn)生“虛焊”,大電流焊接造成的“致命”缺陷比較多,為此我們擬對(duì)搖籃架“米”字焊縫處采用手弧焊,焊接層間用氣鏟和磨光機(jī)清理干凈,專人焊接。

(1)焊接工藝試驗(yàn)

用同一臺(tái)焊機(jī)采用不同的電流值讓試板在自由狀態(tài)下,由多人分別施焊,試驗(yàn)結(jié)果如表6,

序號(hào) 電流(A) 電壓(V) 外觀檢查 切片觀察 壓彎試驗(yàn) 備注

1 A 180 20 變形小,焊縫成型美觀 完全熔合,無(wú)夾渣、氣孔、裂紋 600壓彎無(wú)撕裂 每塊試板取3樣本切片觀察,3點(diǎn)橫向壓彎

B 250 27 變形較大,焊縫成型一般 完全熔合,有氣孔、裂紋傾向 600壓彎輕微撕裂

C 300 32 變形大,焊縫表面不光滑,咬邊 熔合,局部氣孔,熔合區(qū)微裂紋 600壓彎嚴(yán)重撕裂

2 A 180 20 變形小,焊縫成型優(yōu)良 完全熔合,無(wú)夾渣、氣孔、裂紋 600壓彎無(wú)撕裂 每塊試板取3樣本切片觀察,3點(diǎn)橫向壓彎

B 250 27 變形較大,焊縫成型一般,焊瘤 完全熔合,有氣孔、裂紋傾向 600壓彎輕微撕裂

C 300 32 變形大,焊縫表面不光滑,咬邊表面縱向裂紋 熔合,局部氣孔,熔合區(qū)微裂紋 600壓彎嚴(yán)重撕裂

表6

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并 參考電流經(jīng)驗(yàn)公式I=Kd(《焊接工藝人員手冊(cè)》P39,)及焊接電流對(duì)氣孔的影響和焊接電流對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響(《焊接數(shù)據(jù)資料手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社),并經(jīng)多人實(shí)際操作,優(yōu)選最佳工藝參數(shù),制定焊接工藝。

(2)焊接坡口設(shè)計(jì)

搖籃架“米”字焊縫結(jié)構(gòu)如圖—5所示,其中焊縫1、2、3、4、5為主受力焊縫,裂紋擴(kuò)展如上圖,件A和焊縫1接觸的地方預(yù)留減應(yīng)力孔,既可減小應(yīng)力集中,又可防止裂紋由焊縫4或5擴(kuò)展至焊縫1,絕對(duì)不允許焊上該孔。工字鋼插口用氧—乙炔切割,特別注意不能傷及工字鋼腹板。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。

由圖—6(帶坡口的角焊縫強(qiáng)度與坡口深度的關(guān)系圖)(熔接工學(xué),佐藤邦彥等著,理工學(xué)社,1979)可見(jiàn),當(dāng)P(坡口深度)>K(焊腳)且P>14mm時(shí),角焊縫的強(qiáng)度明顯提高,因此焊縫1采用單邊450“V”坡口,背面氣刨清根并開(kāi)出坡口,既能保證焊透,又可提高焊縫強(qiáng)度,使搖籃架當(dāng)三角筋板因開(kāi)裂而失去加固作用時(shí)仍具有一定的剛性。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。

4、實(shí)施

按以上設(shè)計(jì)經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),優(yōu)選最佳工藝,制定搖籃架“米”字焊縫。畢業(yè)論文,質(zhì)量通病。

篇7

關(guān)鍵詞：鋁電解 工藝 技術(shù)管理

中圖分類號(hào)：O646.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

鋁水平過(guò)高或過(guò)低對(duì)電解過(guò)程都有影響。鋁水平過(guò)高，散熱量增大，會(huì)使槽底發(fā)冷，沉淀增多或結(jié)殼，電解質(zhì)水平降低。鋁液水平過(guò)低，陽(yáng)極浸入電解質(zhì)過(guò)深，使電解質(zhì)溫度上升，槽四周結(jié)殼熔化，槽底沉淀或結(jié)殼熔化，爐膛擴(kuò)大，電解質(zhì)水平升高，陽(yáng)極氣體排出困難。鋁水平過(guò)低時(shí)，鋁液穩(wěn)定性差，最易出現(xiàn)槽電壓擺動(dòng)，造成電流效率下降。為此，無(wú)論電解質(zhì)水平和鋁液水平都應(yīng)適時(shí)調(diào)整，才能有較高的電流效率。

