CN105624729A - 一种阳极效应处理装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电解铝过程中阳极效应处理装置和方法。所述处理装置包括配气装置,所述配气装置的出气端连接有熄灭剂储罐,所述熄灭剂储罐的出气端通过软管与效应熄灭管连接,所述处理装置还包括用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管的效应熄灭管传动装置。所述方法包括:(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在所述熄灭剂储罐中,将所述效应熄灭管伸到阳极底部;(2)当需要对阳极效应进行熄灭处理时,通过控制配气装置释放熄灭剂。本发明的效应处理过程在阳极底掌界面处完成,不搅动铝液,不对电解铝液产生氢和氧化铝夹杂污染,具有很高的经济价值和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解与铝合金熔体净化领域,尤其涉及一种不产生氢和氧化铝夹杂的阳极效应处理装置与方法。
背景技术
铝是仅次于钢铁的第二大金属结构材料,铝熔体质量影响铝制品质量,洁净的液体金属是获得优质铝制品的保证。氢是唯一能大量溶于铝熔体中的气体,铝液凝固析出氢所产生的气孔、疏松等缺陷,直接影响铝制品的质量、性能,是退火和固溶处理铝合金中气泡缺陷的原因。Al2O3夹杂是影响铝熔体冶金质量的关键因素,破坏铝基体的连续性、降低基体强度,恶化铝材加工性能、耐腐蚀性能和抗断裂韧性,为疲劳裂纹的萌生提供了核心(参见贺永东、张新明的论文《电解工艺对电解铝液质量的影响研究》)。
电解铝液中氧化铝夹杂含量一般在1%-2%,贵铝实测电解铝液中含氢量平均为0.34ml/100gAl。基于上述原因,在霍尔-埃鲁特熔盐电解铝的最初近百年内,人们一直无法直接利用高温电解铝液浇铸铸锭。随着技术进步,直接利用高温电解铝液生产铸坯的短流程工艺已经得到广泛应用,电解过程中产生的氢和氧化夹杂物对铝熔体的污染,成为影响铝熔体冶金质量的主要根源(参见贺永东的论文《铝及铝合金中氢和氧化夹杂的冶金遗传》)。
贺永东、张新明、陈明安等在其论文《电解铝液中Al2O3夹杂物的形成机理》中指出:阳极效应是碳阳极界面上析出的CO2气体不能及时排出而导致的电流阻塞过程,效应发生的频率与电解液中氧化铝浓度波动、电解槽的冷热状态有关。效应本身不导致铝液含杂、增氢,熄效应操作能在一定程度上增加电解铝液中氢和氧化夹杂物含量。在实际生产中,常采压缩空气和湿木条熄灭效应,先往电解液中加入足量的Al2O3,再将湿木条插入铝液-电解液中,湿木条发生强烈脱水反应,生成的H2O和CO2气体将铝液搅起,铝液穿过气膜阻挡层与阳极短路,达到熄灭效应的目的。或者将高压风直接吹入铝液中,在铝液中产生强烈的沸腾作用,搅起铝液形成短路,达到熄灭效应的目的。压缩空气或者湿木条脱水产物都能与高温铝液反应,生成大量的Al2O3夹杂和氢:
4Al+6H20=2(α-Al2O3)+6H2-395.7KJ/mol;
2Al+3CO2=(α-Al2O3)+3CO-550.38KJ/mol。
4Al+3O2=2Al2O3-1109KJ/mol;
图1为熄效应过程中,H2O、CO2气泡同铝作用产生的氧化膜界面层与氢交互作用过程示意图,产生的H2、CO、CO2等气体与气泡表面的氧化膜接触,被氧化膜内壁吸附,高温铝液通过氧化膜缝隙流入气泡,造成铝液氢和氧化铝夹杂污染(参见贺永东、张新明的论文《电解铝液中氢形成机理探讨》)。采用传统方法熄灭效应的过程,实际上是在铝液中造渣、造气的过程,是电解铝液产生氢和氧化铝污染的重要原因,且存在操作强度高、环境污染大、物耗高、易在槽底形成大量氧化铝沉淀等不足。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足,提供一种不产生氢和氧化铝夹杂的阳极效应处理装置与方法。
上述目的是通过下述方案实现的:
一种电解铝过程中阳极效应处理装置,其特征在于,所述处理装置包括配气装置(1),所述配气装置(1)的出气端连接有熄灭剂储罐(2),所述熄灭剂储罐(2)的出气端通过软管与效应熄灭管(3)连接,所述处理装置还包括用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管(3)的效应熄灭管传动装置(4)。
根据上述处理装置,其特征在于,所述效应熄灭管(3)为金属蛇形管,且在该金属蛇形管外套设有碳素保护套管。
根据上述处理装置,其特征在于,所述效应熄灭管传动装置(4)包括电机、变速装置、输出动力轴和夹持装置;所述夹持装置通过滚轮夹持所述效应熄灭管(3)。
根据上述处理装置,其特征在于,所述处理装置还包括压壳锤头(5)。
一种使用上述阳极效应处理装置的阳极效应处理方法,其特征在于,所述方法包括:(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在所述熄灭剂储罐(2)中,将所述效应熄灭管(3)伸到阳极底部;(2)当需要对阳极效应进行熄灭处理时,通过控制配气装置(1)释放熄灭剂。
根据上述处理方法,其特征在于,所述处理方法通过以下步骤对阳极效应进行分类:将所有运行中的电解槽作为潜在的效应槽,接口机定时对槽控机获取的槽运行参数进行分析、判定,根据槽压、槽温、电解槽运行模拟阻抗值、电解槽铝水平和电解液水平、电解液分子比、氧化铝浓度、阳极气体组分变化、阳极运行情况的数据,判定效应临界槽运行状况,预测效应发生时间,并对效应进行分类。
根据上述处理方法,其特征在于,所述阳极效应熄灭剂由冰晶石、氟化铝、氟化钠、氧化铝、工业铝粉中的一种或者几种组成。
根据上述处理方法,其特征在于,对因氧化铝缺乏引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂质量百分比组分为:1%~70%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~5%氟化铝+1%~60%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~5%氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+1%~60%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~5%冰晶石+1%~60%氧化铝+余量为工业铝粉;对因电解液萎缩引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂质量百分比组分为:0.1%~10%氧化铝+余量为冰晶石,或者0.1%~10%氧化铝+0.5%~40%工业铝粉+余量为冰晶石,或者0.5%~30%氟化铝+5%~60%冰晶石+0.1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~50%冰晶石+0.5%~30%氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+0.1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉;对因槽温偏低引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂组分为:1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~30%冰晶石+1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~30%氟化钠+0.1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~90%氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+余量为工业铝粉。
根据上述处理方法,其特征在于,所述配气装置使用的载气为氮气、空气、二氧化碳或干冰粉末中的一种或者多种的混合。
