如何能通过曲线对电解槽运行状况做出判断

1、如何通过曲线对电解槽运行状况做出判断随着计算机技术的发展，电解铝控制系统有了很大 的进步。现在大型电解槽管理已由原来自焙槽的现场 管理为过渡为技术管理为主。通过观察计算机生产的 电阻、加料等各种状态曲线能够为我们提供大量在现 场观察不到的信息，通过分析这些信息对电解槽运行 状况做出正确判断。由于计算机采集信息的连续性， 相 当 一天 24 小 时对每 天 电解槽运行状况进行监控 ，这 是人工无论如何也做不到的，对各种曲线进行正确分 析是电解槽管理者必须掌握的。现在计算机控制系统关键在其自适应加料系统。 其工作原理就是根据氧化铝浓度对电解槽槽电阻变化 情况判断何时进入何种下料状态。通过各种加料状

2、态 的 改 变 将 氧 化 铝 浓 度 控 制 在 1. 53. 0 %之 间 ，在 这 个 氧 化铝浓度范围槽电阻随着氧化铝浓度的增加槽电阻有 下降趋势。但下降的趋势逐步减缓，也即斜率减小。 电解槽槽电阻稳定的电解槽，由于氧化铝浓度变化对 槽电阻的变化可从槽电阻曲线上明显看出，其关系表 现在当进入过量周期时，由于加料量大于消耗量，氧 化铝浓度不断上升，由于氧化铝浓度上升槽电阻有下 降趋势，从接口机槽电阻曲线上可看出正常槽每当进 入过量期槽电阻就开始下降。反之当加料周期进入欠 量期时梢电阻就有上升的趋势，原因是欠量期加料量 比消耗量小导致浓度有所下降，浓度下降导致梢电阻 有上升的趋势。由此可看

3、出，自适应系统适应的前提 是电解梢运行稳定，梢电阻没有针振或电压摆现象发 生。原因在于氧化铝浓度变化造成的梢电阻变化是很 微小的，一旦电解梢出现针振或电压摆现象，由于铝 水波动造成梢电阻变化远远大于氧化铝浓度造成梢电 阻的变化。这样自适应加料系统就失去了判断的依据， 就可能出现错断现象，表现在效应等待期发生的效应 比例大幅降低。造成电解梢突发效应或效应等待失败 现象增多。所以对于针振或电压摆电解梢应采取的措 施之一就是缩短效应间隔，其目的就是避免电解梢积 料产生。电解梢自适应加料系统与电解梢运行状况互 相影响，电解梢运行越稳定梢电阻曲线越平稳，梢电 阻越平稳由于氧化铝浓度对梢电阻变化造成的影响

4、就 越明显，对梢控机而言就越容易做出正确的判断。从 而保证下料量与消耗量的匹配。下料量与消耗量匹配 则电解梢物料平衡得到保证，从而避免在炉底产生沉 淀和结壳。对电解梢的长期稳定运行创造良好的条件。 反之电解梢针振或电压摆越严重则自适应加料系统就 越容易出现误判，经常会出现加料量过多的现象，导 致氧化铝浓度过高，部分未溶解完全的氧化铝形成沉 淀和结壳。氧化铝浓度过高导致效应等待失败。导致 该槽长期不来效应，时间越长则槽底沉淀结壳现象越 严重。槽底的沉淀结壳现象导致水平电流增加。水平 电流使垂直磁场增加，导致铝水波动幅度增大。进一 步导致槽帮的不规整，铝水波动槽帮不规整又进一步 导致电解槽针振现象

5、变得更加严重。这就是针振槽未 及时采取措施导致的后果。所以我们必须弄清这两者 之间的关系，采取适当的措施使电解槽的稳定的得到 保证。对针振槽采取缩短效应间隔的主要目的就是避 免出现加料严重失衡现象的发生。同时通过效应使以 前炉底产生的积料逐步消化，从而保证槽底的干净。电 解 槽 的 针 振 或 电 压 摆 根 据 情 况 不 同 ，又 分 为 几 种情况。电解槽在走冷过程中以及走热过程中产生针 振现象表现在槽电阻的变化上是不相同的。根据槽电 阻的变化情况可对槽况的判断产生较大的帮助。电解槽走冷槽电阻变化过程电解槽在走冷初期，槽电阻曲线往往会变得平 稳。分析原因是由于在走冷初期槽帮厚度增加，槽膛