1、鋁電解的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

鋁電解生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)非線性、多變量、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，隨著電解槽信息化的不斷深入，大量重要的鋁電解生產(chǎn)數(shù)據(jù)得以積累，如何進(jìn)一步有效利用鋁電解生產(chǎn)數(shù)據(jù)資源，將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為知識(shí)資源，將工藝技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員從日常報(bào)表中解脫出來(lái)，讓數(shù)據(jù)指導(dǎo)電解生產(chǎn)，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)決策知識(shí)，實(shí)時(shí)分析電解槽生產(chǎn)狀態(tài)，及時(shí)找到病槽發(fā)生的原因，是當(dāng)前鋁電解生產(chǎn)急需解決的問(wèn)題之一。

不同的槽型及同一槽型每臺(tái)槽，都有其最合適的電解質(zhì)水平和鋁水平，同時(shí)也與其他技術(shù)參數(shù)和操作制度有著密切聯(lián)系。電解質(zhì)水平高時(shí)，電解槽有較大的熱穩(wěn)定性，電解溫度波動(dòng)小，增大了陽(yáng)極和電解質(zhì)的接觸面積，能使槽電壓減小。但電解質(zhì)水平過(guò)高時(shí)，則使陽(yáng)極浸入電解質(zhì)過(guò)多，陽(yáng)極氣體不易排除，造成電流效率下降、陽(yáng)極底掌消耗不均或長(zhǎng)包。電解質(zhì)水平低時(shí)，電解槽的熱穩(wěn)定性差，氧化鋁的溶解性差，易產(chǎn)生沉淀，效應(yīng)增多；溫度過(guò)低時(shí)，易出現(xiàn)電解質(zhì)表面過(guò)熱或出現(xiàn)病槽，造成電流效率下降。

2、鋁電解存在的技術(shù)不足

(1)技術(shù)水平參差不齊、生產(chǎn)指標(biāo)相差懸殊。不同的槽型由于采用電流等級(jí)以及工藝技術(shù)的差異，導(dǎo)致電解生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)存在較大的差別。即使對(duì)于大型預(yù)焙鋁電解槽，由于開(kāi)發(fā)時(shí)間短，同時(shí)在生產(chǎn)領(lǐng)域的深層次開(kāi)發(fā)明顯不足，致使實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大。

(2)缺乏對(duì)陰極破損機(jī)理與規(guī)律掌控基礎(chǔ)上的技術(shù)開(kāi)發(fā)和提高槽壽命的技術(shù)措施的研究。電解槽難以達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，早期破損率高。影響我國(guó)大型槽壽命因素除了陰極炭素材料質(zhì)量原因外，電解槽的設(shè)計(jì)、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等均存在問(wèn)題。其原因是我國(guó)尚缺乏對(duì)鋁電解槽破損(常稱為陰極破損)機(jī)理與規(guī)律的深入掌握以及在此基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)開(kāi)發(fā)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施研究。隨著電解槽容量的不斷擴(kuò)大，槽壽命問(wèn)題就更加突出。

(3)缺乏先進(jìn)的工藝技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。由于我國(guó)300kA以上級(jí)的特大型預(yù)焙鋁電解槽投入工業(yè)應(yīng)用的時(shí)間短，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此在電解槽前期通電焙燒啟動(dòng)、后期維護(hù)生產(chǎn)管理等方面又不能完全照搬以前在大型預(yù)焙槽上的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)(這些經(jīng)驗(yàn)也有很大局限性)；焙燒啟動(dòng)過(guò)程中電流分布不均，焙燒啟動(dòng)過(guò)程中的能耗高；投入運(yùn)行后電解槽的物理場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng)、流場(chǎng))容易波動(dòng)，熱平衡的維持較困難；陽(yáng)極效應(yīng)發(fā)生后熄滅困難，且由于電解槽的慣性大，一旦出現(xiàn)槽況波動(dòng)或槽況異?，F(xiàn)象，很難快速恢復(fù)正常。

(4)工藝技術(shù)裝備落后，污染嚴(yán)重。一些企業(yè)為了滿足國(guó)家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策的要求，對(duì)原有的側(cè)插自焙鋁電解槽進(jìn)行預(yù)焙化技術(shù)改造，但其技術(shù)仍是國(guó)家限制的100kA以下的小型預(yù)焙化生產(chǎn)技術(shù)，有的雖然進(jìn)行了濕法改干法的煙氣凈化技術(shù)，但未對(duì)供料系統(tǒng)進(jìn)行濃相輸送改造，有的根本沒(méi)有進(jìn)行煙氣凈化系統(tǒng)改造，電解生產(chǎn)密閉性差。生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境污染嚴(yán)重，而且氧化鋁、氟化鹽等原材料的消耗非常高，企業(yè)效益低，有的舉步維艱，隨時(shí)面臨淘汰的危險(xiǎn)。

3、槽控軟件與鋁電解技術(shù)配置結(jié)合升級(jí)

