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如何根据槽电阻曲线判断电解槽运行状况
更新时间: 2021-04-28 15:07:56 访问次数: 0



随着计算机技术的应用,电解铝控制系统有了很大的进步。现在大型电解槽管理已由原来自焙槽的现场管理为过渡为技术管理为主。通过观察计算机生产的电阻、加料等各种状态曲线能够为我们提供大量在现场观察不到的信息,通过分析这些信息对电解槽运行状况做出正确判断。由于计算机采集信息的连续性,相当一天24小时对每天电解槽运行状况进行监控,这是人工无论如何也做不到的,对各种曲线进行正确分析是电解槽管理者必须掌握的。 


现在计算机控制系统关键在其自适应加料系统。其工作原理就是根据氧化铝浓度对电解槽槽电阻变化情况判断何时进入何种下料状态。通过各种加料状态的改变将氧化铝浓度控制在1.5~3.5%之间,在这个氧化铝浓度范围槽电阻随着氧化铝浓度的增加槽电阻有下降趋势。但下降的趋势逐步减缓,也即斜率减小。


电解槽槽电阻稳定的电解槽,由于氧化铝浓度变化对槽电阻的变化可从槽电阻曲线上明显看出,其关系表现在当进入过量周期时,由于加料量大于消耗量氧化铝浓度不断上升,由于氧化铝浓度上升槽电阻有下降趋势,从计算站槽电曲线上可看出正常槽每当进入过量期槽电阻就开始下降。反之当加料周期进入欠量期时槽电阻就有上升的趋势,原因是欠量期加料量比消耗量小导致浓度有所下降,浓度下降导致槽电阻有上升的趋势。


由此可看出,自适应系统适应的前提是电解槽运行稳定,槽电阻没有针振或电压摆现象发生。原因在于氧化铝浓度变化造成的槽电阻变化是很微小的,一旦电解槽出现针振或电压摆现象,由于铝水波动造成槽电阻变化远远大于氧化铝浓度造成槽电阻的变化。这样自适应加料系统就失去了判断的依据,就可能出现错断现象,表现在效应等待期发生的效应比例大幅降低。造成电解槽突发效应或效应等待失败现象增多。所以对于针振或电压摆电解槽应采取的措施之一就是缩短效应间隔,其目的就是避免电解槽积料产生。电解槽自适应加料系统与电解槽运行状况互相影响,电解槽运行越稳定槽电阻曲线越平稳,槽电阻越平稳由于氧化铝浓度对槽电阻变化造成的影响就越明显,对槽控箱而言就越容易做出正确的判断。从而保证下料量与消耗量的配匹。下料量与消耗量配匹则电解槽物料平衡得到保证,从而避免在炉底产生深淀和结壳。对电解槽的长期稳定运行创造良好的条件。反之电解槽针振或电压摆越严重则自适应加料系统就越容易出现误判,经常会出现加料量过多的现象,导致氧化铝浓度过高,部分未溶解完全的氧化铝形成沉淀和结壳。氧化铝浓度过高导致在效应等待失败。导致该槽长期不来效应,时间越长则槽底沉淀结壳现象越严重。槽底的沉淀结壳现象导致水平电流增加。水平电流使垂直磁场增加,导致铝水波动幅度增大。进一步导致槽帮的不规整,铝水波动槽帮不规整又进一步导致电解槽针振现象变得更加严重。这就是针振槽未及时采取措施导致的后果。所以我们必须弄清这两者之间的关系,采取适当的措施使电解槽的稳定的得到保证。对针振槽采取缩短效应间隔的主要目的就是避免出现加料严重失衡现象的发生。同时通过效应使以前炉底产生的积料逐步消化,从而保证槽底的干净。 


电解槽的针振或电压摆根据情况不同,又分为几种情况。电解槽在走冷过程中以及走热过程中产生针振现象表现在槽电阻的变化上是不相同的。根据槽电阻的变化情况可对槽况的判断产生较大的帮助。


1、电解槽走冷槽电阻变化过程


电解槽在走冷初期,槽电阻曲线往往会变得平稳。分析原因是由于在走冷初期槽帮厚度增加,槽膛缩小。较小的槽膛有利于电解槽的稳定。随着走冷程度的增加,槽电阻虽然未出现针振现象,但经常会出现槽电阻与过量期与欠量期由于氧化铝浓度变化产生的槽电阻变化不一致现象。加料控制良好的正常槽应该在过量期槽电阻有下降的趋势,在欠量期或停料期则槽电阻有上升的趋势。而走冷初期会出现槽电阻起伏现象。分析原因可能是由于电解槽走冷过程中电解质对氧化铝的溶解能力变差。部分未溶解的氧化铝与混入电解质中导致槽电阻变化异常。另一方面经常出现欠量期突发效应,正常槽自适应加料系统能够根据斜率能够及时将欠量期调整到正常期或过量期从而长时间欠量导致避免氧化铝浓度过低发生突发效应。而电解槽走冷时经常出现欠量期发生效应,原因一方面是由于冷槽容易发生突发效应,另一方面是冷槽槽电阻随氧化铝浓度变化改变,造成槽控箱判断失误,欠量期过长出现突发效应。随着电解槽走冷现象进一步严重,电解槽会出现突然电压下滑现象,尤其是在出铝后的某段时间。下滑幅度一般在0.3~1V左右。出现这一现象的原因是由于随着电解槽走冷,槽帮及伸腿逐步发育。铝水在电解槽内运动过程中由于受伸腿长高,导致铝水运动受阻溅起,铝水与该处阳极底掌发生短时短路现象。从而导致电压大幅下降。随着走冷现象的严重电压下滑现象越来越频繁。引起电流效率下降,电解槽开始走热,电压被迫上抬,槽帮熔化铝水下降,从而结束这一走冷周期。


2、电解槽走热槽电阻变化过程


电解槽走热过程初期出现小幅长期针振现象,针振幅度一般在0.03V左右,容易出现效应等待失败现象。原因是由于在走热过程中电解槽槽帮熔化炉膛变大,炉膛变大槽内铝水波动幅度增加。随着电热槽不断走热,电解槽针振幅度增大,铝水平逐步下降。该种情况较容易判断。 


3、氧化铝浓度过高槽电阻表现


氧化铝由于某种原因当氧化铝浓度过高,主要原因是由于电解槽针振造成加料判断错误,氧化铝加入量过大,随着时间不断增加氧化铝浓度不断升高,达到饱和浓度后,过多的氧化铝沉积与槽底形成沉淀结壳现象。氧化铝浓度过高会导到效应失败,在效应等待的4个小时不足以消化电解槽原有的积料。从槽电阻表现上可看到,电解槽长期处于欠量期,如欠量时间长达10多个小时,槽电阻仍有下降趋势。如果氧化铝浓度在控制范围内1.5~3%之间在欠量期槽电阻应有上升趋势,而在欠量期有下降趋势,这就说明氧化铝浓度偏高。这种情况是氧化铝浓度偏高较少情况。当氧化铝浓度失衡程度很高时,表现在效应等待失败,槽电阻变化失去规律性。针振或电压摆现象明显增多。氧化铝浓度偏高的原因有以下两方面,一是电解槽走冷或走热时造成自适应加料系统判断错误,造成加入的氧化铝量大于消耗的氧化铝量。二是加料间隔设置不合理,加料间隔设置过短造成加料量偏多,这种情况在电解槽工作正常情况下,自适应加料系统能够在很大程度上通过多来欠量期加以解决,但对于针振或电压摆槽往往判断不准。


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