本发明的一种不产生氢和氧化铝夹杂的阳极效应处理装置与方法,根据效应临界槽运行状况、效应预测情况、预测效应的分类情况,对已经发生的阳极效应,采用效应熄灭装置将阳极效应熄灭剂输送到效应阳极的底部,依靠载气和效应熄灭剂熄灭效应。具有减轻操作工劳动强度、减少环境污染、降低电耗和物耗、提高电解槽产量和生产效率的效果。效应处理过程在阳极底掌界面处完成,不搅动铝液,不对电解铝液产生氢和氧化铝夹杂污染,具有很高的经济价值和社会效益。
附图说明
图1是阳极效应熄灭过程示意图;
图2是本发明的结构示意图;
图3是本发明使用状态图。
具体实施方式
本发明公开了一种电解铝过程中阳极效应处理装置,包括配气装置1,配气装置1的出气端连接有熄灭剂储罐2,熄灭剂储罐2的出气端通过软管与效应熄灭管3连接,处理装置还包括用于升降、转动、弯曲效应熄灭管3的效应熄灭管传动装置4。效应熄灭管3为金属蛇形管,且在该金属蛇形管外套设有碳素保护套管。效应熄灭管传动装置4包括电机、变速装置、输出动力轴和夹持装置;夹持装置通过滚轮夹持所述效应熄灭管3。处理装置还包括压壳锤头5。
本发明的阳极效应处理方法使用的是上述处理装置,方法包括步骤:(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在熄灭剂储罐2中,将效应熄灭管3伸到阳极底部;2当需要对阳极效应进行熄灭处理时,通过控制配气装置1释放熄灭剂。
处理方法通过以下步骤对阳极效应进行分类:将所有运行中的电解槽作为潜在的效应槽,接口机定时对槽控机获取的槽运行参数进行分析、判定,根据槽压、槽温、电解槽运行模拟阻抗值、电解槽铝水平和电解液水平、电解液分子比、氧化铝浓度、阳极气体组分变化、阳极运行情况的数据,判定效应临界槽运行状况,预测效应发生时间,并对效应进行分类。阳极效应熄灭剂由冰晶石、氟化铝、氟化钠、氧化铝、工业铝粉中的一种或者几种组成。
具体来说,对因氧化铝缺乏引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂质量百分比组分为:(1%-70%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-5%)氟化铝+(1%-60%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-5%)氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+(1%-60%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-5%)冰晶石+(1%-60%)氧化铝+余量为工业铝粉;对因电解液萎缩引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂质量百分比组分为:(0.1%-10%)氧化铝+余量为冰晶石,或者(0.1%-10%)氧化铝+(0.5%-40%)工业铝粉+余量为冰晶石,或者(0.5%-30%)氟化铝+(5%-60%)冰晶石+(0.1%-10%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-50%)冰晶石+(0.5%-30%)氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+(0.1%-10%)氧化铝+余量为工业铝粉;对因槽温偏低引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂组分为:(1%-10%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-30%)冰晶石+(1%-10%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-30%)氟化钠+(0.1%-10%)氧化铝+余量为工业铝粉,或者(0.5%-90%)氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+余量为工业铝粉。
配气装置使用的载气为氮气、空气、二氧化碳或干冰粉末中的一种或者多种的混合。
本发明的方法是在常规预干预无效的情况下使用,预干预是根据接口机判定的效应临界槽运行状况、效应预测情况、预测效应的分类情况,提前进行干预处理。对氧化铝浓度偏低的电解槽,渐进式调整氧化铝加料量,使电解液中氧化铝浓度恢复到正常水平。对温度异常的电解槽,提前调整电解槽的能量输入状态,消灭冷槽、热槽效应。对两液水平(铝水平、电解液水平)失衡,电解液萎缩的电解槽,调整出铝量和氟盐添加量,恢复两液水平,杜绝因两液水平失衡,电解液萎缩的效应。
对效应干预不成功的电解槽,或者因工艺需要而发生阳极效应的电解槽,采用本发明的效应熄灭装置将阳极效应熄灭剂输送到效应阳极的底部,依靠载气和效应熄灭剂熄灭效应。
本发明所述的效应熄灭的方法是利用载气装置将阳极效应熄灭剂输送到效应阳极的底部,效应熄灭过程不搅动阴极铝液,不对阴极铝液产生氢和氧化铝夹杂污染。图3中,效应熄灭管传动装置4,将可以弯曲的金属蛇形管3的头部,送入阳极6底部的气膜阻挡层7中,配气装置1将效应熄灭剂储罐2中储存的效应熄灭剂,输送至气膜阻挡层7中,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并被击穿,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,改善电解液与阳极的润湿性,达到熄灭阳极效应的目的。
本发明还可以进行常规效应后处理包括:极距调整,槽压调整,槽面整理,根据铝液水平调整要求制定出铝方案并监督执行,根据电解液组分调整要求制定氟盐、添加剂添加方案并监督执行。效应后处理操作结束,该槽转入效应临界槽状态进行监控。
实施例1:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测2h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为5:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压10mV、增加电解槽热收入,3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭管传动装置将可以弯曲的金属蛇形管的头部,送入阳极底部的气膜阻挡层中,配气装置将效应熄灭剂储罐中储存的效应熄灭剂(0.5%氧化铝+99.5%冰晶石),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例2:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测1.5h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为4:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压10mV、增加电解槽热收入,2.5h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(10%氧化铝+90%冰晶石),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例3:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测1.9h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为4:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压10mV、增加电解槽热收入,2.5h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%氧化铝+0.5%工业铝粉,冰晶石余量),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