如何通過曲線對電解槽運行狀況做出判斷

1、如何通過曲線對電解槽運行狀況做出判斷隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，電解鋁控制系統(tǒng)有了很大的 進步?，F(xiàn)在大型電解槽管理已由原來自焙槽的現(xiàn)場管理為過渡為技術(shù)管理為主。通 過觀察計算機生產(chǎn)的電阻、加料等各種狀態(tài)曲線能夠為我們提供大量在現(xiàn)場觀察 不到的信息，通過分析這些信息對電解槽運行狀況做出正確判斷。由于計算機采集 信息的連續(xù)性，相當(dāng)一天2 4小時對每天電解槽運行狀況進 行監(jiān)控，這是人工無論如何也做不到的，對各種曲線進行正確分析是電解槽 管理者必須掌握的。現(xiàn)在計算機控制系統(tǒng)關(guān)鍵在其自適應(yīng)加料系統(tǒng)。其工作原理就是根據(jù)氧化 鋁濃度對電解槽槽電阻變化情況判斷何時進入何種下料狀態(tài)。通過各種加料狀態(tài) 的改變將氧化鋁濃

2、度控制在L 5 3. 0 %之間，在這個氧 化鋁濃度范圍槽電阻隨著氧化鋁濃度的增加槽電阻有下降趨勢。但下降的趨勢逐 步減緩，也即斜率減小。電解槽槽電阻穩(wěn)定的電解槽，由于氧化鋁濃度變化對槽 電阻的變化可從槽電阻曲線上明顯看出，其關(guān)系表現(xiàn)在當(dāng)進入過量周期時，由于加 料量大于消耗量，氧化鋁濃度不斷上升，由于氧化鋁濃度上升槽電阻有下降趨勢， 從接口機槽電阻曲線上可看出正常槽每當(dāng)進 入過量期槽電阻就開始下降。反之當(dāng) 加料周期進入欠量期時槽電阻就有上升的趨勢，原因是欠量期加料量比消耗量小 導(dǎo)致濃度有所下降，濃度下降導(dǎo)致槽電阻有上升的趨勢。由此可看出，自適應(yīng)系統(tǒng) 適應(yīng)的前提是電解槽運行穩(wěn)定，槽電阻沒有針振或

3、電壓擺現(xiàn)象發(fā)生。原因在于氧 化鋁濃度變化造成的槽電阻變化是很微小的，一旦電解槽出現(xiàn)針振或電壓擺現(xiàn)象， 由于鋁水波動造成槽電阻變化遠遠大于氧化鋁濃度造成槽電阻的變化。這樣自適 應(yīng)加料系統(tǒng)就失去了判斷的依據(jù)，就可能出現(xiàn)錯斷現(xiàn)象，表現(xiàn)在效應(yīng)等待期發(fā)生的 效應(yīng)比例大幅降低。造成電解槽突發(fā)效應(yīng)或效應(yīng)等待失敗現(xiàn)象增多。所以對于針 振或電壓擺電解槽應(yīng)采取的措 施之一就是縮短效應(yīng)間隔，其目的就是避免電解槽 積料產(chǎn)生。電解槽自適應(yīng)加料系統(tǒng)與電解槽運行狀況互相影響，電解槽運行越穩(wěn) 定槽電阻曲線越平穩(wěn)，槽電 阻越平穩(wěn)由于氧化鋁濃度對槽電阻變化造成的影響就 越明顯，對槽控機而言就越容易做出正確的判斷。從而保證下料量與

4、消耗量的匹 配。下料量與消耗量匹配則電解槽物料平衡得到保證，從而避免在爐底產(chǎn)生沉 淀 和結(jié)殼。對電解槽的長期穩(wěn)定運行創(chuàng)造良好的條件。反之電解槽針振或電壓擺越嚴(yán) 重則自適應(yīng)加料系統(tǒng)就越容易出現(xiàn)誤判，經(jīng)常會出現(xiàn)加料量過多的現(xiàn)象，導(dǎo)致氧 化鋁濃度過高，部分未溶解完全的氧化鋁形成沉淀和結(jié)殼。氧化鋁濃度過高導(dǎo)致效 應(yīng)等待失敗。導(dǎo)致該槽長期不來效應(yīng)，時間越長則槽底沉淀結(jié)殼現(xiàn)象越嚴(yán)重。槽 底的沉淀結(jié)殼現(xiàn)象導(dǎo)致水平電流增加。水平電流使垂直磁場增加，導(dǎo)致鋁水波動幅 度增大。進一步導(dǎo)致槽幫的不規(guī)整，鋁水波動槽幫不規(guī)整又進一步導(dǎo)致電解槽針 振現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重。這就是針振槽未及時采取措施導(dǎo)致的后果。所以我們必須弄 清

