論鋁電解生產(chǎn)中各種技術(shù)要求

摘 要：鋁電解過程中所使用的技術(shù)要求會影響鋁產(chǎn)品質(zhì)量，同時關(guān)系到生產(chǎn)加工的整體結(jié)構(gòu)。如果采用合理、科學(xué)的電解技術(shù)，不但可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，同時還有提升自身企業(yè)的聲譽，因此研究鋁電解技術(shù)對企業(yè)的健康發(fā)展可謂舉足輕重。

關(guān)鍵詞：鋁電解 技術(shù) 生產(chǎn)效率

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

我國的鋁電解技術(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，一旦在電解過程中，技術(shù)出現(xiàn)失誤那么就會引起很多的問題，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)信譽和口碑造成嚴(yán)重影響，可見掌握鋁電解技術(shù)并合理使用對企業(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)。而電解鋁的主要來源是由一些氧化鋁制造公司的氧化鋁貯運系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)運的方式運至5000 t中間貯槽的，這些電解鋁的原材料首先是要通過計量的，計量后才能由帶式輸送機直接輸送電解車間三個日用新鮮氧化鋁貯槽內(nèi)以便使用，二系列電解生產(chǎn)過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，由氣力提升機送入載氟氧化鋁貯槽，再由超濃相輸送系統(tǒng)送至每臺電解槽的料箱內(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，一般所使用的陽極組，許多都是供給都是來自于陽極組裝車間。生產(chǎn)過程中不可避免的會出現(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)的處理通常包括對殘極組進(jìn)行電解質(zhì)清理同時還有殘極壓脫機及磷鐵環(huán)壓脫機處理。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極生產(chǎn)車間重復(fù)使用；首先對鋁導(dǎo)桿按工藝要求進(jìn)行處理后，然后與新陽極重新組裝成陽極組使用。生產(chǎn)過程中從殘極上清理下來的電解質(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)破碎工段對其進(jìn)行破碎，緊接著由汽車槽車送至兩個電解廠房間的電解質(zhì)貯槽，通過風(fēng)動溜槽送到電解多功能機組工具小車料箱內(nèi)，這樣處理后的材料由多功能機組加入到電解槽殼面上作為換極時的覆蓋料。在鋁電解加工過程中所使用的直流電能，均是來自距離比較近的整流所，這種直流電也要通過相應(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)出來的液態(tài)原鋁產(chǎn)品，并不能隨便處理，需要通過相應(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（陽極開槽、陰極異形、三場控制等）；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、磁場控制水平、機械化、自動化程度大幅度改進(jìn)

2.1 電解槽的選擇

電解車間的鋁電解槽可以說是電解鋁廠生產(chǎn)中的核心設(shè)備，因為鋁電解槽的技術(shù)水平在很大程度上就可以代表鋁廠的技術(shù)水平。近年來伴隨著電解槽容量的不斷增大，電流所產(chǎn)生的磁場會對槽內(nèi)熔體的流動及波動產(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組非常關(guān)鍵。因為它可以保證電解鋁生產(chǎn)的正常進(jìn)行，進(jìn)而提高工作效率，降低工人勞動強度，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，應(yīng)及時修補，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，就應(yīng)該檢查是否電解槽泄漏，應(yīng)及時修理。平時，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溶液析出。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有結(jié)晶時，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)計方案

電解車間的電解槽周圍，由于母線及內(nèi)部的電流會在熔體中產(chǎn)生磁感應(yīng)，這種磁感應(yīng)強度不穩(wěn)定，它會與熔體中的電流會相互作用以產(chǎn)生電磁力，也就是這種電磁力才能導(dǎo)致了熔體的流動、鋁液隆起以及鋁液、電解質(zhì)界面的波動等諸多問題。過快的熔體流動會嚴(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都可以加劇電解質(zhì)中溶解鋁與陽極底部二氧化碳的反應(yīng)，降低了電流的利用效率，同時，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)定性的要求作為評判電解槽母線設(shè)計優(yōu)劣的最重要的標(biāo)準(zhǔn)；也就是我們通常所說的母線的設(shè)計，這不僅僅是計算磁感應(yīng)強度的問題，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)定性來分析和優(yōu)化設(shè)計母線配置，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、鋁保持爐、鑄造機組等鋁電解設(shè)備。因為我國國產(chǎn)鋁錠連續(xù)鑄造機組技術(shù)水平有限，因此在產(chǎn)能上較低，同時也影響著鑄錠質(zhì)量，所以我國國外鋁錠連續(xù)鑄造機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，那么就可能因為產(chǎn)能、質(zhì)量、機械故障等問題無法滿足企業(yè)的需要。因此，我國的大型鋁廠主要進(jìn)口國外的鋁錠連續(xù)鑄造機組。鋁錠連續(xù)鑄造機組作為一個組合式設(shè)備，如果一臺機械發(fā)生故障，那么就會導(dǎo)致整個鋁錠連續(xù)鑄造機組無法進(jìn)行生產(chǎn)使用，即所謂的“牽一發(fā)而動全身”。所以我國必須要從國外引進(jìn)先進(jìn)的鋁錠連續(xù)鑄造機組，同時生產(chǎn)車間要有備用的鋁錠連續(xù)鑄造機，作為應(yīng)急設(shè)備。

通過以上的研究分析，通過對電解技術(shù)的合理選取將大大提高鋁電解的生產(chǎn)過程，大大減少產(chǎn)品的原材料的浪費、大大提高企業(yè)的影響水平、大大提高企業(yè)的綜合實力。

3 結(jié)論

綜上所述，科學(xué)采用鋁電解的技術(shù)，一方面，可以大大縮短鋁電解時間過程，提高電解速率；另一方面，因電解效率的提高間接節(jié)約了企業(yè)成本，即提高企業(yè)盈利。因此，本文對鋁電解技術(shù)的研究希望為我國的鋁電解行業(yè)提供有價值的參考。