CN101643920B - 铝电解槽氧化铝浓度的控制方法 - Google Patents
铝电解槽氧化铝浓度的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101643920B CN101643920B CN2009103068467A CN200910306846A CN101643920B CN 101643920 B CN101643920 B CN 101643920B CN 2009103068467 A CN2009103068467 A CN 2009103068467A CN 200910306846 A CN200910306846 A CN 200910306846A CN 101643920 B CN101643920 B CN 101643920B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blanking
- interval
- concentration
- equal
- aluminum oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 80
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 59
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，包括如下步骤，停止向所述铝电解槽中下料，调整下料间隔：当单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；当单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；当单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒；然后，连续进行槽电压采样，当槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始下料。本发明的铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，氧化铝的浓度平均在1.5-2.5％。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解槽氧化铝浓度的控制方法。
背景技术
现代大型预焙阳极电解槽一般采用低氧化铝浓度控制。氧化铝在电解质中的含量是影响电解生产的重要因素：①氧化铝浓度过高，导致电解质溶解不了，过多的氧化铝会沉入炉底，造成电解槽针摆，甚至炉底结壳；②氧化铝浓度过低，会发生阳极效应。电解质中氧化铝浓度含量的不稳定造成电解生产过程的不稳定，阻碍电流效率的提高，根据槽电阻对氧化铝浓度的敏感程度及电流效率的高低，将氧化铝浓度特征电阻曲线分为以下四个区域：
a.效应区：氧化铝浓度很低，很容易引发阳极效应。
b.敏感区：氧化铝浓度低(1.5～2.5％)，电阻对氧化铝浓度的变化敏感，电流效率高。
c.不敏感区：电阻对氧化铝浓度的变化不敏感，电流效率低。
d.高浓度区：电阻对氧化铝浓度的变化敏感，电流效率高，但易饱和造成槽况恶化。
将氧化铝浓度控制在敏感区，不仅槽况稳定，而且电流效率高。
目前，国内铝电解槽氧化铝浓度的控制采用智能模糊控制技术。其方法为采用“槽控机一上位机(工控微机)″的两级全分布式控制方案，并采用CAN通信协议构成网络体系。每一台电解槽配备一台槽控机作为直接控制级，它具备独立进行槽电压和系列电流采样的能力，并对铝电解槽的物料平衡和热平衡的快速变化过程实时地进行控制；微机站中配备以工控微机为主体的上位机体系作为过程监控级，通过CAN总线通讯网络与槽控机相联，对各槽控机的运行过程进行监视并完成生产管理功能。
智能模糊控制技术采用“四阶段循环”的控制策略，将控制过程分为四个阶段，简述如下：
.过渡阶段：设置初始NB(正常下料间隔)或理论NB，进行观察或调整；
.正常阶段：根据过渡阶段调整的NB间隔，进行跟踪；
.欠料阶段：放大NB间隔，对电解槽进行刺激；
.过料阶段：缩小NB间隔，补平欠料阶段并达到平衡。
智能模糊控制技术主要是根据氧化铝浓度变化引起的电阻变化来判断欠量或过量，以5％为调整幅度，如95％N、80％N、115％N等，但是N计算机不能智能控制，N为下料间隔，造成电解槽中的氧化铝浓度控制效果较差，氧化铝浓度偏高，一般在2.5～4.5％之间，而电解槽理想的氧化铝浓度控制范围在1.5～3.5％之间。
发明内容
本发明提供了一种铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，目的之一是针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，控制其氧化铝浓度在低窄范围内。
本发明所提供的针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，氧化铝浓度的控制方法，包括如下步骤：
停止向所述铝电解槽中下料，调整下料间隔：
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒；
然后，连续进行所述铝电解槽槽电压采样，当所述铝电解槽槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始下料。
其中，所述单位时间为至少12小时。
所述下料量可为1.0～3.0L。
本发明的另一个目的是针对更换阳极的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，控制其氧化铝浓度在低窄范围内。
本发明所提供的针对更换阳极的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，氧化铝浓度的控制方法，包括如下步骤：
所述铝电解槽首先开始电压补偿并且同时停止下料，停止下料持续20～25分钟；
然后恢复向所述铝电解槽中下料，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；
电压补偿结束时，按照上述针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，氧化铝浓度的控制方法进行。
其中，所述电压补偿时间为40-45分钟。
所述电压补偿为电压升高120mV。
本发明的铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，使铝电解槽氧化铝质量百分比浓度控制范围在1.5-2.5％。
具体实施方式
实施例1、铝电解槽氧化铝浓度的控制
整个系列102台200kA铝电解槽，装配四点下料器，下料量为1.0-3.0L，采用智能模糊控制技术控制铝电解槽氧化铝浓度，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为120秒，将此阶段槽控机上设定的氧化铝下料间隔定义为正常氧化铝下料间隔，整个系列102台200kA铝电解槽正常运行30天，氧化铝浓度偏高，质量百分比浓度为2.5～3.5％。
为了控制氧化铝浓度在低窄范围内，对槽控机上设定的氧化铝下料间隔进行调整，方法如下：
以一台铝电解槽为例，统计该铝电解槽正常运转12小时，槽控机控制的下料次数、欠量次数和过量次数；计算过量次数与欠量次数的比值。确定过量次数与欠量次数的比值在下列那个范围内：
1)大于1.5且小于2.5；
2)大于等于0.5且小于等于1.5；
3)大于等于2.5且小于等于3.0。
然后停止向该铝电解槽中下料，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔。如果过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，保持槽控机上设定的氧化铝下料间隔不变；如果过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新的下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；如果过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新的下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒。调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔结束，连续进行槽电压采样，比较电解槽槽电压与设定电压的大小，设定电压即是微机控制的电压基准。当铝电解槽槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始恢复下料。