6、 缩小。较小的槽膛有利于电解槽的稳定。随着走冷程 度的增加，槽电阻虽然未出现针振现象，但经常会出 现槽电阻与过量期与欠量期由于氧化铝浓度变化产生 的槽电阻变化不一致现象。加料控制良好的正常槽应 该在过量期槽电阻有下降的趋势，在欠量期或停料期 则槽电阻有上升的趋势。而走冷初期会出现槽电阻起 伏现象。分析原因可能是由于电解槽走冷过程中电解 质对氧化铝的溶解能力变差。部分未溶解的氧化铝混 入电解质中导致槽电阻变化异常。另一方面经常出现 欠量期突发效应，正常槽自适应加料系统能够根据斜 率能够及时将欠量期调整到正常期或过量期从而避免 长时间欠量导致氧化铝浓度过低发生突发效应。而电 解槽走冷时经常出现欠量

7、期发生效应，原因一方面是 由于冷槽容易发生突发效应，另一方面是冷槽槽电阻 随氧化铝浓度变化改变，造成槽控机判断失误，欠量 期过长出现突发效应。随着电解槽走冷现象进一步严 重，电解槽会出现突然电压下滑现象，尤其是在出铝 后 的 某 段 时 间 。下 滑 幅 度 一 般 在 0. 31V 左 右 。出 现 这 一现象的原因是由于随着电解槽走冷，槽帮及伸腿逐 步发育。铝水在电解槽内运动过程中由于受伸腿长高， 导致铝水运动受阻溅起，铝水与该处阳极底掌发生短 时短路现象。从而导致电压大幅下降。随着走冷现象 的严重电压下滑现象越来越频繁。引起电流效率下降， 电 解 槽 开 始 走 热 ，电 压 被 迫 上

8、 抬 ，槽 帮 熔 化 铝 水 下 降 ， 从而结束冷周期。电解槽走热槽 电 阻变化过程电解槽走热过程初期出现小幅长期针振现象， 针 振 幅 度 一 般 在 0. 03V 左 右 ， 容 易 出 现 效 应 等 待 失 败 现象。原因是由于在走热过程中电解槽槽帮熔化炉膛 变大，炉膛变大槽内铝水波动幅度增加。随着电解热 槽 不 断 走 热 ，电 解 槽 针 振 幅 度 增 大 ，铝 水 平 逐 步 下 降 。 该种情况较容易判断。氧化 铝浓度过高槽 电 阻表现由 于 某 种 原 因 氧 化 铝 浓 度 过 高 ，主 要 是 由 于 电 解槽针振造成加料判断错误，氧化铝加入量过大，随 着时间不断增

9、加氧化铝浓度不断升高，达到饱和浓度 后，过多的氧化铝沉积与槽底形成沉淀结壳现象。氧 化铝浓度过高会导到效应失败， 在效应等待的4个小 时不足以消化电解槽原有的积料。从槽电阻表现上可 看到， 电解槽长期处于欠量期， 如欠量时间长达 10 多个小时，槽电阻仍有下降趋势。如果氧化铝浓度在 控 制 范 围 内 1. 5 3 %之 间 在 欠 量 期 槽 电 阻 应 有 上 升 趋 势，而在欠量期有下降趋势，这就说明氧化铝浓度偏 高。这种情况是氧化铝浓度偏高较少情况。当氧化铝 浓度失衡程度很高时，表现在效应等待失败，槽电阻 变化失去规律性。针振或电压摆现象明显增多。氧化 铝浓度偏高的原因有以下两方面，一

10、是电解槽走冷或 走热时造成自适应加料系统判断错误，造成加入的氧 化铝量大于消耗的氧化铝量。二是加料间隔设置不合 理，加料间隔设置过短造成加料量偏多，这种情况在 电解梢工作正常情况下，自适应加料系统能够在很大 程度上通过多来欠量期加以解决，但对于针振或电压 摆梢往往判断不准。解槽计算机控制报表分析计算机报表分类：、阶 段 报 表 ；2 、累 计 报 表 ；3 、计 划 报 表 。阶段报表： 所为状态是指一段时间的电解槽各 种控制功能开关的工作情况。它是了解电解槽瞬时以 及过去8小时， 或更长一些时间内电解槽一般状况的 快 报 ，是 作 业 长 、班 长 、工 区 长 使 用 最 多 的 报 表