例4:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测1.9h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为4:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压10mV、增加电解槽热收入,2.5h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(10%氧化铝+40%工业铝粉,冰晶石余量),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例5:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测2.2h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为5:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压18mV、增加电解槽热收入,3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%氟化铝+0.3%氧化铝+5%冰晶石,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,氟化铝调低电解液分子比,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例6:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测2.8h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为5:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压16mV、增加电解槽热收入,3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(30%氟化铝+10%氧化铝+59%冰晶石,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,氟化铝调低电解液分子比,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例7:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测2.8h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为5:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压16mV、增加电解槽热收入,3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%氟化钠+0.5%氧化铝+0.5%冰晶石,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,氟化钠调高电解液分子比,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例8:电解液萎缩导致的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽电解液萎缩,预测2.8h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业时,往氧化铝料中配入一定比例的冰晶石(氧化铝与冰晶石比例为5:1),以补充电解槽电解液,提高电解液水平,同时调高槽电压16mV、增加电解槽热收入,3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(30%氟化钠+10%氧化铝+50%冰晶石,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石溶化,补充电解槽电解液,清洁阳极底掌,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,氟化钠调高电解液分子比,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例9:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.5h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短6%(由原来的5分钟缩短至4.7分钟),每次下料的氧化铝量增加5%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.78kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压14mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,1.9h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(1%氧化铝+99%工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例10:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.7h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短6%(由原来的5分钟缩短至4.7分钟),每次下料的氧化铝量增加5%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.78kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压25mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,2.3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(70%氧化铝+30%工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例11:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.8h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短6%(由原来的5分钟缩短至4.7分钟),每次下料的氧化铝量增加5%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.78kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压18mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,2.3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%氟化铝+1%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化铝调低电解液分子比,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例12:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.7h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短5%(由原来的5分钟缩短至4.5分钟),每次下料的氧化铝量增加3%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