目前高溫在線監(jiān)測(cè)材料太昂貴，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)性應(yīng)用，但往往懂電解工藝的人不懂控制建模，熟練建?？刂频娜擞植荒芡耆珔⑼腹に嚰夹g(shù)配置，兩者的脫節(jié)使得槽控軟件的升級(jí)變得困難。近幾年，國(guó)內(nèi)某些鋁廠聯(lián)合設(shè)計(jì)院也加強(qiáng)了槽控軟件結(jié)合技術(shù)優(yōu)化配置的研究，如國(guó)內(nèi)的近幾年研究出的雙平衡控制軟件、三度尋優(yōu)控制軟件技術(shù)等正是基于理解并把握電解工藝技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合適當(dāng)提高設(shè)定電壓、提高電流效率這一技術(shù)理論思路上，進(jìn)一步研發(fā)出的槽控軟件，該軟件在物料平衡的基礎(chǔ)上引入能量平衡概念，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度、氧化鋁濃度的最佳配置。一定程度上提高了電流效率，降低了直流電耗。

根據(jù)現(xiàn)代大型預(yù)焙陽(yáng)極電解槽設(shè)計(jì)理念和經(jīng)國(guó)際通用大型計(jì)算軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)的電解槽物理場(chǎng)，結(jié)合地坑式廠房通風(fēng)模擬結(jié)果，槽內(nèi)襯半石墨質(zhì)陰極碳?jí)K在國(guó)內(nèi)首次采用了高斜面人造伸腿，生產(chǎn)槽槽爐幫規(guī)整、厚、結(jié)實(shí)，槽內(nèi)襯使用壽命已超過(guò)1400天。采用24組新型預(yù)焙陽(yáng)極，并將碳?jí)K錐形平臺(tái)減肥、拔高，增加碳?jí)K有效高度，延長(zhǎng)碳?jí)K使用周期，減少了殘極量，降低了陽(yáng)極消耗，陽(yáng)極毛耗為480Kg/t.Al，降低了14.2%。將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的整流柜、空壓機(jī)、鑄錠設(shè)備的循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)集為一體，取代冷卻塔、水泵、循環(huán)池等設(shè)備，用外觀景觀效果好，設(shè)備投資及維修費(fèi)用低的新的冷卻系統(tǒng)代替，該系統(tǒng)就是利用廠區(qū)地形，通過(guò)管道自流匯總，將需冷卻的熱水通過(guò)管道流入小溪、湖泊，并根據(jù)需要，因地制宜地設(shè)置一些瀑布、噴泉、水車等景觀設(shè)施，在此過(guò)程中通過(guò)水的自然蒸發(fā)散熱使水溫降低，循環(huán)水經(jīng)過(guò)過(guò)濾池過(guò)濾后，用泵提升至需要冷卻水的設(shè)備繼續(xù)使用，既達(dá)到冷卻降溫效果，又美化了環(huán)境，還節(jié)省能源。在鋁電解控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，全廠建成集鋁電解生產(chǎn)監(jiān)控，鋁廠供電系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控，生產(chǎn)辦公、調(diào)度查詢?yōu)橐惑w的綜合網(wǎng)絡(luò)，并和因特網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，使生產(chǎn)、職能、主管能夠一步化，交互式管理得到完善，生產(chǎn)辦公全部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，擺脫時(shí)間和地域的限制，實(shí)現(xiàn)了協(xié)同工作與知識(shí)管理，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化和遠(yuǎn)程辦公。

因此，要正確分析我國(guó)大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)外存在的差距，才能從整體上提高我國(guó)電解鋁生產(chǎn)技術(shù)水平，達(dá)到大幅度節(jié)能降耗，進(jìn)一步有效降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)電解鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)我國(guó)電解鋁工業(yè)技術(shù)水平全面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平具有十分重要意義。

參考文獻(xiàn)：

篇8

關(guān)鍵詞:電解鋁；煙氣煙氣凈化系統(tǒng)；集氣效率；干法凈化

Abstract: the aluminum electrolysis is a complex process, can produce many pollution gases in the preparation process of aluminum, the aluminum process were described simply, and then illustrates the process of aluminum electrolysis flue gas purification technology, and then puts forward several factors that influence the efficiency of gas collecting aluminum electrolysis flue gas purification system, finally to improve the gas collection efficiency and puts forward some suggestions and improvement measures, the system of production is of great help to the aluminum electrolysis flue gas purification.Keywords: electrolytic aluminum; flue gas purification system; collection efficiency; dry cleaning