5、這兩者之間的關(guān)系，采取適當(dāng)?shù)拇胧┦闺娊獠鄣姆€(wěn)定的得到保證。對針振槽采 取縮短效應(yīng)間隔的主要目的就是避 免出現(xiàn)加料嚴(yán)重失衡現(xiàn)象的發(fā)生。同時通過效 應(yīng)使以前爐底產(chǎn)生的積料逐步消化，從而保證槽底的干凈。電解槽的針振 或電壓擺根據(jù)情況不同，又分為幾種情況。電解槽在 走冷過程中以及走熱過程中產(chǎn)生針振現(xiàn)象表現(xiàn)在槽電阻的變化上是不相同的。根 據(jù)槽電阻的變化情況可對槽況的判斷產(chǎn)生較大的幫助。1、電解槽走冷槽電阻變化過程電解槽在走冷初期，槽電阻曲線往往會變得平穩(wěn)。分析原因是由于在走冷初期槽幫厚度增加，槽膛縮小。較小的槽膛有利于電解槽的穩(wěn)定。隨著走冷程度 的增加，槽電阻雖然未出現(xiàn)針振現(xiàn)象，但經(jīng)常會出現(xiàn)槽電阻與過量

6、期與欠量期由于 氧化鋁濃度變化產(chǎn)生的槽電阻變化不一致現(xiàn)象。加料控制良好的正常槽應(yīng) 該在過 量期槽電阻有下降的趨勢，在欠量期或停料期則槽電阻有上升的趨勢。而走冷初期 會出現(xiàn)槽電阻起 伏現(xiàn)象。分析原因可能是由于電解槽走冷過程中電解質(zhì)對氧化鋁 的溶解能力變差。部分未溶解的氧化鋁混入電解質(zhì)中導(dǎo)致槽電阻變化異常。另一方 面經(jīng)常出現(xiàn)欠量期突發(fā)效應(yīng)，正常槽自適應(yīng)加料系統(tǒng)能夠根據(jù)斜率能夠及時將欠 量期調(diào)整到正常期或過量期從而避免長時間欠量導(dǎo)致氧化鋁濃度過低發(fā)生突發(fā)效 應(yīng)。而電解槽走冷時經(jīng)常出現(xiàn)欠量期發(fā)生效應(yīng)，原因一方面是由于冷槽容易發(fā)生 突發(fā)效應(yīng)，另一方面是冷槽槽電阻隨氧化鋁濃度變化改變，造成槽控機判斷失誤，

7、 欠量期過長出現(xiàn)突發(fā)效應(yīng)。隨著電解槽走冷現(xiàn)象進一步嚴(yán) 重，電解槽會出現(xiàn)突然 電壓下滑現(xiàn)象，尤其是在出鋁后的某段時間。下滑幅度一般在0. 3IV左右。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是由于隨著電解槽走冷，槽幫及伸腿逐 步發(fā)育。鋁水在電解槽內(nèi)運動過程中由于受伸腿長高，導(dǎo) 致鋁水運動受阻濺起，鋁水與該處陽極底掌發(fā)生短時短路現(xiàn)象。從而導(dǎo)致電壓大幅 下降。隨著走冷現(xiàn)象的嚴(yán)重電壓下滑現(xiàn)象越來越頻繁。引起電 流效率下降，電解槽開始走熱，電壓被迫上抬，槽幫熔化 鋁水下降，從而結(jié)束冷周期。2、電解槽走熱槽電阻變化過程電解槽走熱過程初期出現(xiàn)小幅長期針振現(xiàn)象，針振幅度一般在 0. 0 3V左右，容易出現(xiàn)效應(yīng)等待失敗現(xiàn)象。原因是由