11、。 此 类报表分：班报、效应报、日报等。累 计报表 ： 这类报表主要反映 出 一段时 间 内 电 解槽的投入与产出情况，并汇集了主要控制结果的平 均值。它既可供工区统计核算使用，又可兼作这段时 间的状态报表。管理人员作短期和长期分析时常用到 此类报表。此类报表分：旬报、月报、不定时间的累 计报表（时间可以由管理人员设定）。计划报表 ： 上述两类报表都和控制过程有关 ， 可供过程分析使用。而本报表却和控制或过程毫不相 干，纯粹是依靠计算机能力，代替管理人员编制出的 作 业 计 划 。计 划 报 表 是 现 场 操 作 的 依 据 。此 类 报 表 有 ： 日 、月 阳 极 更 换 表 ；出 铝

12、指 示 量 表 ；三 点 测 定 计 划 表 ； 电解质取样计划；倒班表等。对 报 表 进 行 综 合 分 析 ，是 管 理 者 掌 握 电 解 槽 状 况 进行决策的根据和基础；所有信息必须结合现场的检 查 、数 据 的 测 定 ，这 样 才 能 对 电 解 槽 进 行 完 整 的 分 析 ， 为管理者提供准确的判断。报表固然可以提供各种信 息，但计算机报表只有电压、电流，铝水平、电解质 水平、温度而对现场电解槽中下料器情况、阳极电流 分 布 情 况 、 阳 极 上 Al 2 O3 厚 度 等 条 件 是 无 法 知 道 的 。 采用：排除干扰性分析的分析方法疗程分析 的 分析方法长期分析

13、的 分析方法利 用 阳 极 下 降 量 分析利 用 分子 比 的 变化分析利 用 电解质 电 阻来分析利 用 金属质量 的 变化来分析用 每 日 加料量 的 变化趋势分析 。用 效应 电压值分析利 用 氧 化 铝 浓 度 曲 线 和 加 工 间 隔 分 析1 排除干扰性分析的分析方法(1 ) 从状态报上检查电解梢受控各种功能键是否 接通。 无特别许可， 功能键都应接通或打到 “自动” 或 “联机” 位置。 另外， 电解槽前打壳下料的风、 料 阀也应保持 “通” 状态。(2 ) 从状态报上检查有无针振。若现在正在针振， 应立即到槽前查明原因。如果是阳极脱落、结壳块、 碎碳块未捞干净的，阳极安装位

14、置过低的，则处理后 会立刻停止针振。如果是槽膛不规整诱发的针振的慢 性病，虽则一时不能排除，通过安排适当的疗程，配 合技术条件来处理。从状态报、日报或从自动广播中发现有异常 电压，发现后立即手动恢复到原设定值。（4 ） 在出铝端作一点测定，电解质低于18cm的要 迅速提起来，高于24cm的要设法降下去。5 ）从 效 应 报 表 中 查 出 最 近 几 次 效 应 电 压 值 。若 连 续 几 次 效 应 电 压 低 于 1 6 V （ 若 阳 极 掉 渣 严 重 ， 此 值 还 要 低 ） ，要 查 明 阳 极 底 掌 下 是 否 有 碎 碳 块 、碳 渣 聚 集 物 或 长 包 。 若 效

15、应 电 压 高 于 45V， 要 先 检 查 电 解 质 是 否 偏 低。6） 当 从效应报上获悉槽子 的 效应 时刻 普 遍提前或推 迟 时 ， 如 确 系 Al 2 O3 品 种 改 变 ， 应 及 时 调 整 加 料 间 隔 。7 ）从 效 应 报 表 或 状 态 报 上 查 看 效 应 ；从 计 算 机 解 析 记录上查出过去班次异常电压的效应；从 16小时电流 分布测定值中查出阳极安装高度不宜的槽；从出铝记 录和回转计下降量判断实出铝量偏离指示量过大的 槽。 区长浏览日报， 首先将效应超过2次， 下料量过 少 的 槽 ，设 定 电 压 不 匹 配 的 槽 ，查 明 原 因 ，进 行

16、调 整 。操作不当造成的干扰是随机的、局部的，应由区长、 作业长和操作者解决。长期分析长期分析，即采取工作安排、工作质量检查、工 作质量考核、工作总结分析，找出下一步需要解决问 题的关键。首先要分析电解槽的现状，找出问题，探 讨进一步改善的可能性和可行性，然后确定下月（或 季）达到的目标。工区每月未确定下月各槽电压、铝 水 平 、 NB 等 的 槽 基 准 讨 论 ， 就 是 长 期 分 析 的 实 例 。1 ）投 入 产 出 分 析 。投 入 产 出 分 析 是 利 用 氧 化 铝 投 入 量和出铝量来判断电解槽生产状况的一种方法，时间 越长，准确性越高。如果氧化铝投入量明显大于出铝 量 ，

