浅谈强化电流强度对电解生产的影响

摘要：随着铝电解产业的迅猛发展，关于铝电解生产研究也在不断增加。本文对铝电解生产在不改变电解槽结构的前提下，强化电流强度在铝电解生产中的影响进行了研究。

关键词：铝电解生产；电流强度

1 引言

近年来，电解铝生产企业以增加产量为主要目标进行了很多研究。强化电解系列的电流强度，可以显著提高铝的产量。根据电解槽理论日产量计算公式：产量=0.3355×I×η×t，在电流效率不变的前提下电流强度 I 越大，产量越高。例如，将设计电流为400KA 的电解槽电流强度提高不同数量，假设电流效率为94%，下表反映了提升不同电流强度下的产量增加情况：

2 电流强化后的技术参数的调整

电解铝强化电流具有提高产量、电解车间产能利用率增加，降低成本以及增加经济效益等好处。但也会带来一系列的危害和不利影响，在实际操作中，需要注意热平衡、物料平衡、阳极质量、磁场平衡等问题，根据电解槽的实际运行情况进行技术条件的调整，以确保生产的稳定运行。

2.1电流强化后，进入电解槽的热量会增加，电解槽整体等温线下移，考虑到电解槽整体的温度，需要调整电解槽的工艺技术条件，如提高在槽铝水平，增加散热。较高的铝液水平，有利于提高电流效率。在相同条件下，如果槽内铝水平较高，因铝的导电性好，热量可很快散发出去，使槽温均匀，同时还可利用铝的导热性来降低槽温，使炉膛稳定，收缩铝液镜面，减少铝液损失。另外，较高的铝液水平，可以削弱水平电流与垂直磁场的交互作用力，使铝液更加稳定，以弥补磁场不平衡所产生的不足，有利于提高电流效率。但铝液水平过高又会导致电解槽走冷行程、化上口的槽帮，引发病槽，降低电流效率。

2.2强化电流后，单槽日产原铝量有所增加，所以氧化铝消耗量也应该提高。生产中可以利用氧化铝使用量，电流效率和出铝电流效率的差值判断槽况的方法，来确定物料是否匹配，理想状态下，加入电解槽内的氧化铝全部溶解，既不在槽内积存，也不因投料不足而发生效应或熔化槽帮，这时氧化铝电流效率应等于出铝电流效率，可据此根据槽运行状态适时调整 NB加料间隔。

2.3在生产实践中，分子比是决定电解槽稳定性的重要因素，选择合适的分子比最为重要。低分子比有利于降低电解温度，减少铝的氧化损失，提高电流效率，但是，分子比也不能过低，因为若分子比过低，电解质的导电率下降，生产中容易掉电压，甚至产生“压槽”事故。另外，分子比过低，会导致电解质熔解氧化铝的能力下降，产生沉淀，引起电解槽摆动，降低效率，提高电耗。

2.4极距与槽电压成正比关系，在电压调整前要根据各项参数的变化及电解槽的运行情况进行，根据极距的变化及槽温的变化合理调整槽电压，。

3 电流强化后对原料的要求

提高阳极炭块质量标准电流的强化会使阳极产生的 CO2量增加，电解质液槽内翻滚沸腾，长期不间断地冲刷着阳极和覆盖料，造成阳极炭块使用寿命明显减低，对阳极质量有更进一步的要求

3.1炭阳极的抗压强度要在原设计基础上进一步提高标准，以抵抗电流强化后产生的强大热应力，避免炭块出现断层、裂纹、掉块等缺陷

3.2强大的电流和更高的热量会加快炭块骨料的剥离速度，加快了炭块的消耗，同时产生更多的碳渣进入电解质中。表观密度（容积密度）需要进一步提高。炭块的密度越高，单位体积所含炭量越多，以此适应电流强化后增加的氧化速度

3.3热导率要适当提高。电流强度增大后，阳极炭块在单位时间内接收的热量更多，如果热量不能及时散失出去，则会增加阳极炭块的热应力，破坏炭块结构、降低使用质量

3.4阳极炭块的空气透气度要更低。更强的电流和更高的温度，会加速阳极炭块的氧化消耗速度，因此，阳极炭块的空气透气度在质量标准上要更好，设计值要更低。

4 结语

在工业铝电解生产中，电解铝强化电流强度可以显著提高铝的产量，但同时也带来了部分危害。铝电解槽各物理场（电、磁、热、流、力）之间是相互耦合、相互影响的，为了将电流强度提升带来的危害降低，可以通过工艺技术条件变化、提高阳极炭块质量标准、通过各部分压降的变化合理设定槽电压等措施有效降低不利影响，实现铝电解生产稳定及产量的提升。

参考文献：

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[2]王家庆.试谈现代化低能耗电解槽的特征[J]

[3]闫太网.电解铝生产中强化电流的措施及效果[J].有色冶金节能