一种根据阳极导电能力评价电解槽阳极电流分布的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝电解技术领域，尤其涉及一种合理评价铝电解阳极电流分布的方 法。
【背景技术】
[0002] 铝电解生产过程中，在碳阳极与熔融电解质接触的表面上，电解质中的氧离子失 去电子还原为氧原子后与碳阳极结合生成〇) 2气体排出，因此碳阳极是消耗性的。理论上 每生产It铝要消耗333kg碳，实际消耗达到380kg以上。根据国内铝电解生产现状，电解 生产铝每天要消耗Icm左右高度的碳阳极，因此，碳阳极在生产过程中一般每30天左右就 要必须更换。按照当前铝电解的情况，电解槽上阳极的数量从24到60根之间，也就是说， 每天每台电解槽基本上要更换1到2根阳极。
[0003] 当新阳极更换到电解槽上时，首先会在阳极表面上会凝固上一层固体电解质，然 后随着阳极表面温度逐步升高到电解液的温度，凝固的电解质层熔化，阳极与液态电解质 接触并发生电解反应。随着阳极温度的逐步升高，碳阳极电阻不断减小，导电能力不断增 大；以后随着电解的进行，阳极中会渗入一些电解质及其他变化，阳极导电能力又缓慢减 小。因此，在电解生产过程中，阳极的导电能力是不断变化的，而且由于每天都有新阳极的 更换，即使在没有其他槽况变化影响的情况下，电解槽上阳极之间的导电能力也是不同的。
[0004] 目前由于没有准确的测量单根阳极上电流的方法，所以对系列电流在每根阳极上 的大小分配即阳极电流分布的评价，采用比较粗略的方法来进行，没有考虑阳极本身导电 能力变化的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种根据阳极导电能力评价电解 槽阳极电流分布的方法。
[0006] 上述目的是通过下述方案实现的： 一种根据阳极导电能力评价电解槽阳极电流分布的方法，其特征在于，所述方法包 括： (1) 标定基准电流~时间模型：对电解槽上的每根阳极的电流进行测量，将测得的电流 与阳极的工作时间建立关系，利用最小二乘拟合获得阳极电流一工作时间回归模型，利用 阳极电流一工作时间回归模型计算出来的电流值作为基准电流4; (2) 计算标准电流：在对阳极电流进行测量时，将测量得到的实际电流值/除以由工作 时间确定的阳极基准电流，得到当前阳极的标准电流i=/// s。
[0007] 根据上述方法，其特征在于，当电解系列的系列电流变化超过5%时，需要用标定 基准电流时的系列电流对i进行修正，即式中，|"是标定基准电流时的系列电流， %为测量阳极电流时当前的系列电流。
[0008] 根据上述方法，其特征在于，在所述步骤（1)中选择正常工作的5台以上电解槽， 对这些电解槽的阳极电流进行测量。
[0009] 根据上述方法，其特征在于，在所述步骤（1)中用光纤电流传感器逐个测量每台电 解槽上每根阳极的电流。
[0010] 本发明采用了光纤电流传感器来准确测量阳极电流，并充分考虑阳极本身导电能 力变化，对阳极电流分布的评价准确客观，对于诊断电解槽的工作状况、控制电解槽的平稳 运行具有现实意义。
【具体实施方式】
[0011] 本发明的根据阳极导电能力评价电解槽阳极电流分布的方法包括以下步骤： (一）标定基准电流~时间模型。（1)在一个系列中选择槽况良好的电解槽5台以上， 记录每根阳极更换时间；（2)用光纤电流传感器逐个测量每台电解槽上每根阳极的电流， 同时计算出相应阳极的工作时间；（3)利用最小二乘法建立阳极电流-工作时间的模型，作 为系列电解槽的基准电流~时间模型，即~神莫型。
[0012] (二）标准电流的计算。（1)利用光纤电流传感器测量目标电解槽阳极的电流大小 I ;(2)根据阳极的工作时间利用Js~神莫型计算出基准电流4;(3)利用实测电流值除以 基准电流，得到目标阳极的标准电流i，即i=/// s(l)。
[0013] (三）标准电流的修正。当由于供电制度、生产管理及设备等原因造成系列电流变 化较大，比如波动超过5%以上，则使用系列电流按公式（2)来对标准电流进行修正，I = ft (2)，式中，是标定基准电流时的系列电流，G为测量阳极电流时当前的系列电流。
【主权项】
1. 一种根据阳极导电能力评价电解槽阳极电流分布的方法，其特征在于，所述方法包 括： (1) 标定基准电流~时间模型：对电解槽上的每根阳极的电流进行测量，将测得的电流 与阳极的工作时间建立关系，利用最小二乘拟合获得阳极电流一工作时间回归模型，利用 阳极电流一工作时间回归模型计算出来的电流值作为基准电流4; (2) 计算标准电流：在对阳极电流进行测量时，将测量得到的实际电流值/除以由工作 时间确定的阳极基准电流，得到当前阳极的标准电流i=///s。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当电解系列的系列电流变化超过5%时，需 要用标定基准电流时的系列电流对i进行修正，即，式中，是标定基准电流时 的系列电流，~为测量阳极电流时当前的系列电流。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤（1)中选择正常工作的5台以 上电解槽，对这些电解槽的阳极电流进行测量。4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤（1)中用光纤电流传感器 逐个测量每台电解槽上每根阳极的电流。
【专利摘要】本发明公开了一种根据阳极导电能力评价电解槽阳极电流分布的方法，其特征在于，方法包括：（1）标定基准电流～时间模型：对电解槽上的每根阳极的电流进行测量，将测得的电流与阳极的工作时间建立关系，利用最小二乘拟合获得阳极电流—工作时间回归模型，利用阳极电流—工作时间回归模型计算出来的电流值作为基准电流Is；（2）计算标准电流：在对阳极电流进行测量时，将测量得到的实际电流值I除以由工作时间确定的阳极基准电流，得到当前阳极的标准电流i=I/Is。本发明采用了光纤电流传感器来准确测量阳极电流，并充分考虑阳极本身导电能力变化，对阳极电流分布的评价准确客观，对于诊断电解槽的工作状况、控制电解槽的平稳运行具有现实意义。
【IPC分类】C25C3/20
【公开号】CN104911634
【申请号】CN201510227801
【发明人】铁军, 赵仁涛, 张志芳, 尹士玉, 王晓纯, 王梓
【申请人】北方工业大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月7日