預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能降耗途徑研究

侯 偉

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院 冶金工程系，甘肅 蘭州 730020）

隨著這些年來中國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了一個(gè)極速化的發(fā)展驅(qū)動(dòng)，鋁制品行業(yè)呈現(xiàn)了一個(gè)行業(yè)快速膨脹、經(jīng)濟(jì)極速飛升的狀態(tài)。但是，與此同時(shí)，這個(gè)行業(yè)還有一個(gè)比較難以改善的情況，那就是產(chǎn)品的產(chǎn)量太低，社會(huì)效率過于低能。在這樣的對(duì)比情況下，整個(gè)鋁制品行業(yè)的開放性市場(chǎng)都處于一片低迷的氛圍中。目前的市面上，我們能夠了解到的就是一部分大中型企業(yè)僅僅能夠做到正常經(jīng)營(yíng)，但是很難做到收入飛漲。在這樣的基本經(jīng)營(yíng)下，大部分的企業(yè)都不得不進(jìn)行整頓或者升級(jí)，否則等待他們的就是破產(chǎn)的結(jié)果。為了降低各類材料成本上的消耗，負(fù)責(zé)研發(fā)設(shè)計(jì)的專項(xiàng)人員不得不將目光投向了降低電解能耗的方向。

隨著鋁制品行業(yè)的降低電解趨向愈發(fā)明顯化，專門負(fù)責(zé)研發(fā)和設(shè)計(jì)的專項(xiàng)人員已經(jīng)明確了其整改方向，包括電解質(zhì)溶液的配比、電解材料的消耗、以及電解的時(shí)間控制等類方面。在“大數(shù)據(jù)”的時(shí)代背景下，經(jīng)由網(wǎng)路這樣的大型公眾平臺(tái)的普及，電解技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同區(qū)域下的同步更迭，實(shí)現(xiàn)了飛速的爆裂式增長(zhǎng)[1]。它不僅能夠在整個(gè)鋁制品行業(yè)中充當(dāng)材料管制員的角色，還能夠?yàn)殇X制品的出產(chǎn)提供絕對(duì)的保護(hù)罩。在網(wǎng)路這個(gè)平臺(tái)面前，我們必須得明了這個(gè)平臺(tái)是虛幻的，在這個(gè)過程中，不了解不認(rèn)識(shí)的對(duì)方通過網(wǎng)路這個(gè)公眾平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)條件下的傳輸，進(jìn)行信息換易，同時(shí)，他們還可以進(jìn)行技術(shù)的公開發(fā)表，等等[2]。他帶來了便利的同時(shí)，也帶來了挑戰(zhàn)。近來，由于市場(chǎng)需求的增強(qiáng)，電解過程的節(jié)能降耗問題必須提上日程。提升預(yù)焙陽極鋁電解技術(shù)，為整個(gè)鋁制品的制作降低能耗成為眾人矚目的焦點(diǎn)。

1 預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能降耗途徑分析

1.1 選擇合適的鋁電解槽

鋁電解槽的設(shè)計(jì)在整個(gè)預(yù)焙陽極鋁電解過程中都是解決電解能耗的最關(guān)鍵因素。整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方向主要依據(jù)電解槽的不同類型來進(jìn)行分析，選擇一種更為節(jié)省能耗，提升效率的類型作為優(yōu)化選擇方案是解決節(jié)能降耗問題的基礎(chǔ)。

1.2 優(yōu)化鋁電解槽

經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的鋁電解槽對(duì)于整個(gè)鋁行業(yè)的預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能問題有著重要的作用。預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能降耗條件下統(tǒng)一的電解槽優(yōu)化問題主要下設(shè)為五個(gè)基本方向，分別是預(yù)焙陽極鋁電解的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)特別高、預(yù)焙陽極鋁電解的技術(shù)操作特別困難、預(yù)焙陽極鋁電解的抗干擾能力必須增強(qiáng)、預(yù)焙陽極鋁電解的波動(dòng)時(shí)間特別長(zhǎng)、預(yù)焙陽極鋁電解爐底壓力特別大。在這五個(gè)方向中，電解問題的優(yōu)化會(huì)關(guān)系到鋁制品的最終的節(jié)能降耗問題，所以節(jié)能降耗這一主題必須穿插于各個(gè)環(huán)節(jié)之間。

