专利名称：铝电解槽氧化铝浓度的控制方法
技术领域：
本发明涉及铝电解槽氧化铝浓度的控制方法。
背景技术：
现代大型预焙阳极电解槽一般采用低氧化铝浓度控制。氧化铝在电解质中的含量是影响 电解生产的重要因素①氧化铝浓度过高，导致电解质溶解不了，过多的氧化铝会沉入炉底 ，造成电解槽针摆，甚至炉底结壳；②氧化铝浓度过低，会发生阳极效应。电解质中氧化铝 浓度含量的不稳定造成电解生产过程的不稳定，阻碍电流效率的提高，根据槽电阻对氧化铝 浓度的敏感程度及电流效率的高低，将氧化铝浓度特征电阻曲线分为以下四个区域
a. 效应区氧化铝浓度很低，很容易引发阳极效应。
b. 敏感区氧化铝浓度低(1.5 2.5%)，电阻对氧化铝浓度的变化敏感，电流效率高。 C.不敏感区电阻对氧化铝浓度的变化不敏感，电流效率低。
d.高浓度区电阻对氧化铝浓度的变化敏感，电流效率高，但易饱和造成槽况恶化。 将氧化铝浓度控制在敏感区，不仅槽况稳定，而且电流效率高。
目前，国内铝电解槽氧化铝浓度的控制采用智能模糊控制技术。其方法为采用"槽控机 一上位机(工控微机)〃的两级全分布式控制方案，并采用CAN通信协议构成网络体系。每一台 电解槽配备一台槽控机作为直接控制级，它具备独立进行槽电压和系列电流采样的能力，并 对铝电解槽的物料平衡和热平衡的快速变化过程实时地进行控制；微机站中配备以工控微机 为主体的上位机体系作为过程监控级，通过CAN总线通讯网络与槽控机相联，对各槽控机的 运行过程进行监视并完成生产管理功能。
智能模糊控制技术采用"四阶段循环"的控制策略，将控制过程分为四个阶段，简述如
下
.过渡阶段设置初始NB (正常下料间隔)或理论NB，进行观察或调整；
.正常阶段根据过渡阶段调整的NB间隔，进行跟踪；
.欠料阶段放大NB间隔，对电解槽进行刺激；
.过料阶段縮小NB间隔，补平欠料阶段并达到平衡。
智能模糊控制技术主要是根据氧化铝浓度变化引起的电阻变化来判断欠量或过量，以 5%为调整幅度，如95。/。N、 80%N、 115。/。N等，但是N计算机不能智能控制，N为下料间隔，造成差，氧化铝浓度偏高， 一般在2. 5 4. 5%之间，而电解 槽理想的氧化铝浓度控制范围在l. 5 3. 5%之间。
发明内容
本发明提供了一种铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，目的之一是针对运转的采用智能模 糊控制技术的铝电解槽，控制其氧化铝浓度在低窄范围内。
本发明所提供的针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，氧化铝浓度的控制方法 ，包括如下步骤
停止向所述铝电解槽中下料，调整下料间隔
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于l. 5且小于2. 5，下料间隔为 正常氧化铝下料间隔；
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于O. 5且小于等于1. 5，下 料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加l 5秒；
当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于2. 5且小于等于3. 0，下 料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少l 5秒；
然后，连续进行所述铝电解槽槽电压采样，当所述铝电解槽槽电压的值减去设定电压的 值大于等于30毫伏时，开始下料。
其中，所述单位时间为至少12小时。
所述下料量可为l. 0 3. 0L。
本发明的另一个目的是针对更换阳极的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，控制其氧化 铝浓度在低窄范围内。
本发明所提供的针对更换阳极的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，氧化铝浓度的控制
方法，包括如下步骤
所述铝电解槽首先开始电压补偿并且同时停止下料，停止下料持续20 25分钟；
然后恢复向所述铝电解槽中下料，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；
电压补偿结束时，按照上述针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，氧化铝浓度
的控制方法进行。
其中，所述电压补偿时间为40 — 45分钟。 所述电压补偿为电压升高120mV。
本发明的铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，使铝电解槽氧化铝质量百分比浓度控制范围 在l. 5-2. 5%。