.708kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压10mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,2.5h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(5%氟化铝+60%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化铝调低电解液分子比,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例13:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测3.5h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短3%(由原来的5分钟缩短至4.85分钟),每次下料的氧化铝量增加2%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.672kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压25mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,3.4h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%氟化钠+1%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化钠调高电解液分子比,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例14:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测3.5h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短3%(由原来的5分钟缩短至4.85分钟),每次下料的氧化铝量增加2%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.672kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压19mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,3.9h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(5%氟化钠+60%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化钠调高电解液分子比,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例15:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.4h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短10%(由原来的5分钟缩短至4.5分钟),每次下料的氧化铝量增加9%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.924kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压25mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,1.6h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(5%氟化钠+60%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化钠调高电解液分子比,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例16:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.1h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短10%(由原来的5分钟缩短至4.5分钟),每次下料的氧化铝量增加10%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.96kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压30mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,1.2h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%冰晶石+1%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石补充电解液,增加氧化铝溶解量,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例17:氧化铝缺乏引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽氧化铝缺乏,预测1.9h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期缩短8%(由原来的5分钟缩短至4.6分钟),每次下料的氧化铝量增加6%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.816kg/次),以提高电解液中氧化铝浓度,同时调高槽电压33mV、增加电解槽热收入,以保证增加的氧化铝及时溶解,2.2h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%冰晶石+1%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石补充电解液,增加氧化铝溶解量,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例18:槽温偏低的电解槽引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽槽温偏低,预测1.8h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期不变,每次下料的氧化铝量减少6%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.384kg/次),以防止电解槽产生氧化铝沉淀,同时调高槽电压45mV、增加电解槽热收入,2h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(1%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,反应放出的热量调节电解槽热平衡,效应期产生的热量使槽温升高,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例19:槽温偏低的电解槽引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽槽温偏低,预测2.5h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期不变,每次下料的氧化铝量减少5%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.42kg/次),以防止电解槽产生氧化铝沉淀,同时调高槽电压38mV、增加电解槽热收入,2.8h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(10%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,反应放出的热量调节电解槽热平衡,效应期产生的热量使槽温升高,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例20:槽温偏低的电解槽引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽槽温偏低,预测3.1h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期不变,每次下料的氧化铝量减少4%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.456kg/次),以防止电解槽产生氧化铝沉淀,同时调高槽电压30mV、增加电解槽热收入,3.3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%冰晶石+1%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的冰晶石补充电解质、提高电解液水平、增加氧化铝溶解能量,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,反应放出的热量调节电解槽热平衡,效应期产生的热量使槽温升高,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例21:槽温偏低的电解槽引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽槽温偏低,预测3.1h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期不变,每次下料的氧化铝量减少4%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.456kg/次),以防止电解槽产生氧化铝沉淀,同时调高槽电压40mV、增加电解槽热收入,3.3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(0.5%氟化钠+0.3%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化钠提高电解液分子比,增加电解液氧化铝溶解能力,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,反应放出的热量调节电解槽热平衡,效应期产生的热量使槽温升高,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
实施例22:槽温偏低的电解槽引起的阳极效应熄灭。
根据接口机、槽控机对槽运行参数分析结果,判定效应临界槽槽温偏低,预测1.2h后发生效应。槽控机启动效应干预程序,下料作业周期不变,每次下料的氧化铝量减少10%(下料量由原来的3.6kg/次增加到3.24kg/次),以防止电解槽产生氧化铝沉淀,同时调高槽电压60mV、增加电解槽热收入,1.3h后,电解槽发生阳极效应,槽控机启动效应熄灭程序。效应熄灭装置将效应熄灭剂(30%氟化钠+10%氧化铝,余量为工业铝粉),输送至气膜阻挡层中,效应熄灭剂中的氟化钠提高电解液分子比,增加电解液氧化铝溶解能力,工业铝粉与气膜阻挡层中二氧化碳剧烈反应,反应放出的热量调节电解槽热平衡,效应期产生的热量使槽温升高,气体膨胀并击穿气膜阻挡层,反应生成的活性氧化铝迅速溶入电解液,加入的氧化铝液迅速溶解,提高阳极底部电解液中氧化铝浓度,阳极效应熄灭。随后,槽控机将槽压和加料恢复正常工艺标准。
Claims (9)
1.一种电解铝过程中阳极效应处理装置,其特征在于,所述处理装置包括配气装置(1),所述配气装置(1)的出气端连接有熄灭剂储罐(2),所述熄灭剂储罐(2)的出气端通过软管与效应熄灭管(3)连接,所述处理装置还包括用于升降、转动、弯曲所述效应熄灭管(3)的效应熄灭管传动装置(4)。
2.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,所述效应熄灭管(3)为金属蛇形管,且在该金属蛇形管外套设有碳素保护套管。
3.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,所述效应熄灭管传动装置(4)包括电机、变速装置、输出动力轴和夹持装置;所述夹持装置通过滚轮夹持所述效应熄灭管(3)。
4.根据权利要求1-3之一所述的处理装置,其特征在于,所述处理装置还包括压壳锤头(5)。
5.一种使用如权利要求1-3所述阳极效应处理装置的阳极效应处理方法,其特征在于,所述方法包括:(1)根据不同的阳极效应种类配置熄灭剂存储在所述熄灭剂储罐(2)中,将所述效应熄灭管(3)伸到阳极底部;(2)当需要对阳极效应进行熄灭处理时,通过控制配气装置(1)释放熄灭剂。
6.根据权利要求5所述的处理方法,其特征在于,所述处理方法通过以下步骤对阳极效应进行分类:将所有运行中的电解槽作为潜在的效应槽,接口机定时对槽控机获取的槽运行参数进行分析、判定,根据槽压、槽温、电解槽运行模拟阻抗值、电解槽铝水平和电解液水平、电解液分子比、氧化铝浓度、阳极气体组分变化、阳极运行情况的数据,判定效应临界槽运行状况,预测效应发生时间,并对效应进行分类。
7.根据权利要求5或6所述的处理方法,其特征在于,所述阳极效应熄灭剂由冰晶石、氟化铝、氟化钠、氧化铝、工业铝粉中的一种或者几种组成。
8.根据权利要求7所述的处理方法,其特征在于,对因氧化铝缺乏引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂质量百分比组分为:1%~70%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~5%氟化铝+1%~60%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~5%氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+1%~60%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~5%冰晶石+1%~60%氧化铝+余量为工业铝粉;对因电解液萎缩引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂质量百分比组分为:0.1%~10%氧化铝+余量为冰晶石,或者0.1%~10%氧化铝+0.5%~40%工业铝粉+余量为冰晶石,或者0.5%~30%氟化铝+5%~60%冰晶石+0.1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~50%冰晶石+0.5%~30%氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+0.1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉;对因槽温偏低引起的阳极效应,阳极效应熄灭剂组分为:1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~30%冰晶石+1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~30%氟化钠+0.1%~10%氧化铝+余量为工业铝粉,或者0.5%~90%氟化钠或碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种的混合物+余量为工业铝粉。
9.根据权利要求5或6所述的处理方法,其特征在于,所述配气装置使用的载气为氮气、空气、二氧化碳或干冰粉末中的一种或者多种的混合。
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