8、于在走熱 過程中電解槽槽幫熔化爐膛變大，爐膛變大槽內(nèi)鋁水波動幅度增加。隨著電解熱 槽不斷走熱，電解槽針振幅度增大，鋁水平逐步下降。該種情況較容易判斷。3、氧化鋁濃度過高槽電阻表現(xiàn)由于某種原因氧化鋁濃度過高，主要是由于電解 槽針振造成加料判斷錯誤，氧化鋁加入量過大，隨著時間不斷增加氧化鋁濃度不 斷升高，達到飽和濃度后，過多的氧化鋁沉積與槽底形成沉淀結(jié)殼現(xiàn)象。氧化 鋁濃度過高會導(dǎo)到效應(yīng)失敗，在效應(yīng)等待的4個小時不足以消化電解槽 原有的積料。從槽電阻表現(xiàn)上可看到，電解槽長期處于欠量期，如 欠量時間長達10多個小時，槽電阻仍有下降趨勢。如果氧化鋁濃度在 控 制范圍內(nèi)1. 5 3%之間在欠量期槽電阻應(yīng)有

9、上升趨勢，而 在欠量期有下降趨勢，這就說明氧化鋁濃度偏高。這種情況是氧化鋁濃度偏高較 少情況。當(dāng)氧化鋁濃度失衡程度很高時，表現(xiàn)在效應(yīng)等待失敗，槽電阻變化失 去規(guī)律性。針振或電壓擺現(xiàn)象明顯增多。氧化 鋁濃度偏高的原因有以下兩方面， 一是電解槽走冷或走熱時造成自適應(yīng)加料系統(tǒng)判斷錯誤，造成加入的氧化鋁量 大于消耗的氧化鋁量。二是加料間隔設(shè)置不合理，加料間隔設(shè)置過短造成加料量 偏多，這種情況在電解槽工作正常情況下，自適應(yīng)加料系統(tǒng)能夠在很大程度上 通過多來欠量期加以解決，但對于針振或電壓擺槽往往判斷不準(zhǔn)。電解槽計算機控制報表分析計算機報表分類：1、階段報表；2、累計報表；3、計劃報表。1、階段報表：所為

10、狀態(tài)是指一段時間的電解槽各種 控制功能開關(guān)的工作情況。它是了解電解槽瞬時以及過去8小時，或更 長一些時間內(nèi)電解槽一般狀況的快報，是作業(yè)長、班 長、工區(qū)長使用最多的報表。此類報表分：班報、效應(yīng)報、日報 等。2、累計報表：這類報表主要反映出一段時間內(nèi)電解 槽的投入與產(chǎn)出情況，并匯集了主要控制結(jié)果的平均值。它既可供工區(qū)統(tǒng)計核算 使用，又可兼作這段時間的狀態(tài)報表。管理人員作短期和長期分析時常用到此 類報表。此類報表分：旬報、月報、不定時間的累計報表（時間可以由 管理人員設(shè)定）。3、計劃報表：上述兩類報表都和控制過程有關(guān)，可 供過程分析使用。而本報表卻和控制或過程毫不相干，純粹是依靠計算機能力， 代替管

11、理人員編制出的作業(yè)計劃。計劃報表是現(xiàn)場操作的依 據(jù)。此類報表有：日、月陽極更換表；出鋁指示量表；三 點測定計劃表；電解質(zhì)取樣計劃；倒班表等。對報表進行綜合分析，是管理者掌握電解槽狀況進行 決策的根據(jù)和基礎(chǔ)；所有信息必須結(jié)合現(xiàn)場的檢查、數(shù)據(jù)的測定，這樣才 能對電解槽進行完整的分析，為管理者提供準(zhǔn)確的判斷。報表固然 可以提供各種信 息，但計算機報表只有電壓、電流，鋁水平、電解質(zhì) 水平、溫度而對現(xiàn)場電解槽中下料器情況、陽極電流分布情況、陽極上A1 2。3厚度等條件是無法知道的。米用：擾性分析勢分析。電壓值10、利用氧化鋁濃度曲線和加工間隔分 1 .排除干擾性分析的分析方法無特別許可，功能鍵(1 )從

