文档介绍：肃绪论蒂20世纪80年代以前,工业铝电解的发展经历了几个重要阶段,其标志的变化有:电解槽电流由24kA、60kA增加至100~150kA;槽型主要由侧插棒式(及上插棒式)自焙阳极电解槽改变为预焙阳极电解槽;电能消耗由吨铝22000kW·h降低至15000kW·h;电流效率由70~80%逐步提高到85~90%。荿1980年开始,电解槽技术突破了175KA的壁垒,采用了磁场补偿技术,配合点式下料及电阻跟踪的过程控制技术,使电解槽能在氧化铝浓度变化范围很窄的条件下工作,为此逐渐改进了电解质,降低了温度,为最终获得高电流效率和低电耗创造了条件。在以后的年份中,吨铝最低电耗曾降低到12900~13200kW·h,阳极效应频率比以前降低了一个数量级。蒈80年代中叶,电解槽更加大型化,点式下料量降低到每次2kg氧化铝,采用了单个或多个废气捕集系统,采用了微机过程控制系统,对电解槽能量参数每5s进行采样,还采用了自动供料系统,减少了灰尘对环境的影响。进入90年代,进一步增大电解槽容量,吨铝投资较以前更节省,然而大型槽(特别是超过300kA)能耗并不低于80年代初期较小的电解槽,这是由于大型槽采取较高的阳极电流密度,槽内由于混合效率不高而存在氧化铝的浓度梯度;槽寿命也有所降低,因为炉帮状况不理想,并且随着电流密度增大,增加了阴极的腐蚀,以及槽底沉淀增多,后者是下料的频率比较高,而电解质的混合程度不足造成的。尽管如此,总的经济状况还是良好的。肆90年代以来,电解槽的技术发展有如下特点:薂电流效率达到96%;螀电解过程的能量效率接近50%,其余的能量成为电解槽的热损而耗散;羆阳极的消耗方面,-Al;袅尽管设计和材料方面都有很大的进步,然而电解槽侧部仍需要保护性的炉帮存在,否则金属质量和槽寿命都会受负面影响;蚂维护电解槽的热平衡(和能量平衡)更显出重要性,既需要确保极距以产生足够的热能保持生产的稳定,又需要适当增大热损失以形成完好的炉帮,提高槽寿命。膁我国的电解铝工业可自1954年第一家铝电解厂(抚顺铝厂)投产算起,至2010年已有56年历史,在电解槽设计中,已掌握“三场”仿真技术,在模拟与优化方面采用了ANSYS和MHD等软件;能较好的处理电解槽的磁场、流场、热-电平衡等问题,为大型和特大型预焙槽的设计和制造奠定了基础。蚈我国近几年开发应用的200kA及其以上容量的大型预焙铝电解槽均取得了较好的技术经济指标,以目前已开发应用的最大容量铝电解槽--350kA预焙槽为例,主要技术经济指标为:%;直流电耗13310kW·h/t-Al;阳极净耗397kg/t-Al。,并主要采用容量在160kA以上的大型预焙阳极铝电解槽(预焙槽)。莃工业铝电解槽通常分为阴极结构、上部结构、母线结构和电气绝缘四大部分。各类槽工艺制度不同,各部分结构也有较大差异。图2-1是我国一种200kA预焙阳极铝电解槽结构图[1]。螁蝿袈蒆袁膀芆膅羁薁羈羄肁羂蒅羇图2-1我国一种200kA预焙阳极铝电解槽结构图膁1-混凝土支柱;2-绝缘块;3,4-工字钢;5-槽壳;6-阴极窗口;7-阳极炭块组;8-承重支架或门;9-承重桁架;10-排烟管;11-阳极大母线;12-阳极提升机构;肈13-打壳下料装置;14-出铝打壳装置;15-阴极炭块组;16-阴极内衬***螅槽体(金属槽壳)之上的金属结构部分,统称上部结构,它分为承重桁架,阳极提升装置,打壳下料装置,阳极组,集气和排烟装置。、钢爪和铝导杆组成,炭块有单块组和双块组之分,按钢爪数量有四爪和三爪两种。钢爪与炭块用磷生铁浇注连接,与铝导杆一般采用铝-钢爆炸焊连接。与单块组不同的是,双块组使用一根铝导杆连接着两块阳极。,一种是螺旋起重器式的升降机构;另一种是滚珠丝杠三角板式的阳极升降机构。莁阳极提升装置为螺旋起重器升降机构,它由螺旋起重机、减速机、传动机构和马达组成。4个螺旋起重机与阳极大母线相连,由传动轴带动起重机,传动轴与减速箱齿轮通过联轴节相连,减速箱由马达带动。当马达转动时便通过传动机构带动螺旋起重机升降阳极大母线,固定在大母线上的阳极随之升降。提升装置安装在上部结构的桁架上,其行程为400mm,在门式架上装有与电机转动有关的回转计,可以精确显示阳极母线的行程值。-7所示,下部为门式支架,上部为桁架,整体用铰链连接在槽壳上,桁架起着支承上部结构的其它部分和全部重量的作用。芃莀图2-2一种200kA预焙阳极铝电解槽承重桁架结构图芁桁架;2-支架或门;3-