中圖分類號(hào)：TM535+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 前言

在現(xiàn)代社會(huì)，鋁制品在家庭和社會(huì)中的應(yīng)用越來(lái)越多，但是了解制鋁過(guò)程的人是不多的，真正了解制鋁詳細(xì)工藝的人更是少之又少。電解鋁是一種消耗能源眾多、對(duì)環(huán)境污染大的重要產(chǎn)業(yè)，鋁電解煙氣凈化中污染物的回收效率直接與鋁電解煙氣凈化集氣效率相關(guān)，要想使鋁電解過(guò)程中產(chǎn)生的污染物變少，必須提高凈化系統(tǒng)的集氣效率,這就必須全面考慮從多方面改善。

2 鋁電解煙氣凈化工藝流程

濕法凈化和干法凈化是鋁電解煙氣凈化的兩種主要方法，更具以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),一般選擇干法凈化技術(shù)，因?yàn)檫@種方法不僅生產(chǎn)工藝容易控制、生產(chǎn)環(huán)節(jié)少、作業(yè)環(huán)境條件好、工藝操作簡(jiǎn)單，并且最終具有良好的凈化效果，對(duì)環(huán)境污染程度低。根據(jù)新的環(huán)境法律要求，濕法凈化回收系統(tǒng)已不符合現(xiàn)在的環(huán)境要求，在當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)顯得落后，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在使用濕法凈化工藝的均已進(jìn)行改造。按照嚴(yán)格定義，所謂干法凈化就是用一種物質(zhì)將污染氣體中的有害氣體吸附過(guò)來(lái)的方法，前提條件是這種物體必須是固體，技術(shù)人員將這種具有吸附作用的物質(zhì)叫做吸附劑，煙氣中被吸附出來(lái)的氣體稱為吸附質(zhì)。具體來(lái)說(shuō)，干法凈化就是利用鋁產(chǎn)生的三氧化二鋁將產(chǎn)生的煙氣中的氟化氫等污染物吸附出來(lái)的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，三氧化二鋁做的是吸附劑，氟化氫是吸附質(zhì)，并生最終將生成的三氟化鋁運(yùn)回電解槽再次利用,這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁電解煙氣中的相關(guān)污染物的回收再利用, 通過(guò)這一步驟，也可以降低對(duì)氟化鹽的消耗。這個(gè)化學(xué)反應(yīng)是在一定溫度下反映的，反應(yīng)中同時(shí)還生成了對(duì)環(huán)境無(wú)害的水。

就通風(fēng)方式來(lái)說(shuō)，鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)的通風(fēng)方式是比較復(fù)雜的，這個(gè)過(guò)程需要將局部通風(fēng)和全面通風(fēng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，這樣可以更好地對(duì)鋁電解中產(chǎn)生的污染物進(jìn)行有效控制。利用電解槽來(lái)收集生產(chǎn)過(guò)程中的有害氣體，然后將這些氣體導(dǎo)入干法凈化系統(tǒng)，技術(shù)人員把這些氣體稱為一次集氣。具體的干法凈化系統(tǒng)工藝流程如下:在主排煙風(fēng)機(jī)的推動(dòng)下，通過(guò)導(dǎo)管將電解槽收集的氣體導(dǎo)入主煙管，在其內(nèi)部這些污染氣體與三氧化二鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在這個(gè)反應(yīng)中將產(chǎn)生的污染氣體中的氟化氫氣體轉(zhuǎn)化為固態(tài)的三氟化鋁，最后經(jīng)過(guò)分離過(guò)程將這些固體產(chǎn)物分離出來(lái)，然后通過(guò)相關(guān)管道將這些固體產(chǎn)物輸送到電解鋁反應(yīng)槽中使用，經(jīng)分離后的凈化氣體直接排放到大氣中；對(duì)于那些通過(guò)集氣罩縫隙進(jìn)入的少量的煙氣，最終經(jīng)過(guò)多重因素的作用也排放到大氣中，對(duì)環(huán)境造成了一定程度的污染，從始至終這些氣體沒(méi)有經(jīng)過(guò)干法凈化集氣系統(tǒng)處理，這些氣體是對(duì)環(huán)境有害的我們稱其為無(wú)組織排放氣體。從整個(gè)生產(chǎn)工藝來(lái)看,首次對(duì)這些廢棄的集中效率（簡(jiǎn)稱集氣效率）是決定鋁電解煙氣中污染氣體凈化回收的根本因素，如果集氣效率越高，那么無(wú)組織排放的污染氣體就會(huì)更少，因此，集氣效率決定著整個(gè)凈化系統(tǒng)的凈化效率。

3 鋁電解煙氣系統(tǒng)集氣效率的影響因素及其控制

通俗的來(lái)講，所謂鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)的集氣效率是指所凈化的氣體占電解過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣總量的百分?jǐn)?shù),因此，有多種因素影響著集氣效率，主要包括以下幾點(diǎn)：