12、狀態(tài)報上檢查電解槽受控各種功能鍵是否接通。都應(yīng)接通或打到“自動”或“聯(lián)機”位置。另外，電解槽前打殼下料的風(fēng)、料閥也應(yīng)保持“通”狀態(tài)。(2 )從狀態(tài)報上檢查有無針振。若現(xiàn)在正在針振，應(yīng)立即到槽前查明原因。如果是陽極脫落、結(jié)殼塊、碎碳塊未撈干凈的，陽極安裝位置過低的，則處理后會立刻停止針振。如果是槽膛不規(guī)整誘發(fā)的針振的慢性病，雖則一時不能排除，通過安排適當(dāng)?shù)寞煶?，配合技術(shù)條件來處理。(3)從狀態(tài)報、日報或從自動廣播中發(fā)現(xiàn)有異常 電壓，發(fā)現(xiàn)后立即手動恢復(fù)到 原設(shè)定值。(4 )在出鋁端作一點測定，電解質(zhì)低于18cm的要 迅速提起來，高于 2 4cli1的要設(shè)法降下去。(5 )從效應(yīng)報表中查出最近幾次效

13、應(yīng)電壓值。若連續(xù)幾 次效應(yīng)電壓低于16V(若陽極掉渣嚴(yán)重，此值還要低)，要查明陽極底掌 下是否有碎碳塊、碳渣聚集物或長包。若效應(yīng)電壓高于45V,要先檢查電 解質(zhì)是否偏低。(6)當(dāng)從效應(yīng)報上獲悉槽子的效應(yīng)時刻普遍提前或推遲時，如確系A(chǔ)1 2。3 品種改變，應(yīng)及時調(diào)整加料間隔。(7 )從效應(yīng)報表或狀態(tài)報上查看效應(yīng)；從計算機解析記 錄上查出過去班次異常電壓的效應(yīng)；從16小時電流分布測定值中 查出陽極安裝高度不宜的槽；從出鋁記錄和回轉(zhuǎn)計下降量判斷實 出鋁量偏離指示量過大的槽。區(qū)長瀏覽日報，首先將效應(yīng)超過2 次，下料量過少的槽，設(shè)定電壓不匹配的槽，查明原因，進行調(diào)整。 操作不當(dāng)造成的干擾是隨機的、局部的

14、，應(yīng)由區(qū)長、作業(yè)長和操作者解決。2、長期分析長期分析，即采取工作安排、工作質(zhì)量檢查、工作質(zhì)量考核、工作總結(jié)分 析，找出下一步需要解決問題的關(guān)鍵。首先要分析電解槽的現(xiàn)狀，找出問題，探討 進一步改善的可能性和可行性，然后確定下月(或季)達到的目標(biāo)。工區(qū)每月未確 定下月各槽電壓、鋁水平、NB等的槽基準(zhǔn)討論，就是長期分析 的實例。(1 )投入產(chǎn)出分析。投入產(chǎn)出分析是利用氧化 鋁投入量和出鋁量來判斷電解槽生產(chǎn)狀況的一種方法，時間越長，準(zhǔn)確性越高。如果氧化鋁投入量明顯大于出鋁量，說明物料在槽中有積存，需要 拉大加工間隔（NB間隔），以減少下料量；反之，說明加 料不足，電解槽在化爐幫中的A1 2。3來補充，

15、需要縮短加 工間隔（NB間隔），以增加下料量。（2 ）出鋁量的均衡性分析。在平穩(wěn)的槽上，每日的實出 鋁量不應(yīng)有較大的波動。如果，在無較大干擾的情況下，實出量呈下降趨勢，最 大的可能是在爐幫熔化的狀態(tài)下存鋁；實出量呈上升趨勢，最大的可能是槽膛 發(fā)育在擠鋁。（3）技術(shù)條件的趨勢分析。若鋁水平、設(shè)定電壓、針振時 間三者均為上升趨勢，表明槽子趨冷，伴隨有物料的積存；若鋁水平、效應(yīng)次數(shù) 呈下降趨勢，則可能是槽子轉(zhuǎn)熱，同時正在消耗槽內(nèi)積存的物料。3 .療程分析的分析方法長期目標(biāo)的實現(xiàn)過程，往往可劃分成若干個小的 工作安排、工作質(zhì)量檢查、工作質(zhì)量考核、工作總結(jié)分析循環(huán)，一個小循環(huán)稱為 療程（如醫(yī)生給病人治病

