鋁電解生產(chǎn)工藝與控制管理系統(tǒng)

王應(yīng)其

廣西百色銀海鋁業(yè)有限責(zé)任公司 廣西百色 533000

1 鋁電解生產(chǎn)系統(tǒng)及技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)

1.1 現(xiàn)代鋁電解生產(chǎn)工藝

在當(dāng)前我們的原鋁生產(chǎn)中，往往都會(huì)采用Hall—Heroult熔鹽電解法來(lái)進(jìn)行，使用這個(gè)生產(chǎn)方法需要用到的原料主要為陽(yáng)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(jìn)行電解鋁生產(chǎn)的過(guò)程主要有以下幾個(gè)方面：首先，原料氧化鋁放在電解質(zhì)中進(jìn)行溶解作業(yè)，然后在把電解質(zhì)連上電解質(zhì)讓電解反應(yīng)發(fā)生，通過(guò)電解反應(yīng)我們就可以得到原鋁了。在點(diǎn)解反應(yīng)中會(huì)發(fā)生兩個(gè)方面的化學(xué)反應(yīng)，在陽(yáng)極會(huì)發(fā)生氧和活性炭的反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；在陰極則會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，這時(shí)鋁會(huì)析出形成液態(tài)金屬鋁。在這個(gè)傳統(tǒng)的電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)需要用到炭素陽(yáng)極生產(chǎn)組裝、電解煙氣凈化、氧化鋁貯運(yùn)及輸送、鑄造和電解車(chē)間(電解槽)等[1-2]。

1.2 氧化鋁物化性能指標(biāo)

對(duì)于氧化鋁的物化性能指標(biāo)，根據(jù)它的主要用途來(lái)分析的話需要滿足下面的性能指標(biāo)（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(zhì)中進(jìn)行良好的溶解；其次，在吸附力上強(qiáng)，這是對(duì)于煙氣中的氟鹽等顆粒、氟化氫(HF)氣體而言的；最后對(duì)于結(jié)殼能力來(lái)說(shuō)要好，這是為了提升覆蓋料的保溫能力和，同時(shí)這樣還可以具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

1.3 輸送下料系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的輸送氧化鋁的系統(tǒng)中往往有兩種運(yùn)輸方式組成，機(jī)械式輸送、氣力輸送。這兩種輸送方式都是較為單一的，沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的輸送，這是很難適應(yīng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的，所以說(shuō)，為了提升輸送系統(tǒng)的運(yùn)輸效率和水平，需要我們根據(jù)相關(guān)的系統(tǒng)技術(shù)要求來(lái)對(duì)現(xiàn)有的運(yùn)輸系統(tǒng)及其配套部分進(jìn)行改進(jìn)，就相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)主要還是采用超濃相輸送技術(shù)，這是以濃相輸送為基礎(chǔ)的，然后加以對(duì)風(fēng)機(jī)低壓供風(fēng)技術(shù)的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種運(yùn)輸系統(tǒng)適合用于粉狀物料的輸送，輸送距離較長(zhǎng)，適用性較好[3]。

2 鋁電解生產(chǎn)工藝控制與管理系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也進(jìn)入了電解鋁生產(chǎn)行業(yè)中，由于計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，所以在現(xiàn)在的很多數(shù)據(jù)計(jì)算方面都會(huì)使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成，例如鋁電解槽的設(shè)計(jì)就大量的用到計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算來(lái)模擬相關(guān)的流場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱場(chǎng)，從而設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了更加高效先進(jìn)的電解槽。同樣的，在對(duì)電解鋁的生產(chǎn)工藝開(kāi)展控制工作的時(shí)候也需要用到計(jì)算機(jī)，通過(guò)把機(jī)械化和自動(dòng)化進(jìn)行結(jié)合，有效的提升了對(duì)生產(chǎn)工藝的有效控制的同時(shí)建立起了科學(xué)化的管理系統(tǒng)。