3.1 鋁電解槽槽型對(duì)集氣效率的影響

電解槽的形狀是多式多樣的，不同的電解槽有著不同形狀和加工工藝，并且密閉程度也有很大差異，因此最終的集氣效率也就明顯不同。中間下料預(yù)焙槽是最好的，這種槽的集氣罩為平板圓弧式，密閉性十分良好，并且具有加入原料時(shí)不用打開(kāi)集氣罩的優(yōu)點(diǎn)，采用這種電解槽時(shí)集氣效率高達(dá)98%以上；而上插棒槽電解槽，為裙式集氣罩所，集氣效率明顯不高一般在70%左右；旁插槽是介于上面兩種之間的另一種電解槽，其主要采用的是槽罩或槽簾來(lái)進(jìn)行密閉，集氣效率一般不超過(guò)90%；邊部加工預(yù)焙槽又是一種不同的電解槽，這種槽雖然密閉性十分良好，但是由于需要多次打開(kāi)和關(guān)閉罩子，從而導(dǎo)致了集氣效率只能達(dá)到80%～90%； 由上面對(duì)比可知，中間下料預(yù)焙槽是最為優(yōu)良的，這種槽不僅密封性能好，而且且加工起來(lái)方便十分，更為重要的是具有很高的集氣效率，在目前的生產(chǎn)中應(yīng)用最多，國(guó)內(nèi)外采用其它型號(hào)的廠家都通過(guò)不同的方法將其改進(jìn)為中間下料預(yù)焙槽。

3.2 鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)布局對(duì)集氣效率的影響

合理的布局對(duì)一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)至關(guān)重要，因?yàn)檫@直接決定著生產(chǎn)工的復(fù)雜程度和生產(chǎn)效率的高低。鋁電解生產(chǎn)也一樣，布局方式直接影響著鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)的集氣效率，因此，必須對(duì)其合理的布局，最為重要的是管道布局方式必須合理，因?yàn)楣艿啦季植粌H影響最終管道的長(zhǎng)度，而且還決定著阻力系數(shù)，這些直接決定著生產(chǎn)中管道的壓力損失,在相同的風(fēng)壓下，如果電解槽集氣罩內(nèi)的負(fù)壓越大，那么漏氣量也就越小，集氣效率同時(shí)也就越高；選擇一個(gè)合適的主排煙風(fēng)機(jī)，這樣可以確保負(fù)壓滿足。

3.3 生產(chǎn)運(yùn)行控制對(duì)集氣效率的影響

首先，電解槽支煙管調(diào)節(jié)閥門開(kāi)啟的角度直接影響著集氣效率。在鋁電解煙氣凈化過(guò)程中通常采用的通風(fēng)方式為集中機(jī)械式，在這種通風(fēng)方式下所有生產(chǎn)設(shè)備和原件都處在管道系統(tǒng)的負(fù)壓區(qū)，這嚴(yán)重影響了生產(chǎn)運(yùn)行控制，在初期的設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然采取了一定的措施管徑調(diào)節(jié)和阻力平衡計(jì)算，但是所有的電解槽集氣罩的支煙管的直徑都是相同的，并且在管道內(nèi)部受到氣體摩擦阻力和管道的局部阻力的影響，使得負(fù)壓逐步減小，更為重要的是電解槽集氣罩排煙量是通過(guò)支煙管的相關(guān)調(diào)節(jié)閥門的調(diào)節(jié)來(lái)作用的，在正常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中，這些閥門具有十分重要的作用，如果閥門開(kāi)啟過(guò)大或過(guò)小，則會(huì)出現(xiàn)很多不利，直接使集氣效率降低。其次，影響集氣效率的重要因素之一是鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)的密封性能，因此，在實(shí)際操作和管理中應(yīng)該重點(diǎn)管理，提高現(xiàn)場(chǎng)操作人員的操作水平。

4 提高鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)集氣效率的途徑

4.1 選擇合理的設(shè)計(jì)和合適的設(shè)備

設(shè)計(jì)是否優(yōu)良，對(duì)任何生產(chǎn)企業(yè)都十分重要。鋁電解也不例外，必須選擇一分優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，另外結(jié)合具體設(shè)計(jì)和實(shí)際情況應(yīng)該選擇合理的設(shè)備，例如在選擇電解槽時(shí)應(yīng)該選擇像中間下料預(yù)焙槽這樣效率明顯高，并且應(yīng)該選用密閉性最好的電解槽設(shè)計(jì)；在管道方面的相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該最大限度的縮短主煙管長(zhǎng)度,這樣不僅可以降低系統(tǒng)的摩擦阻力，而且還節(jié)約出大量的管線。

