铝电解生产工艺与控制管理系统

王应其

广西百色银海铝业有限责任公司 广西百色 533000

1 铝电解生产系统及技术参数的设计

1.1 现代铝电解生产工艺

在当前我们的原铝生产中，往往都会采用Hall—Heroult熔盐电解法来进行，使用这个生产方法需要用到的原料主要为阳极炭块、氧化铝和氟化盐，需要的电解能源主要以整流的形式所提供。使用Hall—Heroult熔盐电解法进行电解铝生产的过程主要有以下几个方面：首先，原料氧化铝放在电解质中进行溶解作业，然后在把电解质连上电解质让电解反应发生，通过电解反应我们就可以得到原铝了。在点解反应中会发生两个方面的化学反应，在阳极会发生氧和活性炭的反应产生二氧化碳；在阴极则会发生电化学反应，这时铝会析出形成液态金属铝。在这个传统的电解铝生产过程中会需要用到炭素阳极生产组装、电解烟气净化、氧化铝贮运及输送、铸造和电解车间(电解槽)等[1-2]。

1.2 氧化铝物化性能指标

对于氧化铝的物化性能指标，根据它的主要用途来分析的话需要满足下面的性能指标（需要注意的是还包括了干法吸附后的载氟氧化铝）：首先，要求其可以在冰晶石电鳃质中进行良好的溶解；其次，在吸附力上强，这是对于烟气中的氟盐等颗粒、氟化氢(HF)气体而言的；最后对于结壳能力来说要好，这是为了提升覆盖料的保温能力和，同时这样还可以具有良好的结构强度。

1.3 输送下料系统

在传统的输送氧化铝的系统中往往有两种运输方式组成，机械式输送、气力输送。这两种输送方式都是较为单一的，没有办法实现各个系统之间的输送，这是很难适应未来发展趋势的，所以说，为了提升输送系统的运输效率和水平，需要我们根据相关的系统技术要求来对现有的运输系统及其配套部分进行改进，就相关的技术设计来说主要还是采用超浓相输送技术，这是以浓相输送为基础的，然后加以对风机低压供风技术的设计来实现的，这种运输系统适合用于粉状物料的输送，输送距离较长，适用性较好[3]。

2 铝电解生产工艺控制与管理系统

随着科学技术的不断发展，计算机技术也进入了电解铝生产行业中，由于计算机在数据处理方面具有强大的优势，所以在现在的很多数据计算方面都会使用计算机来完成，例如铝电解槽的设计就大量的用到计算机，通过计算机的计算来模拟相关的流场、电场、磁场、热场，从而设计生产出了更加高效先进的电解槽。同样的，在对电解铝的生产工艺开展控制工作的时候也需要用到计算机，通过把机械化和自动化进行结合，有效的提升了对生产工艺的有效控制的同时建立起了科学化的管理系统。

在对电解槽进行控制的时候使用的是计算机智能控制，这是一种以电阻控制为基础的控制方式，它通过和相关的管理经验的良好结合提升了控制和管理能力，在管理的内容上主要包括了阳极母线提升、阳极更换、热平衡、出铝、氧化铝供料、电解质成分等等。铝电解是化学反应的过程，也正因此它的很多反应参数是不断变化并且相当复杂的，对于这样的参数自然很难实现有效的检测。对于这样的状况，需要我们积极的利用计算机的数据处理能力，在管理系统中工作的计算机可以利用存储的原始数据进行规律的推测，同时还会结合实时的数据变化。

2.1 “四方”系统

“四方”系统的基础是GEN 2架构，在这个基础上加上分别代表不同信号分析算法的四种颜色来做指示，这个系统的功能主要是对电解槽的运行状态进行检测和控制，主要的功能内容可以分为三个方面：对电压槽的运行状态进行指示，当电压槽出现异常、修正和正常运行的状态的时候都会进行指示；建立跟踪机制，对电压槽的进行时刻的跟踪；优先系统更是对异常处理情况进行等级划分，这决定着异常的处理顺序。

2.2 异常情况检测

对于异常的检测可以有效的对问题加以纠正，从而很好的保证系统的更好运行。在对异常进行控制的时候需要先了解异常的定义，对于系统中的异常来说就是电解槽在运行的时候出现了需要加以处理的问题，这些问题是提前进行规定的，是被进行分类的，这样当出现异常之后能够更快更准确的发现问题的原因，便于及时的采取补救措施[4]。对于这些纠正措施来说并不是一成不变的，而是应当根据实际的情况反馈不断地进行优化升级的。在系统中有优先处理更严重问题的升级机制，这样的机制可以在出现问题时及时的把情况和相关解决措施反馈给管理者，这样可以在问题进一步扩大之前得到及时的控制，减少损失。

3 结语

随着科学技术和生产水平的进步，原铝的材料优越性使得人们越来越多的应用铝材料来开展生产经营活动。鉴于铝材在我们当前的生产经营中所占有的重要性，本文展开相关的讨论，把提升生产工艺和电解槽稳定性作为主要的研究目标，同时加上对相关的管理活动的分析和策略探讨，希望能够对我们的电解铝产业的发展提供有效的借鉴，从而帮助电解铝的生产更好地满足社会生产的需要。经过上面的分析和总结我们可以知道采用GEN2管理控制系统的话可以有效的促进电解铝生产的水平上升，它可以有效的优化生产工艺同时提升电解槽的稳定性，这为未来的电解铝行业进步提供了有效的参考。