DOC《240 kA铝电解槽内衬结构优化》

240 kA铝电解槽内衬结构优化 杨小华1,李贤2 (1.

青海物通集团百通高纯材料开发有限公司,西宁 810100;

2.青海桥头铝电股份有限公司,西宁 810100) 摘要:对240 kA铝电解槽内衬结构进行优化,开发一种新型内衬结构电解槽,并对新型内衬结构进行了电热场仿真计算.生产实践表明,新型内衬结构电解槽解决了低电压下能量不平衡的问题,提高了电解槽在低电压下运行的稳定性,实现了平均槽电压3.80 V和吨铝直流电耗12

282 kWh的技术经济指标. 关键词:240 kA铝电解槽;

内衬结构;

优化;

节能 中图分类号:TF821 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2014)09-0000-00 Optimization of Lining Structure of

240 kA Aluminium Reduction Cell YANG Xiao-hua1,LI Xian2 (1. Baitong High Purity Materials Development Co., Ltd., Qinghai Wutong Group, Xining 810100, China;

2. Qinghai Qiaotou Aluminium &

Power Co., Ltd., Xining 810100, China) Abstract:A

240 kA aluminium reduction cell with new-type of lining structure was developed after its lining structure optimized. Electric-thermal field of new lining structure was calculated by simulation. Plant practice shows that new lining structure addresses unbalanced energy and improves running stability under low voltage. The economic and technical indicators of average voltage of 3.80 V and direct current consumption of per tonnage aluminum of

12 282 kWh were obtained. Key words:240 kA aluminium cell;

lining structure;

optimization;

energy saving 近年来我国铝电解工业无论生产规模还是工艺技术水平都取得了突飞猛进的发展,部分电解铝企业已跨入了世界先进行列.但是,电解铝生产的高能耗、低能效与我国有限的电力资源的矛盾仍很突出.各企业由原来的单纯追求电解铝的产量转变到重点关注节能技术的研究与开发上来,先后研发出了新型阴极结构[1-2]、铝电解槽电流强化[3-4]与高效节能综合技术[5]等,目前国内最低槽电压已降低到3.75 V以下[6].我公司采取强化阳极保温料厚度,增加电解槽角部、底部、阴极钢棒导出部位(钢棒头)、电解槽的炉底钢板边部的保温,以及提高换极操作质量,缩短换极时间等措施,普通内衬电解槽槽电压已降低到3.90~3.92 V,电解槽运行相对稳定.电解槽节能的措施,一是选用优质导电材料,尽可能降低槽电压和电能空耗;

二是从阴极内衬结构上进行优化,提高电流分布的均匀性,提高电解槽稳定性;

三是优化生产工艺,加强电解槽保温,尽可能降低能量损失[7].本文针对240 kA铝电解槽内衬结构进行了优化设计,对新型内衬结构进行了电热场仿真计算.同时,在10台大修电解槽上进行了试验,现已在低电压下能够稳定运行.

1 240 kA铝电解槽原内衬结构分析 我公司240 kA系列电解槽内衬设计基于传统的 四低一高 生产工艺,电解槽散热方式也是采取底部保温,侧部散热的设计思路.电解槽阴极内衬结构和阴极下部内衬材料分布自下而上依次为:第一层为80 mm厚的硅酸钙板;

第二层为2层65 mm厚的硅藻土保温砖;

第三层为163 mm厚的捣实干式防渗料.阴极周围是捣实耐火浇注料,电解槽大面采用轻质浇注料,小面采用高强浇注料,炭间糊与周围糊均采用一般的热导糊.240 kA电解槽原内衬结构示意图见图1. 1-侧部炭块;

2-周围糊料;

3-阴极炭块;

4-耐火砖;

5-浇注料 6-阴极钢棒;

7-干式防渗料;