4.2 加強(qiáng)管理水平

同樣的一臺(tái)機(jī)器一個(gè)熟練工和一個(gè)新工人生產(chǎn)出來(lái)的設(shè)備相差很大，并且單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)目也有很大差異。因此，必須采取措施提高生產(chǎn)操作人員的操作水平、操作質(zhì)量,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工人的培訓(xùn)和知道，確保每一次都能使集氣罩蓋板蓋放嚴(yán)密、爐門關(guān)閉嚴(yán)密,這樣可以極大地提高集氣罩自身的密閉性，對(duì)提高集氣效率有很大幫助。

4.3 合理調(diào)節(jié)電解槽支煙管調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)啟角度。

不同的閥門在不同階段有著不同的開(kāi)啟角度，這樣才能使集氣效率最大。在實(shí)際生產(chǎn)中，要根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)節(jié)好各種閥門的角度,在調(diào)節(jié)過(guò)程中要保證所有電解槽集氣罩內(nèi)負(fù)壓均衡。

4 結(jié)束語(yǔ)

任何一個(gè)成功的企業(yè)，都有其自己獨(dú)特的一套人力資源管理模式，人力資源管理是企業(yè)管理的核心，因?yàn)檫@不僅決定著生產(chǎn)效率和利益，更是直接影響著企業(yè)是否能長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。鋁電解工業(yè)也不例外，不僅要從技術(shù)上和工藝上有所創(chuàng)新，更要從人力資源管理上抓起，配備一套優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)班子，加強(qiáng)對(duì)員工操作技培訓(xùn)，提高員工素質(zhì)，只有這樣才能開(kāi)創(chuàng)鋁電解集氣效率的新篇章。

參考文獻(xiàn)

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[2] 胡傳鼎.通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

篇9

關(guān)鍵詞：電解車間；防雷接地；絕緣

1 鋁電解廠房防雷接地系統(tǒng)的現(xiàn)狀

某大工業(yè)電解鋁廠，電解產(chǎn)能均在150kt/a，單棟電解廠房外形尺寸為1000mX27mx18m(長(zhǎng)x寬x高)，電解廠房為鋼結(jié)構(gòu)廠房。防雷設(shè)計(jì)安裝三類防雷等級(jí)設(shè)置，廠房所處位置為西北干旱地區(qū)，接地電阻較大。為滿足防雷及配電系統(tǒng)的接地要求，電解鋁車間防雷配置如下：

屋面防雷利用電解金屬屋面彩鋼板，鋼板厚度大于2.0mm,滿足防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，引下線利用鋼結(jié)構(gòu)柱，所有屋面板均與鋼結(jié)構(gòu)柱緊密相連，接地裝置利用混泥土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為自然接地體，為滿足接地電阻的要求，所有基礎(chǔ)鋼筋均用-25x4鍍鋅扁鋼沿基礎(chǔ)外緣1m連接，施工完成后實(shí)測(cè)接地電阻小于4Ω。電解廠部布置如圖一

2 鋁電解廠房的絕緣要求

鋁電解采用電解技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，電解槽采用絕緣安裝，按照相關(guān)規(guī)范，在電解槽的操作區(qū)內(nèi)不能將大地電位引入，凡與電解槽有直接連接的工藝管道均需與接地系統(tǒng)做絕緣處理，所有電解槽的上部用電設(shè)備的配電均采用隔離變壓器供電。

3 電解車間天車灼傷事故現(xiàn)象及情況介紹

1#廠房124#電解槽1#天車正在出鋁，2#廠房408#電解槽處5#天車正將吸鋁管插入電解槽準(zhǔn)備出鋁，此時(shí)發(fā)生天車起弧事故。

經(jīng)檢查1#天車吊鉤上有2處直徑約6mm的灼傷痕跡，吊鉤的升降部分及旋轉(zhuǎn)部分均有多處灼傷點(diǎn)。408#槽和124#槽及其門型架的絕緣全部擊穿；408#槽的煙管絕緣擊穿。

1#、2#、5#、6#天車為進(jìn)口NEL天車。該4臺(tái)車運(yùn)行在靠整流所側(cè)，承受正負(fù)直流電壓約800～900V。

該電解系列2005年投產(chǎn)，在2005年至2010年之間運(yùn)行正常，2010年發(fā)生過(guò)1次同樣現(xiàn)象的事故,事故槽涉及408#槽和6#天車。

4 事故分析

正常情況下兩棟電解廠房?jī)?nèi)電解槽之間的電壓回路見(jiàn)圖二。

當(dāng)兩棟廠房?jī)?nèi)兩臺(tái)電解槽同時(shí)出鋁時(shí)，正負(fù)母線間電壓回路為：124#槽負(fù)極――1#天車――1#廠房建筑物鋼立柱――大地接地線――2#廠房建筑物鋼立柱――5#天車――408#槽正極，在電壓回路中兩臺(tái)天車分別承受約50%的正負(fù)極之間的電壓，由于天車已作多級(jí)絕緣，故能安全產(chǎn)生。