整个系列102台200kA铝电解槽均按照上述方法控制铝电解槽氧化铝浓度：
过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5的电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为120秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5的铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为121秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0的铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为199秒。
经过上述调整，氧化铝质量百分比浓度平均在1.9-2.1％之间，氧化铝质量百分比浓度在1.5-2.5％达到98％，保证氧化铝浓度在低窄范围内。
实施例2、铝电解槽氧化铝浓度的控制
200kA铝电解槽，装配四点1.8L下料器，下料量为1.0L，采用智能模糊控制技术控制铝电解槽氧化铝浓度，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为120秒，将此阶段槽控机上设定的氧化铝下料间隔定义为正常氧化铝下料间隔，电解槽正常运行30天，氧化铝浓度偏高，质量百分比浓度为2.5～3.5％。
当铝电解槽更换阳极后，为了控制氧化铝浓度在低窄范围内，对槽控机上设定的氧化铝下料间隔进行调整，方法如下：
统计该铝电解槽更换阳极前正常运转12小时槽控机控制的下料次数、欠量次数和过量次数；计算过量次数与欠量次数的比值。确定过量次数与欠量次数的比值在下列那个范围内：
1)大于1.5且小于2.5；
2)大于等于0.5且小于等于1.5；
3)大于等于2.5且小于等于3.0。
然后该铝电解槽开始电压补偿，电压升高值为120mV，电压补偿开始的同时第一次停止下料，停止下料持续20～25分钟，开始下料，此时槽控机上设定的氧化铝下料间隔仍为正常氧化铝下料间隔。电压补偿40～45分钟时，停止电压补偿，铝电解槽槽电压恢复到原来的设定电压，停止电压补偿的同时第二次停止下料。调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔。如果过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，保持槽控机上设定的氧化铝下料间隔不变；如果过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新的下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；如果过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新的下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒。调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔结束，连续进行铝电解槽槽电压采样，比较铝电解槽槽电压与设定电压的大小，设定电压即是微机控制的电压基准。当铝电解槽的槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始恢复下料。
该铝电解槽按照上述方法控制铝电解槽氧化铝浓度：
过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5的铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为120秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5的铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为125秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0的电铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为195秒。
经过上述调整，氧化铝质量百分比浓度在1.5-2.5％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，是针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，包括如下步骤：
停止向所述铝电解槽中下料，调整下料间隔：
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒；
然后，连续进行所述铝电解槽槽电压采样，当所述铝电解槽槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始下料；
所述单位时间为至少12小时；
下料量为1.0～3.0L。
2.铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，是针对更换阳极的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，包括如下步骤：
所述铝电解槽首先开始电压补偿并且同时停止下料，停止下料持续20～25分钟；
然后恢复向所述铝电解槽中下料，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；
电压补偿结束时，按照权利要求1所述的铝电解槽氧化铝浓度的控制方法进行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：电压补偿时间为40－45分钟。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述电压补偿为电压升高120mV。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103068467A CN101643920B (zh) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | 铝电解槽氧化铝浓度的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103068467A CN101643920B (zh) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | 铝电解槽氧化铝浓度的控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101643920A CN101643920A (zh) | 2010-02-10 |
| CN101643920B true CN101643920B (zh) | 2011-02-09 |
Family
ID=41655976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009103068467A Active CN101643920B (zh) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | 铝电解槽氧化铝浓度的控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101643920B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104120456A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-10-29 | 湖南创元铝业有限公司 | 铝电解模糊控制方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102534684B (zh) * | 2010-12-21 | 2015-04-01 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 低电压生产下电解槽的控制方法 |
