鋁電解生產工藝與控制管理系統

王應其

廣西百色銀海鋁業有限責任公司 廣西百色 533000

1 鋁電解生產系統及技術參數的設計

1.1 現代鋁電解生產工藝

在當前我們的原鋁生產中，往往都會采用Hall—Heroult熔鹽電解法來進行，使用這個生產方法需要用到的原料主要為陽極炭塊、氧化鋁和氟化鹽，需要的電解能源主要以整流的形式所提供。使用Hall—Heroult熔鹽電解法進行電解鋁生產的過程主要有以下幾個方面：首先，原料氧化鋁放在電解質中進行溶解作業，然后在把電解質連上電解質讓電解反應發生，通過電解反應我們就可以得到原鋁了。在點解反應中會發生兩個方面的化學反應，在陽極會發生氧和活性炭的反應產生二氧化碳；在陰極則會發生電化學反應，這時鋁會析出形成液態金屬鋁。在這個傳統的電解鋁生產過程中會需要用到炭素陽極生產組裝、電解煙氣凈化、氧化鋁貯運及輸送、鑄造和電解車間(電解槽)等[1-2]。

1.2 氧化鋁物化性能指標

對于氧化鋁的物化性能指標，根據它的主要用途來分析的話需要滿足下面的性能指標（需要注意的是還包括了干法吸附后的載氟氧化鋁）：首先，要求其可以在冰晶石電鰓質中進行良好的溶解；其次，在吸附力上強，這是對于煙氣中的氟鹽等顆粒、氟化氫(HF)氣體而言的；最后對于結殼能力來說要好，這是為了提升覆蓋料的保溫能力和，同時這樣還可以具有良好的結構強度。

1.3 輸送下料系統

在傳統的輸送氧化鋁的系統中往往有兩種運輸方式組成，機械式輸送、氣力輸送。這兩種輸送方式都是較為單一的，沒有辦法實現各個系統之間的輸送，這是很難適應未來發展趨勢的，所以說，為了提升輸送系統的運輸效率和水平，需要我們根據相關的系統技術要求來對現有的運輸系統及其配套部分進行改進，就相關的技術設計來說主要還是采用超濃相輸送技術，這是以濃相輸送為基礎的，然后加以對風機低壓供風技術的設計來實現的，這種運輸系統適合用于粉狀物料的輸送，輸送距離較長，適用性較好[3]。

2 鋁電解生產工藝控制與管理系統

隨著科學技術的不斷發展，計算機技術也進入了電解鋁生產行業中，由于計算機在數據處理方面具有強大的優勢，所以在現在的很多數據計算方面都會使用計算機來完成，例如鋁電解槽的設計就大量的用到計算機，通過計算機的計算來模擬相關的流場、電場、磁場、熱場，從而設計生產出了更加高效先進的電解槽。同樣的，在對電解鋁的生產工藝開展控制工作的時候也需要用到計算機，通過把機械化和自動化進行結合，有效的提升了對生產工藝的有效控制的同時建立起了科學化的管理系統。

在對電解槽進行控制的時候使用的是計算機智能控制，這是一種以電阻控制為基礎的控制方式，它通過和相關的管理經驗的良好結合提升了控制和管理能力，在管理的內容上主要包括了陽極母線提升、陽極更換、熱平衡、出鋁、氧化鋁供料、電解質成分等等。鋁電解是化學反應的過程，也正因此它的很多反應參數是不斷變化并且相當復雜的，對于這樣的參數自然很難實現有效的檢測。對于這樣的狀況，需要我們積極的利用計算機的數據處理能力，在管理系統中工作的計算機可以利用存儲的原始數據進行規律的推測，同時還會結合實時的數據變化。

2.1 “四方”系統

“四方”系統的基礎是GEN 2架構，在這個基礎上加上分別代表不同信號分析算法的四種顏色來做指示，這個系統的功能主要是對電解槽的運行狀態進行檢測和控制，主要的功能內容可以分為三個方面：對電壓槽的運行狀態進行指示，當電壓槽出現異常、修正和正常運行的狀態的時候都會進行指示；建立跟蹤機制，對電壓槽的進行時刻的跟蹤；優先系統更是對異常處理情況進行等級劃分，這決定著異常的處理順序。

2.2 異常情況檢測

對于異常的檢測可以有效的對問題加以糾正，從而很好的保證系統的更好運行。在對異常進行控制的時候需要先了解異常的定義，對于系統中的異常來說就是電解槽在運行的時候出現了需要加以處理的問題，這些問題是提前進行規定的，是被進行分類的，這樣當出現異常之后能夠更快更準確的發現問題的原因，便于及時的采取補救措施[4]。對于這些糾正措施來說并不是一成不變的，而是應當根據實際的情況反饋不斷地進行優化升級的。在系統中有優先處理更嚴重問題的升級機制，這樣的機制可以在出現問題時及時的把情況和相關解決措施反饋給管理者，這樣可以在問題進一步擴大之前得到及時的控制，減少損失。

3 結語

隨著科學技術和生產水平的進步，原鋁的材料優越性使得人們越來越多的應用鋁材料來開展生產經營活動。鑒于鋁材在我們當前的生產經營中所占有的重要性，本文展開相關的討論，把提升生產工藝和電解槽穩定性作為主要的研究目標，同時加上對相關的管理活動的分析和策略探討，希望能夠對我們的電解鋁產業的發展提供有效的借鑒，從而幫助電解鋁的生產更好地滿足社會生產的需要。經過上面的分析和總結我們可以知道采用GEN2管理控制系統的話可以有效的促進電解鋁生產的水平上升，它可以有效的優化生產工藝同時提升電解槽的穩定性，這為未來的電解鋁行業進步提供了有效的參考。