正常生產(chǎn)時(shí)，電壓回路一為：124#電解槽――大地接地線――408#電解槽，在電壓回路中，兩臺(tái)電解槽分別承受約50%的正負(fù)極之間的電壓，由于電解槽已作絕緣，故能安全產(chǎn)生。

正常生產(chǎn)時(shí)，電壓回路二為：124#電解槽――124#電解槽煙管――大地接地線――408#電解槽煙管――408#電解槽，在電壓回路中，由于電解槽煙管已作絕緣，故能安全產(chǎn)生。

事故時(shí)當(dāng)1棟廠房?jī)?nèi)靠近整流所側(cè)的124#槽天車正在出鋁，如果408#槽絕緣損壞或絕緣降低，電壓回路為：正極――408#槽――大地――1#廠房建筑物鋼立柱――1#天車――124#電解槽――負(fù)極，1#天車直接與124#槽內(nèi)鋁水接觸，故承受約900V電壓，若天車絕緣降低，絕緣將被擊穿，天車被灼傷，而124#槽的煙管與1#天車并聯(lián)，由于未直接與鋁水接觸，回路電阻大于1#天車，故煙管被保護(hù)。

如果408#槽絕緣損壞或絕緣降低，電壓回路二為：，正極――408#槽――408#槽煙管――2#廠房建筑物鋼立柱――大地――1#廠房建筑物鋼立柱――1#天車――124#電解槽――負(fù)極，由于1#天車擊穿，煙管承受較高電壓使煙管的絕緣擊穿；由于5#天車與408#槽煙管為并聯(lián)，5#天車的有多級(jí)絕緣，其電阻較煙管大，故煙管被擊穿，5#天車被保護(hù)。

經(jīng)以上分析，筆者認(rèn)為：

（1）1#天車的絕緣已降低，需檢查絕緣；

（2）408#電解槽絕緣也有問(wèn)題，存在絕緣薄弱的位置，致使2次事故均與該槽有關(guān)。

5 結(jié)合事故現(xiàn)象防雷接地系統(tǒng)的改進(jìn)措施

從事故現(xiàn)象看，是由于電解槽及設(shè)備的絕緣下降造成的事故，但是由于兩棟廠房間的接地扁鋼是也是讓高電壓穿越兩棟廠房的原因。

鋁電解廠房環(huán)境差、多塵、有瀝青煙氣和腐蝕性氣體，項(xiàng)目投產(chǎn)的前期由于設(shè)備的絕緣能滿足要求，故能安全生產(chǎn)，經(jīng)個(gè)多年的運(yùn)行，設(shè)備絕緣下降，產(chǎn)生事故的幾率會(huì)大大提高，爭(zhēng)對(duì)上述故障，可采取以下措施來(lái)解決上述問(wèn)題。

（1）為避免因防雷接地系統(tǒng)造成的直流高電壓引入接地的機(jī)械設(shè)備的故障，應(yīng)將防雷接地與配電系統(tǒng)接地網(wǎng)完全分開(kāi)，并將1廠房，2廠房的防雷接地網(wǎng)獨(dú)立，這樣即使在設(shè)備絕緣遭到破壞，由于絕緣破壞的電解槽間電壓較低，對(duì)設(shè)備的傷害可大大降低。

對(duì)新建項(xiàng)目，應(yīng)采用獨(dú)立避雷接地系統(tǒng)，若為鋼廠房，不宜將整個(gè)廠房聯(lián)為一個(gè)接地的整體，尤其避免在電解槽的操作面將接地系統(tǒng)引入，并采取適當(dāng)?shù)慕^緣措施，以保證操作面的安全。

（2）對(duì)現(xiàn)有設(shè)備加強(qiáng)檢修，并加裝絕緣監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)車間內(nèi)設(shè)備絕緣下降時(shí)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，及時(shí)安排檢修，避免事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)；

1《有色金屬冶煉廠電力設(shè)計(jì)規(guī)范》YS5002-96

2《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)電力出版社 第三版

篇10

【關(guān)鍵詞】：電子秤；阻容 ； 設(shè)計(jì)；降低；故障

Abstract: This paper combine with electrolysis multi-function overhead traveling crane operation, analyzes the cause of the failure of the multi-function overhead traveling crane electronic scale, according to the actual situation, proposed solution to the problem.Key words: electronic scales; RC; design; reduced; failure

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：2095-2104（2012）01-0020-02

一、概述

電解多功能天車是機(jī)、電、液、氣一體化的大型鋁電解專用機(jī)組。要完成預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解出鋁及計(jì)量作業(yè)。目前，鋁電解多功能天車電源采用三相四線制引入, 供電電壓為3×(380V±10%)、頻率50±0.5Hz。考慮變頻器易產(chǎn)生諧波干擾等問(wèn)題,在大車上設(shè)電源隔離干式變壓器，電機(jī)采用屏蔽型電纜，電子秤采用重慶大學(xué)PTM系列電子秤。

