在铝电解生产实践中,槽阳差 一个普遍的共识是阳极电流分布的均匀性和预焙铝电解槽的稳定性密切相关电解槽一旦出现阳极电流分布的严重不均, 会造成槽电压波动, 磁场不稳定, 铝液波动无序紊乱,最终导致槽温升高、槽况恶化以至于发生病槽。极电极距极电
,流分流分 严重影响技术指标技术人员一般会定期的测量阳极导杆上的等距压降, 以此来掌握阳极电流分布的情况近年来, 许多铝厂通过降低极距以节能降耗在降低极距的过程中必须高度重视阳极电流分布均匀性的变化, 采取必要的措施避免阳极电流分布的
恶化1 影响阳极电流分布的因素大型预焙槽的阳极是一组一组分开的系列电流在预焙槽上的流经路线为: 上一台槽阴极钢到阴极母线到立柱母线 到阳极大母线到阳极 到电解质到铝液 到阴极到阴极钢棒阳极大母线和铝液的电阻率远远小于阳极和电。
解质的布和必然布均电阻率阳极大母线中各点的电势差一般情况下小于 20mv, 而铝液中各点的电势差更小, 它们都可以看作是等势体因为电解质的电阻率远大于铝液, 经过某阳极的电流几乎全部经过该阳极正下方的电解质进入铝液。
根据上述分析,关低槽电压的变 可以近似将电流经过的阳极大母线到阳极 到电解质到铝液这一段看作并联电路, 经过每个阳极的电流看作并联电路的一个分支电路每个分支电路的电阻主要包括阳极电阻和极间电阻两部分这两部分电阻的差别决定了阳极电流。
分布的系降均匀性1. 1 阳极电阻差别阳极电阻由导杆 - 阳极大母线接触电阻、导杆电阻、致阳爆炸焊电阻、匀性钢爪电阻、槽阳差铁炭电阻、极电极距极电炭块电阻构成导致阳极电阻出现差别的流分流分因素主要有:( 1)阳极生产:受阳极生产条件限制, 不同阳极的导杆电阻、爆。布和必然布均
炸焊电阻、关低槽电压的变钢爪电阻、系降铁炭电阻、致阳炭块电阻会出现或多或少的差别( 2)卡具安装:卡具安装不合格时导杆 - 阳极大母线接触电阻会超过正常值, 使经过此阳极的电流大幅度减少( 3)新极温度低:刚换上的新极的温度为室温, 会导致电解质凝。
固在新极表面, 因此刚换的新极的电流为零新极从室温升高到工作温度需要一个较缓慢的过程炭块的电阻率随着温度的增加而减少, 因此新极电流也随着炭块温度的升高而增加( 4)阳极消耗程度不一致:阳极炭块随着铝的产生而不断被消耗。
生产中通过合理安排换极时间, 使得电解槽中不同组的阳极炭块消耗程度各不相同旧极虽然炭块高度低,但炭块底面被消耗成弧形, 最底部的接触面大大减少, 其电流可能反而比新极少1. 2 极间电阻差别极间电阻主要由气膜电阻和电解质电阻组成。
当电解质中氧化铝浓度低于 1. 0% ~ 1. 5% 时,阳极炭块和电解质之间的润湿性变差, 气膜电阻增加很大, 阳极效应发生, 阳极电流分布严重恶化导致电解质电阻出现差别的因素主要有:( 1)极距分布不均:。
在预焙槽中, 浸在电解质里的阳极表面是阳极工作面, 而槽底上的铝液面实际上就是阴极工作面所谓极距, 是指阴阳两极之间的距离换极过程中阳极设置很难做到非常精确, 这是造成各阳极极距高低分布不均的主要原因即使是
阳极底掌在同一水平面上, 由于铝液镜面变形和波动而且凹凸不平, 极距也是各不相同的( 2) 电解质电阻率分布不均:电解质的电阻率受氧化铝等添加剂浓度和电解质温度的影响对于工业电解质体系, 根据电解质电阻率公。
式, 氧化铝浓度每增加 1%, 电解质电阻率大约增加 2%综合考虑氧化铝浓度对气膜电阻和电解质电阻率的影响, 氧化铝浓度在 2% ~ 4%区间变化时极间电阻最大值和最小值只相差 1. 3% 左右, 此时氧化。
铝浓度对阳极电流分布影响较小电解槽内不同阳极对应位置的电解质温度存在差别根据出铝口和烟道口的电解质温度测量数据,温差较大时可达到10度 左右电解质温度每增加 10度 , 电解质电阻率大约降低 1.3%对于电解槽在长时间正常稳定生产的情况下,
只要槽电压保持一定, 上述各种因素造成的阳极电流分布的均匀性也应是基本保持一定的2 降极距过程中阳极电流分布相对标准偏差的变化在本文中用相对标准偏差指标来表征阳极电流分布的均匀性以下提到的降电压过程均为通过降。
低极距来实现因此在本文中降电压和降极距为同一概念某电解铝厂 220ka 系列电解槽在 3. 95v 槽电压下的阳极电流分布相对标准偏差统计平均值一直保持在 0. 17~ 0. 18左右数台试验槽在槽电压降到 3. 75v。
以后, 其阳极电流分布相对标准偏差统计平均值增加到 0. 2~ 0. 21左右在其它条件不变的情况下, 阳极电流分布相对标准偏差随着全槽整体极距的降低的变化规律的理论分析如下2. 1 理论分析通过数学方法分析在假设的理想情况下阳极电。
流分布相对标准偏差的变化规律假设的理想情况: 各阳极组成并联电路, 每个支路的电流都大于 0; 降电压前后各阳极之间的高度差保持不变, 即全槽整体降极距, 而且不引起铝液界面变形的变化在理想情况下, 只要初始的阳。
极电流分布存在不均, 降电压后的阳极电流分布相对标准偏差一定比降电压前的大2. 2试验测量结果在实际的降电压过程中因为铝液界面变形的变化, 相对标准偏差的变化将比上述的理想过程更为复杂在某厂的 220ka 的试验槽上进行了快速降。
电压试验, 试验过程大致为根据情况每半小时降低槽设定电压 30mv ~ 50mv, 每降低一次电压后测量阳极电流分布, 并计算其相对标准偏差在降电压过程中, 阳极电流分布相对标准偏差的变化趋势是增加的当电压从 3. 9v 左右
以上降到 3. 5v 左右时, 阳极电流分布相对标准偏差从 0. 18增加到 0. 26以上3 结 语以上分析结果表明: 其它条件不变的情况下, 通过降极距来降低槽电压必然会导致阳极电流分布均匀性的变差, 而且降电压前的阳极电流分布越不好,。
其恶化程度也越严重如果希望电解槽在极距降低后保持之前的阳极电流分布水平, 必须对影响阳极电流分布的其它因素更加重视, 例如提高阳极设置精度, 尽量使阳极底掌保持在同一水平面上来源:[免责声明]所载内容、图片来源互联网，微信公众号等公开渠道，我们对文中观点保持中立，仅供参考、只为交流之目的。
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