17、 说 明 物 料 在 槽 中 有 积 存 ， 需 要 拉 大 加 工 间 隔 （ NB 间隔），以减少下料量；反之，说 明加料不足， 电解槽 在 化 炉 帮 中 的 Al 2 O3 来 补 充 ， 需 要 缩 短 加 工 间 隔 （ NB 间隔）， 以增加下料量。2 ）出 铝 量 的 均 衡 性 分 析 。在 平 稳 的 槽 上 ，每 日 的 实 出铝量不应有较大的波动。如果，在无较大干扰的情 况下，实出量呈下降趋势，最大的可能是在炉帮熔化 的状态下存铝；实出量呈上升趋势，最大的可能是槽 膛发育在挤铝。3） 技术条件 的 趋势分析 。 若铝水平 、 设定 电压 、 针 振时间三者均为上升趋势，

18、表明槽子趋冷，伴随有物 料的积存；若铝水平、效应次数呈下降趋势，则可能 是槽子转热，同时正在消耗槽内积存的物料。疗程分析 的 分析方法长 期 目 标 的 实 现 过 程 ，往 往 可 划 分 成 若 干 个 小 的工作安排、工作质量检查、工作质量考核、工作总 结分析循环，一个小循环称为疗程（如医生给病人治 病 一 样 ） 。考 虑 到 电 解 槽 热 容 量 大 ，调 整 的 效 果 反 映 滞 后 ，看 出 趋 势 要 经 历 一 段 时 间 ，一 般 将 疗 程 定 为 5 天 。 每5天小结一下槽况， 检查分解到本疗程的小目标是 否实现，并确定下一疗程实现的小目标。这种为实现 长期目标而

19、在每一疗程未进行的工作称为短期分析或 疗程分析。利 用 阳 极 下 降 量 分析在出铝量均衡 （每 日 *kg） 的情况下 ， 每天 阳极下降量标准值，随阳极质量不同，波动在*mm 之 间 。 如 果 出 铝 量 正 常 ， 但 阳 极每 日 下 降量 标 准量 ， 则表明槽底热， 槽膛在熔化； 如果阳极每日下降量 标准值，则表明槽冷，槽膛发育或在当日有过量的物 料投入。还可以利用每天出铝后，测一点测定看槽子 的铝水平下降多少，算出每厘米铝水量，以判断铝水 镜面处梢膛的大小。每厘米铝水量*kg,可视为大 梢膛；* kg可视为中等梢膛，*kg可视为梢 膛较小。其次将每日的每厘米铝水量值作图，根据

20、该 值时间变化的趋势来判断（槽膛变化趋势和状况）。利 用 分子 比 的 变化分析在350kA梢系列上，规定每*天取样分析一次电 解质分子比，若本次的值比上次突然降低很多，例如 由 1. 3 2 降 到 1. 20（ 重 量 比 ） ， 而 其 间 又 未 投 入 多 量 的 Al F3 时 ， 则 有 充 分 把 握 认 定 槽 子 转 冷 ， 而 且 严 重 。 道 理是槽冷时，电解质中较碱的组分偏析成固相而使液 相酸化。反之，若分子比突然升高许多，不言而喻， 肯定是槽子转热，槽膛熔化，槽帮中较碱组分重新回 到液体电解质中。利 用 电解质 电 阻来分析电 解 质 电 阻 值 是 槽 控 机 RC 控 制 时 阳 极 的 移 动 量 和所引起的槽电阻变化两数算得的，单位是 0. 01wQ/s。阳极上升、下降速度为1. 5mm/s,因此 也可表示为 0. 0 1 Q / 1. 5 mm。该参数的原始含义是 指每移动一单位高度所引起的电阻增量，反映了电解 质电阻的大小。但在生产实践中，从改善电解质成分 入手，始终没有找到有效降低该值的措施。但作为一 种经验，已在生产管理者中广泛采用，持续数年，沿 用至今。实际中，常用电解质电阻值来认定槽底的洁 净程度。利 用 金属质量 的 变化来分析槽 帮 和 伸 腿 是 槽 内 杂 质 的 主 要 栖 息 地 。当 外 部 原 料无大变