16、一樣）?？紤]到電解槽熱容量大，調(diào)整 的效果反映滯后，看出趨勢要經(jīng)歷一段時間，一般將療 程定為5天。每5天小結(jié)一下槽況，檢查分解到本療程的小目標(biāo) 是否實現(xiàn)，并確定下一療程實現(xiàn)的小目標(biāo)。這種為實現(xiàn)長期目標(biāo)而在每一療程 未進行的工作稱為短期分析或療程分析。4、利用陽極下降量分析在出鋁量均衡（每日*kg）的情況下， 每天陽極下降量標(biāo)準(zhǔn)值，隨陽極質(zhì)量不同，波動在*s*111m之間。如果出鋁量 正常，但陽極每日下降量 標(biāo)準(zhǔn)量，則表明槽底熱，槽膛在熔化；如果陽極每日下降量標(biāo)準(zhǔn)值，則表明槽冷，槽膛發(fā)育或在 當(dāng)日有過 量 的物 料 投入。還可以利用每天出鋁后，測一點測定 看槽子 的 鋁水平下降多少，算出每厘米鋁

17、水量，以判斷鋁水鏡面處槽膛的大小。 每厘米鋁水量*kg,可視為大槽膛；*s* * kg可視為中等槽膛， v*kg可視為槽膛較小。其次將每日的每厘米鋁水量值作圖，根據(jù)該值時 間變化的趨勢來判斷（槽膛變化趨勢和狀況）。5、利用分子比的變化分析在350kA槽系列上，規(guī)定每*天取樣分析一次電解 質(zhì)分子比，若本次的值比上次突然降低很多，例如由1. 32降到1. 20 （重量比），而其間又未投入多量的Al F3時，則有充分把握認(rèn) 定槽子轉(zhuǎn)冷，而且嚴(yán)重。道理是槽冷時，電解質(zhì)中較堿的組分偏 析成固相而使液相酸化。反之，若分子比突然升高許多，不言而喻，肯定 是槽子轉(zhuǎn)熱，槽膛熔化，槽幫中較堿組分重新回到液體電解質(zhì)

18、中。 6、利用電解質(zhì)電阻來分析電解質(zhì)電阻值是槽控機RC控制時陽極的移動量和所引起的槽電 阻變化兩數(shù)算得的，單位是0. 01 Q / So陽極上升、下降速 度為1. 5 mffls，因此 也可表示為0. 0 1 1 Q / 1. 5 mm。該參數(shù)的 原始含義是指每移動一單位高度所引起的電阻增量，反映了電解質(zhì)電阻的 大小。但在生產(chǎn)實踐中，從改善電解質(zhì)成分入手，始終沒有找到有效降 低該值的措施。但作為一種經(jīng)驗，已在生產(chǎn)管理者中廣泛采用，持續(xù) 數(shù)年，沿用至今。實際中，常用電解質(zhì)電阻值來認(rèn)定槽底的潔 凈程度7、利用金屬質(zhì)量的變化來分析槽幫和伸腿是槽內(nèi)雜質(zhì)的主要棲息地。當(dāng)外部原料 無大變化，操作也沒有帶入多量雜質(zhì)的情況下，如果鋁液中的鐵硅雜質(zhì)，特別是 硅逐漸增大，這時應(yīng)當(dāng)檢查槽膛是否熔化，槽子是否趨熱；鐵硅雜質(zhì)同時增 大，說明電解槽有破損現(xiàn)象。如果鐵硅雜質(zhì)，特別是硅逐漸下降，品級 不斷提高，則應(yīng)考慮是否槽子趨冷、伸腿和槽底沉淀發(fā)育。8、用每日加料量的變化趨勢分析。加料次數(shù)呈上升趨勢，說明槽子轉(zhuǎn)冷，物料可能在 槽底積聚；若呈下降趨勢，則指示槽子轉(zhuǎn)熱，槽膛熔化。9、用效應(yīng)電壓值分析當(dāng)效應(yīng)電壓16伏特，表示陽極有病或碳渣過多，或槽底過熱； 45伏特時?？赡苁遣圩愚D(zhuǎn)冷、電解質(zhì)過 低。對較多出現(xiàn)閃爍效應(yīng)的槽就應(yīng)考慮槽子是否有冷趨勢。10、利用氧化鋁濃度曲線和加工間隔分析利用計