二、存在問(wèn)題

由于電解強(qiáng)磁場(chǎng)，大電流的原因，造成電解多功能天車在運(yùn)行過(guò)程中，容易因電磁干擾，發(fā)生雜波及尖峰電流燒損電子秤主電路板電氣原件，使電子秤發(fā)生故障。

三、原因分析

電解廠鋁電解多功能天車電子秤在設(shè)計(jì)安裝時(shí)考慮三相電源易產(chǎn)生諧波干擾等問(wèn)題,在大車上設(shè)電源隔離干式變壓器，而非線形負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，使變壓器低壓側(cè)諧波電壓升高，低壓側(cè)負(fù)荷由于諧波干擾而影響正常工作，另一方面諧波電壓又通過(guò)供電變壓器傳遞到高壓側(cè)干擾其它用戶。在三相回路中，諧波電流是零序電流，零序電流在中性線中是相互疊加的。零序諧波電流主要是由三相四線制非線性設(shè)備產(chǎn)生的，使供電系統(tǒng)中的中性線電流很大。當(dāng)中性線上有較大的諧波電流時(shí)，中性導(dǎo)線的阻抗在諧波下能產(chǎn)生大的中性線電壓降，此中性線電壓降以共模干擾形式干擾各種微電子系統(tǒng)的正常工作，使控制設(shè)備和精密儀器工作不可靠，故障率高。因而這種方法不能有效的降低電子秤的故障率。同時(shí)，由于廠家在設(shè)計(jì)多功能天車時(shí)，未能采取合理的安裝技術(shù)，使得多功能天車容易發(fā)生各部位之間的絕緣破損，造成將直流電（電解槽用直流電為330kA）竄入多功能天車各部位，產(chǎn)生交直流短路現(xiàn)象，燒損電子秤主電路板電氣原件，使電子秤發(fā)生故障。

四、解決問(wèn)題的方案

為了解決這些影響電子秤正常工作的問(wèn)題，就要消除電路中存在的電磁諧波，及交流電路中的直流成分，結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及多次試驗(yàn)，除解決多功能天車絕緣部位存在的問(wèn)題，確保電解多功能天車絕緣良好的情況下，為了徹底解決電子秤故障率高的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了阻容吸收器這種裝置，將其加在電子秤交流輸入側(cè)，增大整流阻抗使整流重疊角增大，減小高次諧波電流。同時(shí)有效過(guò)濾電路中的直流成分，從而降低電子秤的故障率，提高天車運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，保證了正常生產(chǎn)，可最大限度地減少設(shè)備備件費(fèi)用。

阻容吸收器是對(duì)真空開(kāi)關(guān)開(kāi)斷產(chǎn)生的操作過(guò)電壓，專用的保護(hù)設(shè)備（又稱RC保護(hù)器）。它是將高壓電容器和專用無(wú)感線性電阻串聯(lián)后接入電網(wǎng)的一種吸收過(guò)電壓的有效電源保護(hù)元件。

1、阻容吸收器的濾波原理

2、RC低通濾波電路之輸出訊號(hào)振幅與頻率的關(guān)系

3、接入電子秤的RC低通濾波電路

根據(jù)幅頻、相頻特性公式：

分析可知，當(dāng)f（頻率）很小時(shí)，A(f)=1，信號(hào)不衰減的通過(guò)；當(dāng)f很大時(shí)， A(f)=0，信號(hào)完全被阻擋，不能通過(guò)，滿足濾波要求。

五、效果評(píng)價(jià)

由于本方法只需在電子秤交流輸入側(cè)安裝阻容吸收器，實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單方便，即便三相電源因其他因素影響而產(chǎn)生高次諧波電流，也不會(huì)使電子秤產(chǎn)生較高的故障率，從而保證鋁電解多功能天車的正常生產(chǎn)，填充了鋁電解多功能天車原始設(shè)計(jì)工藝上的缺陷，使得鋁電解多功能天車的運(yùn)行更加趨于穩(wěn)定，所以該發(fā)明使用效果良好。

目前，在青海黃河水電再生鋁業(yè)有限公司電解廠鋁電解多功能天車機(jī)組上應(yīng)用一年多以來(lái)，電子秤的故障率得到明顯下降，電子秤的故障率由原來(lái)的7.56%降低到現(xiàn)在的1.31%，年節(jié)約了成本約60萬(wàn)余元，同時(shí)該裝置可推廣到其他設(shè)備保護(hù)中，起到良好的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：滿朝元 男生于1969.4