1.3 擇選合適的陽極凸臺(tái)

一般來說，大多數(shù)的鋁電解環(huán)節(jié)都經(jīng)由一個(gè)必需的環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)就是陽極凸臺(tái)的操作。不同的鋁電解槽下安排有不同形式的陽極，在不同的陽極條件下安排有不同尺寸的凸臺(tái)[5]。選定兩個(gè)完全不同的凸臺(tái)進(jìn)行操作，分析所產(chǎn)生的鋁制品質(zhì)量，判斷哪個(gè)凸臺(tái)更容易節(jié)能降耗。這兩個(gè)不同的凸臺(tái)在窄度上、凹槽高度上以及磁場(chǎng)運(yùn)作問題上都存在差異。一號(hào)型陽極凸臺(tái)為寬度較窄、凹槽水平高度較高、磁場(chǎng)波動(dòng)較大；二號(hào)型陽極凸臺(tái)為寬度相對(duì)較寬、凹槽水平高度相對(duì)較低、磁場(chǎng)波動(dòng)相對(duì)較小。在這兩種不同的陽極凸臺(tái)下，其對(duì)比結(jié)果如下表1。

由上述結(jié)果可以看出，不同尺寸下的陽極凸臺(tái)對(duì)于鋁制品的最終質(zhì)量有絕對(duì)的影響。凹槽水平高度較低、磁場(chǎng)波動(dòng)相對(duì)較大、凸臺(tái)寬度相對(duì)較窄的凸臺(tái)更能夠降低能耗。

表1 不同陽極凸臺(tái)下的節(jié)能消耗對(duì)比信息

2 預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能降耗途徑功能檢測(cè)分析

在進(jìn)行本文設(shè)計(jì)的預(yù)焙陽極鋁電解的功能檢測(cè)之前，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的備采。在這一實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，為了能夠測(cè)算出本文的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的電解方式對(duì)比下的優(yōu)越性，本次驗(yàn)證采用對(duì)比分析，將本文設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)電解的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究。

2.1 傳統(tǒng)鋁電解數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

對(duì)傳統(tǒng)鋁電解方式下篩取的電解數(shù)據(jù)的耗電量、能耗量、鋁制品質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)備采數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 傳統(tǒng)電解方式取樣分析圖譜信息

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

在使用本文設(shè)計(jì)的途徑經(jīng)歷上述數(shù)據(jù)分化采集處理后，對(duì)電解數(shù)據(jù)的耗電量、能耗量、鋁制品質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得出表3。

表3 本文途徑取樣分析圖譜信息

將表2數(shù)據(jù)與表1數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，在同一情況下，對(duì)電解數(shù)據(jù)的耗電量、能耗量、鋁制品質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，基于本文設(shè)計(jì)的途徑的預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能降耗途徑設(shè)計(jì)較之傳統(tǒng)電解方式有著顯著地優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)束語

本文對(duì)預(yù)焙陽極鋁電解節(jié)能降耗這一大問題下的途徑方法及操作進(jìn)行分析，根據(jù)既定的數(shù)字資料分析，通過擇選合適的電解槽，優(yōu)化電解槽，以及選擇合適的陽極凸臺(tái)的途徑設(shè)計(jì)預(yù)焙陽極鋁電解方式。將本文設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)電解的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表明，基于本文途徑設(shè)計(jì)的預(yù)焙陽極鋁電解方式在耗電量、能耗量、鋁制品質(zhì)量檢測(cè)上更有效。希望本文的研究能夠?yàn)殇X制品事業(yè)的發(fā)展提供有效的指導(dǎo)意義。