在對(duì)電解槽進(jìn)行控制的時(shí)候使用的是計(jì)算機(jī)智能控制，這是一種以電阻控制為基礎(chǔ)的控制方式，它通過(guò)和相關(guān)的管理經(jīng)驗(yàn)的良好結(jié)合提升了控制和管理能力，在管理的內(nèi)容上主要包括了陽(yáng)極母線提升、陽(yáng)極更換、熱平衡、出鋁、氧化鋁供料、電解質(zhì)成分等等。鋁電解是化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，也正因此它的很多反應(yīng)參數(shù)是不斷變化并且相當(dāng)復(fù)雜的，對(duì)于這樣的參數(shù)自然很難實(shí)現(xiàn)有效的檢測(cè)。對(duì)于這樣的狀況，需要我們積極的利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，在管理系統(tǒng)中工作的計(jì)算機(jī)可以利用存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律的推測(cè)，同時(shí)還會(huì)結(jié)合實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)變化。

2.1 “四方”系統(tǒng)

“四方”系統(tǒng)的基礎(chǔ)是GEN 2架構(gòu)，在這個(gè)基礎(chǔ)上加上分別代表不同信號(hào)分析算法的四種顏色來(lái)做指示，這個(gè)系統(tǒng)的功能主要是對(duì)電解槽的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和控制，主要的功能內(nèi)容可以分為三個(gè)方面：對(duì)電壓槽的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行指示，當(dāng)電壓槽出現(xiàn)異常、修正和正常運(yùn)行的狀態(tài)的時(shí)候都會(huì)進(jìn)行指示；建立跟蹤機(jī)制，對(duì)電壓槽的進(jìn)行時(shí)刻的跟蹤；優(yōu)先系統(tǒng)更是對(duì)異常處理情況進(jìn)行等級(jí)劃分，這決定著異常的處理順序。

2.2 異常情況檢測(cè)

對(duì)于異常的檢測(cè)可以有效的對(duì)問(wèn)題加以糾正，從而很好的保證系統(tǒng)的更好運(yùn)行。在對(duì)異常進(jìn)行控制的時(shí)候需要先了解異常的定義，對(duì)于系統(tǒng)中的異常來(lái)說(shuō)就是電解槽在運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)了需要加以處理的問(wèn)題，這些問(wèn)題是提前進(jìn)行規(guī)定的，是被進(jìn)行分類(lèi)的，這樣當(dāng)出現(xiàn)異常之后能夠更快更準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的原因，便于及時(shí)的采取補(bǔ)救措施[4]。對(duì)于這些糾正措施來(lái)說(shuō)并不是一成不變的，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的情況反饋不斷地進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)的。在系統(tǒng)中有優(yōu)先處理更嚴(yán)重問(wèn)題的升級(jí)機(jī)制，這樣的機(jī)制可以在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)的把情況和相關(guān)解決措施反饋給管理者，這樣可以在問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)大之前得到及時(shí)的控制，減少損失。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)水平的進(jìn)步，原鋁的材料優(yōu)越性使得人們?cè)絹?lái)越多的應(yīng)用鋁材料來(lái)開(kāi)展生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。鑒于鋁材在我們當(dāng)前的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中所占有的重要性，本文展開(kāi)相關(guān)的討論，把提升生產(chǎn)工藝和電解槽穩(wěn)定性作為主要的研究目標(biāo)，同時(shí)加上對(duì)相關(guān)的管理活動(dòng)的分析和策略探討，希望能夠?qū)ξ覀兊碾娊怃X產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有效的借鑒，從而幫助電解鋁的生產(chǎn)更好地滿足社會(huì)生產(chǎn)的需要。經(jīng)過(guò)上面的分析和總結(jié)我們可以知道采用GEN2管理控制系統(tǒng)的話可以有效的促進(jìn)電解鋁生產(chǎn)的水平上升，它可以有效的優(yōu)化生產(chǎn)工藝同時(shí)提升電解槽的穩(wěn)定性，這為未來(lái)的電解鋁行業(yè)進(jìn)步提供了有效的參考。