| CN105603460B (zh) * | 2016-03-10 | 2018-08-17 | 中南大学 | 一种稀土电解槽氧化稀土下料控制方法 |
| CN109935282B (zh) * | 2019-02-03 | 2020-11-13 | 中南大学 | 一种铝电解的氧化铝浓度异常高检测方法及装置 |
| CN113046762A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 哈尔滨工程大学 | 一种熔盐体系中二氧化铀电沉积终点的判断及自动响应方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0044794B1 (fr) * | 1980-07-23 | 1984-11-28 | Aluminium Pechiney | Procédé et appareillage pour réguler de façon précise la cadence d'introduction et la teneur en alumine d'une cuve d'électrolyse ignée, et application à la production d'aluminium |
| US6126809A (en) * | 1998-03-23 | 2000-10-03 | Norsk Hydro Asa | Method for controlling the feed of alumina to electrolysis cells for production of aluminum |
| CN1546736A (zh) * | 2003-12-10 | 2004-11-17 | 李德祥 | 随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽能量平衡的方法 |
| CN101082135A (zh) * | 2007-06-26 | 2007-12-05 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽低氧化铝浓度控制方法 |
| CN101275249A (zh) * | 2007-12-20 | 2008-10-01 | 中国铝业股份有限公司 | 一种实时预测铝电解槽内氧化铝浓度的方法 |
-
2009
- 2009-09-10 CN CN2009103068467A patent/CN101643920B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0044794B1 (fr) * | 1980-07-23 | 1984-11-28 | Aluminium Pechiney | Procédé et appareillage pour réguler de façon précise la cadence d'introduction et la teneur en alumine d'une cuve d'électrolyse ignée, et application à la production d'aluminium |
| US6126809A (en) * | 1998-03-23 | 2000-10-03 | Norsk Hydro Asa | Method for controlling the feed of alumina to electrolysis cells for production of aluminum |
| CN1546736A (zh) * | 2003-12-10 | 2004-11-17 | 李德祥 | 随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽能量平衡的方法 |
| CN101082135A (zh) * | 2007-06-26 | 2007-12-05 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽低氧化铝浓度控制方法 |
| CN101275249A (zh) * | 2007-12-20 | 2008-10-01 | 中国铝业股份有限公司 | 一种实时预测铝电解槽内氧化铝浓度的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭59-43891A 1984.03.12 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104120456A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-10-29 | 湖南创元铝业有限公司 | 铝电解模糊控制方法 |
| CN104120456B (zh) * | 2014-07-31 | 2016-06-22 | 湖南创元铝业有限公司 | 铝电解模糊控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101643920A (zh) | 2010-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101643920B (zh) | 铝电解槽氧化铝浓度的控制方法 | |
| CN102851704B (zh) | 铝电解槽下料器单点控制下料方法 | |
| CN100532652C (zh) | 铝电解槽向低温电解过渡的生产方法 | |
| CN101082135A (zh) | 一种铝电解槽低氧化铝浓度控制方法 | |
| CN109183074B (zh) | 一种基于换极周期的铝电解槽下料方法 | |
| CN101109092A (zh) | 铝电解槽能量平衡控制方法 | |
| CN101358358B (zh) | 多阳极电解槽电解的单阳极分流调控装置及方法 | |
| CN102102212A (zh) | 铝电解槽区域控制系统和方法 | |
| CN106283103B (zh) | 一种电子级甲基磺酸亚锡的制备方法 | |
| AU2006235828A1 (en) | Method of controlling aluminum reduction cell with prebaked anodes | |
| CN101260542B (zh) | 铝电解槽低极距节能生产方法 | |
| CN102234819A (zh) | 一种铝电解槽的预热启动方法 | |
| CA1109824A (en) | Method of controlling feed of alumina to an aluminum electrolytic cell | |
| CN201634783U (zh) | 铝电解槽区域控制系统 | |
| CN102534684A (zh) | 低电压生产下电解槽的控制方法 | |
| CN211170901U (zh) | 一种酸性蚀刻废液再生响应装置及回收再生装置 | |
| CN208637318U (zh) | 一种铝箔化成槽 | |
| CN101962785A (zh) | 一种铝电解槽低电压运行的热平衡控制方法 | |
| CN108914162B (zh) | 一种氧化铝加料量控制方法及系统 | |
| CN102851703A (zh) | 一种电解铝供电系统智能自动调压优化控制方法 | |
| CN102605388B (zh) | 一种铝电解槽氟化铝添加的方法 | |
| US6511591B1 (en) | Method for the electrolytic refining of copper | |
| CN103184475A (zh) | 一种铝电解槽规整炉膛的控制方法 | |
| CN108360018A (zh) | 电解锰用复合阳极及其制备方法 | |
| CN107557812B (zh) | 一种延长镁电解槽使用寿命的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |