CN106460210A - 用于控制向用于生产铝的电解池进料铝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有色金属冶炼，并且可适于控制氧化铝向用于生产铝的电解池中的进料，目的是保持电解熔体中的氧化铝浓度等于或接近饱和浓度。将氧化铝浓度保持在设定范围内涉及测量给定的电压(U)或伪电阻(R)，以固定的时间间隔记录测量结果，并形成供电循环，包括相对于电解过程中氧化铝消耗的理论速率以欠量或过量进料氧化铝，其中根据电解熔体中的氧化铝浓度选择欠量进料阶段的持续时间，并且根据电解池记录的一个或多个值的变化来确定过量进料阶段的持续时间：给定的电压、伪电阻、给定电压和伪电阻的变化速率dU/dt、dR/dt；另外，可以在任何进料阶段期间执行对极间距离的调节以维持电解池能量平衡。本发明由于消除了具有碳阳极的电解池中的阳极效应，以及通过在低氧化铝浓度电解质熔体中使用具有高腐蚀速率的新型结构和电极材料，改善了铝生产过程的工程和经济性能。

Description

用于控制向用于生产铝的电解池进料铝的方法

本发明涉及有色金属冶炼，特别涉及一种控制氧化铝向电解池进料以使电解熔体中的氧化铝浓度维持等于或接近由熔融盐电解生产铝的饱和值的方法。

目前，通过在电解池中约950℃的温度下在熔融氟化物中电解还原氧化铝从而生产铝。电解熔体中的氧化铝浓度保持为2重量％至4重量％，这降低了氧化铝泥浆在电解池底部沉积和积累的风险。

存在多种用于控制氧化铝进料至氧化铝浓度显著低于饱和值的电解池的方法；这些方法使用电解池中的电阻或电压与电解质中的氧化铝浓度之间的变化关系，同时交替氧化铝向电解池欠量进料和过量进料的循环。根据这种关系，电解质中氧化铝浓度的任何变化导致池中的电压(伪电阻(pseudo-resistance))在所有其它电解参数保持恒定时发生变化。可以从电压(伪电阻)变化的速率推导出电解质中的氧化铝浓度。

图1示出了具有不同阳极-阴极距离(ACD)的熔体中的电阻与氧化铝浓度的关系，其中(а)是最佳ACD，(b)是较大ACD，(с)是较小ACD。在工业实践中，池中的电阻保持在R_т–r至R_т+r的范围内，其中R_т是目标电阻值。该图显示该关系是非线性的，并且最小电阻对应于熔体中约4重量％的氧化铝。在氧化铝低浓度范围(曲线的左部或左侧分支)中增长的电阻表示电解熔体中的氧化铝浓度的下降和即将到来的阳极效应，而在氧化铝高浓度范围(曲线的右侧部分或右侧分支)中表示氧化铝浓度累积。此外，图1示出了在低氧化铝熔体中氧化铝浓度的变化产生比在高氧化铝熔体中更高的电压和伪电阻变化速率，即，当氧化铝浓度较低时电压和伪电阻对氧化铝具有更高的敏感性。因此，电解熔体中的氧化铝浓度保持在2重量％至4重量％之间，这样的值简化了自动进料控制的算法。此外，氧化铝泥浆在池底部沉积的风险较低。

例如，降低的电池电压和电解池中氧化铝浓度之间的上述关系为控制电解池的方法提供了依据，同时氧化铝溶解速率改变(RU专利号2255149，C25C3/20，2004/05/05)；该方法包括通过交替进料模式(标准进料、欠量进料和过量进料)，测量电解池电压、电解槽电流、计算降低电压U_red、其时间变化速率dU_red/dt，并比较计算值和设定值从而来维持氧化铝浓度在设定范围内。该方法可以使进料算法适应进料质量、氧化铝溶解速率、电解运行参数和自动氧化铝进料模式。

通过在Shewhart图表上以欠量进料和过量进料模式绘制自动化氧化铝进料的剂量来检测与目标参数的任何偏差。将氧化铝剂量与目标范围进行比较，然后通过改变自动氧化铝进料系统的运行模式的基本常数、电压设置、以及向池中添加氟化铝来调节氧化铝剂量。

该方法的缺点是，在电解池故障的情况下，必须循环性地手动将进料算法手动调节到Shewhart图表，其中氧化铝剂量的测量之间的时间间隔设置为至少24小时。因此，可能的是，电解槽在欠量进料或过量进料的情况下运行相当长的时间，这可能导致更多的工艺故障，降低电解池性能(更高的比功率消耗、更低的电池效率和更高的劳动力成本)。

还已知一种用于控制氧化铝向用于生产铝的电解池中进料的方法(RU专利No.23233914，C25C3/20，2004/08/10)，当测量电解池电压以形成一系列标准进料、欠量进料和过量进料模式时，以将氧化铝浓度保持在设定范围内。基于电解池电压和电解槽电流的测量值计算伪电阻R_nc及其时间导数dR_nc/dt，并且如果在欠量进料模式期间dR_nc/dt超过设定的阈值，则该模式切换到过量进料模式。在欠量进料和过量进料模式中的自动化氧化铝进料的时间设定成与自动化氧化铝进料设置成比例，而阳极组件仅在基本进料模式期间移动。自动氧化铝进料设置被调整为欠量进料模式的持续时间：如果欠量进料模式持续超过设定时间，则增加自动氧化铝进料设置，反之亦然，而过量进料模式具有恒定时间。

该方法还取决于电解槽电压(伪电阻)和电解熔体中的氧化铝浓度之间的关系。该方法的缺点是当氧化铝浓度超过一定限度时，不可能增加电解槽的假电阻，即它是指电解槽电压(伪电阻)相对于电解熔体中氧化铝浓度曲线的右边部分。较高的伪电阻导致自动化氧化铝进料系统的功能故障，即在过量进料模式期间的过量进料和电解池过量进料以及氧化铝泥浆在电解池底部中的沉积。

就技术本质和技术效果而言，与本公开的方法最接近的类似方法是用于控制氧化铝向电解池进料的方法(RU专利号2220231，C25C3/20，2005/12/27)，其测量电解池中电极之间的电阻，以固定时间间隔记录电阻，评估电解池中的氧化铝浓度，并以固定速率向电解池提供欠量或过量氧化铝。该方法使用关于包括欠量进料和过量进料的进料阶段的电阻曲线趋势的累积信息。从在从欠量转换到过量进料的过程中电阻曲线的趋势和倾斜角推导出电解熔体中的氧化铝浓度。电阻曲线的下降部分表示电解熔体中氧化铝的浓度较低，曲线的上升部分表示较高的浓度；大约4％的浓度产生平坦或接近平坦的曲线。为了保持电解池中氧化铝浓度的最佳范围，基于前一个循环的参数，决定下一个进料阶段期间对电解池的欠量和过量进料的持续时间。

该方法以及上述方法的缺点是，仅仅在氧化铝浓度相对低(在2重量％至4重量％的范围内)时可以应用该方法。在这种情况下，电解槽电压相对于电解熔体中氧化铝浓度曲线的左边部分适用于该过程(图1)。根据上述方法，电解熔融中较高的氧化铝浓度和工艺向曲线右部的转变，即，向较高氧化铝浓度的区域的转变被认为是工艺缺陷。因此，当需要保持电解熔体中的氧化铝浓度等于或接近饱和值时，这些用于控制氧化铝进料的方法是不适用的。

同时，使用氧化铝饱和的熔体可以完全消除阳极效应，并且使得可以使用惰性阳极和基于氧化铝的耐火衬里。目前，没有方法可用于向电解池中自动进料氧化铝，并将氧化铝熔体中的氧化铝浓度保持为接近氧化铝溶解度的极限。

本发明的目的是消除具有碳阳极的电解池中的阳极效应，以及减慢惰性阳极和氧化铝基衬里材料的腐蚀速率。

技术效果是通过使用以氧化铝饱和或几乎饱和的电解熔体来减少电池底部中的氧化铝泥浆。

技术效果通过提供一种用于控制氧化铝向由熔融盐生产铝的电解池中进料的方法来实现。该方法包括测量电解池的电极之间的电阻值；以固定时间间隔记录测量的电阻值；评估氧化铝浓度；与理论氧化铝进料速率相比，以欠量进料模式和过量进料模式按照设定速率进料氧化铝，欠量进料和过量进料阶段交替，保持电解熔体中的氧化铝浓度等于或接近饱和值，其中，根据电解熔体中的氧化铝浓度选择欠量进料阶段的持续时间，并且根据记录的一个或多个电解池参数的变化来确定过量进料阶段的持续时间：降低电压U、伪电阻R、降低电压和伪电阻的速率dU/dt、dR/dt，并且其中通过移位阳极组件在任何进料阶段期间调节阳极-阴极距离。

用于控制氧化铝向电解池进料的方法的具体实施方式具有以下特征：

1.在欠量进料阶段，相对氧化铝进料速率V₁设定为电解期间理论氧化铝进料速率的0～80％。

2.在过量进料阶段，相对氧化铝进料速率V₂设定为电解期间理论氧化铝进料速率的110％～400％。

3.由持续时间为τ₁的欠量进料阶段和持续时间为τ₂的过量进料阶段构成的进料循环i以欠量进料阶段开始，随后是过量进料阶段，而在过量进料阶段记录第一降低电压值U_initial，并且如果满足以下条件则终止过量进料阶段：

(dU/dt)>k₁，其中

k₁是过量进料阶段中降低电压的变化速率的阈值；或者

在时刻τ_x，U>U_initial+ΔU，其中

ΔU是过量进料阶段中降低电压的变化的阈值；或者

τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)，其中

V_max是确定最长过量进料阶段持续时间的最大氧化铝进料速率。

4.在过量进料阶段开始时，记录第一伪电阻值R_initial，而如果满足以下条件，则终止过量进料阶段：

(dR/dt)>k₂，其中

k₂是过量进料阶段的伪电阻变化速率的阈值；或者

在时刻τ_x，R>R_initial+ΔR，其中

ΔR是过量进料阶段中伪电阻变化的阈值；或者

τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)。

5.在过量进料阶段开始时，一旦满足以下条件，则检查过量进料阶段的终止条件：

τ₂≥τ₁(V_min–V₁)/(V₂–V_min)，

其中V_min是确定过量进料阶段的最短持续时间的最小氧化铝进料速率。

6.选择欠量进料阶段的持续时间τ₁，使得一旦电解熔体中的氧化铝浓度降低了0.5重量％～5重量％的Al₂O₃，则根据工艺要求转变到过量进料阶段。

7.在过量进料阶段完成时，如果满足以下条件，则在循环i中自动调整下一个循环i+1中的过量进料阶段的V₂的值：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且V_2(i)+ΔV<400％，则V_2(i+1)＝V_2(i)+ΔV；或者

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且V_2(i)–ΔV>110％，则V_2(i+1)＝V_2(i)–ΔV，

其中V是接近实际值的电解池中的氧化铝进料速率的标称值；

ΔV是用于调整参数V₂、ΔU和ΔR的非灵敏区。

8.在过量进料阶段完成时，如果满足以下条件，则在循环i中自动调整下一个循环i+1中的过量进料阶段的ΔU的值：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且ΔU_i–u>ΔU_min，则ΔU_i+1＝ΔU_i-u；或者

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且ΔU_i+u<ΔU_max，则ΔU_i+1＝ΔU_i+u，

其中u是参数ΔU调整的增量；

ΔU_min是参数ΔU的最小值；

ΔU_max是参数ΔU的最大值。

9.在过量进料阶段完成时，如果满足以下条件，则在循环i中自动调整下一个循环i+1中的过量进料阶段的ΔR的值：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且ΔR_i–r>ΔR_min，则ΔR_i+1＝ΔR_i–r，或

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且ΔR_i+r<ΔR_max，则ΔR_i+1＝ΔR_i+r，

其中r是参数ΔR调整的增量；

ΔR_min是参数ΔR的最小值；

ΔR_max是参数ΔR的最大值。

10.当在过量进料阶段期间移位(displace)阳极组件时，根据要控制的参数，由过量进料阶段的第一降低电压U_initial或第一伪电阻值R_initial的自动调整来完成移位：

U_initial＝U_initial+(U₂–U₁)，或

R_initial＝R_initial+(R₂–R₁)，

其中U₁和U₁分别是阳极组件移位之前和之后的降低电压值；R₁和R₂分别是阳极组件移位之前和之后的伪电阻值。

本公开的方法实质如下：由持续时间τ1的欠量进料阶段和持续时间τ2的过量进料阶段组成的进料循环i从欠量进料阶段开始，接着是过量进料阶段。将欠量进料阶段中的相对氧化铝进料速率V₁设定为低于在电解期间的理论氧化铝进料速率。在过量进料阶段中的相对氧化铝进料速率V₂被设定为高于在电解期间的理论氧化铝进料速率。

选择欠量进料阶段的持续时间τ₁，使得当电解熔体中的氧化铝浓度降低0.5重量％～5重量％的Al₂O₃时，根据工艺要求转变到过进料阶段。当在欠量进料阶段期间氧化铝的浓度低于0.5％时，不可能避免在过量进料阶段期间沉积氧化铝泥浆。当氧化铝的浓度低于5％时，在具有碳阳极的电解池中出现阳极效应的风险；还出现惰性阳极、氧化铝基衬里和电解池结构腐蚀的风险。

欠量和过量进料阶段的相对氧化铝进料速率分别设定在理论氧化铝进料速率的0～80％和110％～400％的范围内。在欠量进料阶段，高于80％的氧化铝进料速率是不切实际的，因为会导致将氧化铝浓度降低0.5％～5％的时间不合理地长。低于110％或超过400％的氧化铝进料速率导致氧化铝泥浆在电解池底部沉积。

根据受控参数，过量供应阶段的持续时间由以下条件决定：

1.降低电压或伪电阻变化的速率高于阈值，(dU/dt)>k₁或(dR/dt)>k₂，其中k₁和k₂是过量进料阶段降低电压和伪电阻变化的速率相应的阈值；

2.在时刻τ_x降低电压或伪电阻的值高于阈值U>U_initial+ΔU或R>R_initial+ΔR，其中U_initial和R_initial是过量进料阶段中的降低电压和伪电阻的第一相应值；ΔU和ΔR分别为过量进料阶段的电压和伪电阻的阈值变化值；

3.过量进料阶段的持续时间高于最大可接受值τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)，其中V_max是确定过量进料阶段的最大持续时间的最大氧化铝进料速率。

根据工艺特性经验地选择k₁、k₂、τ_x、ΔU、ΔR、V_max和V_min的值。

在本公开的方法中，在过量进料阶段开始时存在氧化铝进料的保护期，在此期间不能检查用于终止该阶段的条件。只有在以下条件下才能检查过量进料阶段的终止条件：

τ₂≥τ₁(V_min–V₁)/(V₂–V_min)，

其中V_min是确定过量进料阶段的最短持续时间的最小氧化铝进料速率。

因此，在由于对电解池运行的偶然和非系统干预引起的在过量进料阶段最开始时终止条件的不正确满足的情况下，可以提供将一定量的氧化铝载入到电解池中。

当改变电解参数(电流效率、电解温度、电解熔融组成)和自动化氧化铝进料器的特性(剂量重量)时，本公开的方法提供三个自动调整选项：

1.在过量进料阶段调节氧化铝进料速率，V₂，

2.调整参数ΔU以满足过量进料阶段的终止条件，

3.调整参数ΔR以满足过量进料阶段的终止条件。

这些调整的目的是选择参数V₂、ΔU和ΔR的值，使得在进料循环期间建立氧化铝进料和电解池中消耗之间的动态平衡。根据以下表达式确定过量进料阶段的持续时间的目标范围：

τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))<τ₂<τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，

其中V是接近实际值的电解池中的氧化铝进料速率的标称值；

ΔV是用于调整参数V₂、ΔU和ΔR的非灵敏区。

超越目标范围伴随着报警和调整上述三个参数之一，这最终导致过量进料阶段持续时间的所要求的改变。逐渐进行调整，因为欠量进料阶段的持续时间可能受到电解池运行中的偶然和非系统干预的影响。

图2、3和4例示了该方法的实施方式。

当如图2所示选择氧化铝进料速率的调节时，所选择的控制在循环i中的过量进料阶段完成时自动调节用于下一个循环i+1的过量进料阶段的V₂：

-如果过量进料阶段的持续时间在目标范围内，则不应用调整，

-如果过量进料阶段的持续时间高于目标范围τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，并且如果V_2(i)+ΔV<400％，则氧化铝进料速率增加非敏感区域的值，V_2(i+1)＝V_2(i)+ΔV，

-如果过量进料阶段的持续时间低于目标范围τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))，并且如果V_2(i)–ΔV>110％，则氧化铝进料速率减小非敏感区域的值，V_2(i+1)＝V_2(i)–ΔV。

当如图3所示选择参数ΔU的调整作为用于终止过量进料阶段的条件时，则在过量进料阶段完成时，ΔU的值自动地从循环i调整到下一循环i+1中的过量进料阶段：

-如果过量进料阶段的持续时间在目标范围内，则不需要调整，

-如果过量进料阶段的持续时间高于目标范围τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，并且如果ΔU_i–u>ΔU_min，则参数ΔU减小调节增量ΔU_i+1＝ΔU_i–u，

-如果过量进料阶段的持续时间低于目标范围τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))，并且如果ΔU_i+u<ΔU_max，则参数ΔU增加调节增量ΔU_i+1＝ΔU_i+u，

其中u是参数ΔU的调节增量，

ΔU_min是参数ΔU的最小值，

ΔU_max是参数ΔU的最大值。

当如图3所示选择参数ΔU的调整作为用于终止过量进料阶段的条件时，则在过量进料阶段完成时，ΔR的值自动地从循环i调整到下一循环i+1中的过量进料阶段：

-如果过量进料阶段的持续时间在目标范围内，则不需要调整，

-如果过量进料阶段的持续时间高于目标范围τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，并且如果ΔR_i–r>ΔR_min，则参数ΔR减小调节增量ΔR_i+1＝ΔR_i–r，

-如果过量进料阶段的持续时间低于目标范围τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))，并且如果ΔR_i+r<ΔR_max，则参数ΔR增加调节增量ΔR_i+1＝ΔR_i+r，

其中r是参数ΔR的调节增量，

ΔR_min是参数ΔR的最小值，

ΔR_max是参数ΔR的最大值。

根据工艺特性经验地选择V、ΔV、u、ΔU_min、ΔU_max、r、ΔR_min和ΔR_max的值。

如果自动调整未能使过量进料阶段的持续时间回到设定范围，则这可指示电解槽运行中的严重异常(降低的电流效率、自动化氧化铝进料系统的进料器的故障运行、较低的运行温度)。

欠量进料和过量进料阶段的交替在电解熔体中提供可接受的氧化铝溶解速率，使得泥浆不太可能在电解池底部积聚。

本公开的方法提供了两种调节阳极-阴极距离以维持电解池能量平衡的方式。

根据第一种情况，阳极组件仅在欠量进料阶段期间移位，因为该阶段的持续时间是固定的，并且不依赖于电解池电压或伪电阻的变化。

根据第二种情况，阳极组件可以在欠量进料阶段和过量进料阶段期间移位。在这种情况下，在过量进料阶段期间要更换ACD：

-当阳极组件移位机构接合时，不会终止过量进料阶段；

-一旦阳极组件移位机构的运行完成，U_initial或R_initial的值自动调整以补偿由于ACD变化而导致的电压变化，这取决于受控参数：

U_initial＝U_initial+(U₂–U₁)，或

R_initial＝R_initial+(R₂–R₁)，

其中U₁和U₂分别是阳极组件移位之前和之后的降低电压值；

R₁和R₂分别是阳极组件移位之前和之后的伪电阻值。

应当注意，控制氧化铝进料的方法仅适用于电解槽的正常运行并且不存在对过程的任何干扰(金属排出、阳极更换、电解池空间构造的改变)的情况下，否则受控的氧化铝进料停止，并且根据电解过程的特性以根据经验选择的V速率供应氧化铝。

在实施例中描述了控制向用于生产铝的电解池进料氧化铝的方法，而进料过程控制基于降低电压随时间的变化，其取决于进料速率。该方法用以下基本设置实现：V₁＝0％，V₂＝140％，τ₁＝30[min]，V_min＝0％，V_max＝105％，k₁＝5[mV/min]，ΔU＝10[mV]，τ_х＝10[min]，V＝95％，ΔV＝5％，ΔU_min＝0[mV]，ΔU_max＝30[mV]，u＝2[mV]。

图4示出了取决于氧化铝进料速率的电压的周期性变化，而欠量进料阶段(V₁)和过量进料阶段(V₂)的边界以竖线示出。假设在所有循环中欠量进料阶段的持续时间不变，则该阶段中的电解池电压有规律地降低。相反，在过量进料阶段中，电压增加，而过量进料阶段的持续时间根据是否满足终止过量进料阶段的适当条件(即，是否降低电压高于阈值U_initial+ΔU)而从一个循环改变到另一个循环。图4还示出了随着阳极-阴极距离增加，作为电解池电压变化的系统响应，阈值U_initial+ΔU增加。

在使用本公开的方法时，在电解槽底部没有记录到泥浆的沉积，而电解熔体中的氧化铝浓度保持等于或接近饱和值(5重量％～6重量％)，并且在欠量进料阶段结束时在电解熔体中的氧化铝浓度的最大降低不大于1重量％的Al₂O₃。该实施例说明了控制氧化铝进料方法的有效性。

申请人进行的比较分析已经表明特征的组合是新颖的，并且该方法本身满足所有可专利性的条件。

与其原型相比，用于控制向铝生产的电解池进料氧化铝的方法的实施使得可以将电解熔体中的氧化铝的浓度保持为等于或接近饱和值。

Claims (11)

1.一种用于控制氧化铝向通过电解熔融盐生产铝的电解池中进料的方法，所述方法包括：测量电解池的电极之间的电阻值；以固定时间间隔记录所测量的电阻值；评估氧化铝浓度；与理论氧化铝进料速率相比，以欠量进料模式和过量进料模式按照设定速率进料氧化铝；欠量进料和过量进料阶段交替，所述方法特征在于保持电解熔体中的氧化铝浓度等于或接近饱和值，其中，根据电解熔体中的氧化铝浓度选择欠量进料阶段的持续时间，并且根据记录的一个或多个以下电解池参数的变化来确定过量进料阶段的持续时间：降低电压U、伪电阻R、降低电压的变化速率dU/dt、和伪电阻的变化速率dR/dt，并且其中通过移位阳极组件在任何进料阶段期间调节阳极-阴极距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在欠量进料阶段，相对氧化铝进料速率V₁设定为电解期间理论氧化铝进料速率的0～80％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在过量进料阶段，相对氧化铝进料速率V₂设定为电解期间理论氧化铝进料速率的110％～400％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由持续时间为τ₁的欠量进料阶段和持续时间为τ₂的过量进料阶段构成的进料循环i以欠量进料阶段开始，随后是过量进料阶段，其中在过量进料阶段记录第一降低电压U_initial，并且在以下情况下终止过量进料阶段：

(dU/dt)>k₁，其中

k₁是过量进料阶段中降低电压的变化速率的阈值；或者

在时刻τ_x，U>U_initial+ΔU，其中

ΔU是过量进料阶段中降低电压的变化的阈值；或者

τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)，其中

V_max是确定过量进料阶段最长持续时间的最大氧化铝进料速率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在过量进料阶段开始时，记录第一伪电阻值R_initial，其中在以下情况下终止过量进料阶段：

(dR/dt)>k₂，其中

k₂是过量进料阶段的伪电阻变化速率的阈值；或者

在时刻τ_x，R>R_initial+ΔR，其中

ΔR是过量进料阶段中伪电阻变化的阈值；或者

τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在过量进料阶段开始时，如果满足以下条件，则检查过量进料阶段的终止条件：

τ₂≥τ₁(V_min–V₁)/(V₂–V_min)，

其中V_min是确定过量进料阶段的最短持续时间的最小氧化铝进料速率。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选择欠量进料阶段的持续时间τ₁，使得一旦电解熔体中的氧化铝浓度降低了0.5重量％～5重量％的Al₂O₃，则根据工艺要求转变到过量进料阶段。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于V₂的值，在过量进料阶段完成时，如果满足以下条件，则自动调整循环i+1中的过量进料阶段为循环i的过量进料阶段：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且V_2(i)+ΔV<400％，则V_2(i+1)＝V_2(i)+ΔV；或者

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且V_2(i)–ΔV>110％，则V_2(i+1)＝V_2(i)–ΔV，

其中V是接近实际值的电解池中的氧化铝进料速率的标称值；

ΔV是参数V₂、ΔU和ΔR调整的非灵敏区。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于ΔU的值，在过量进料阶段完成时，如果满足以下条件，则自动调整循环i+1中的过量进料阶段为循环i的过量进料阶段：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且ΔU_i–u>ΔU_min，则ΔU_i+1＝ΔU_i-u；或者

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且ΔU_i+u<ΔU_max，则ΔU_i+1＝ΔU_i+u，

其中u是参数ΔU调整的增量；

ΔU_min是参数ΔU的最小值；

ΔU_max是参数ΔU的最大值。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于ΔR的值，在过量进料阶段完成时，如果满足以下条件，则自动调整循环i+1中的过量进料阶段为循环i的过量进料阶段：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且ΔR_i–r>ΔR_min，则ΔR_i+1＝ΔR_i–r，或

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且ΔR_i+r<ΔR_max，则ΔR_i+1＝ΔR_i+r，

其中r是参数ΔR调整的增量；

ΔR_min是参数ΔR的最小值；

ΔR_max是参数ΔR的最大值。

11.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，当在过量进料阶段期间阳极组件移位完成时，根据受控制的参数自动调整过量进料阶段的第一降低电压U_initial或第一伪电阻值R_initial：

U_initial＝U_initial+(U_2–U₁)，或

R_initial＝R_initial+(R₂–R₁)，

其中U₁和U₁分别是阳极组件移位之前和之后的降低电压值；

R₁和R₂分别是阳极组件移位之前和之后的伪电阻值。