具体实施例方式
实施例l、铝电解槽氧化铝浓度的控制
整个系列102台200kA铝电解槽，装配四点下料器，下料量为1.0-3.0L，采用智能模糊控 制技术控制铝电解槽氧化铝浓度，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为120秒，将此阶段槽控 机上设定的氧化铝下料间隔定义为正常氧化铝下料间隔，整个系列102台200kA铝电解槽正常 运行30天，氧化铝浓度偏高，质量百分比浓度为2. 5 3. 5%。
为了控制氧化铝浓度在低窄范围内，对槽控机上设定的氧化铝下料间隔进行调整，方法 如下
以一台铝电解槽为例，统计该铝电解槽正常运转12小时，槽控机控制的下料次数、欠量 次数和过量次数；计算过量次数与欠量次数的比值。确定过量次数与欠量次数的比值在下列 那个范围内
1) 大于1.5且小于2. 5;
2) 大于等于0.5且小于等于1.5;
3) 大于等于2.5且小于等于3.0。
然后停止向该铝电解槽中下料，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔。如果过量次数与 欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，保持槽控机上设定的氧化铝下料间隔不变；如果过量次 数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新 的下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1 5秒；如果过量次数与欠量次数的比值大 于等于2.5且小于等于3.0，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新的下料间隔为在正常氧 化铝下料间隔基础上减少1 5秒。调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔结束，连续进行槽电 压采样，比较电解槽槽电压与设定电压的大小，设定电压即是微机控制的电压基准。当铝电 解槽槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始恢复下料。
整个系列102台200kA铝电解槽均按照上述方法控制铝电解槽氧化铝浓度 过量次数与欠量次数的比值大于l. 5且小于2. 5的电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间 隔为120秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于O. 5且小于等于1. 5的铝电解槽，槽控机上设定的氧 化铝下料间隔为121秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于2. 5且小于等于3. O的铝电解槽，槽控机上设定的氧 化铝下料间隔为199秒。
经过上述调整，氧化铝质量百分比浓度平均在1.9-2. 1%之间，氧化铝质量百分比浓度在1. 5-2. 5%达到98%，保证氧化铝浓度在低窄范围内。 实施例2、铝电解槽氧化铝浓度的控制
200kA铝电解槽，装配四点1.8L下料器，下料量为1.0L，采用智能模糊控制技术控制铝电 解槽氧化铝浓度，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为120秒，将此阶段槽控机上设定的氧化 铝下料间隔定义为正常氧化铝下料间隔，电解槽正常运行30天，氧化铝浓度偏高，质量百分 比浓度为2. 5 3. 5%。
当铝电解槽更换阳极后，为了控制氧化铝浓度在低窄范围内，对槽控机上设定的氧化铝 下料间隔进行调整，方法如下
统计该铝电解槽更换阳极前正常运转12小时槽控机控制的下料次数、欠量次数和过量次 数；计算过量次数与欠量次数的比值。确定过量次数与欠量次数的比值在下列那个范围内
1) 大于1.5且小于2. 5;
2) 大于等于0.5且小于等于1.5;
3) 大于等于2.5且小于等于3.0。
然后该铝电解槽开始电压补偿，电压升高值为120mV，电压补偿开始的同时第一次停止 下料，停止下料持续20 25分钟，开始下料，此时槽控机上设定的氧化铝下料间隔仍为正常 氧化铝下料间隔。电压补偿40 45分钟时，停止电压补偿，铝电解槽槽电压恢复到原来的设 定电压，停止电压补偿的同时第二次停止下料。调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔。如果 过量次数与欠量次数的比值大于l. 5且小于2. 5，保持槽控机上设定的氧化铝下料间隔不变； 如果过量次数与欠量次数的比值大于等于O. 5且小于等于1. 5，调整槽控机上设定的氧化铝下 料间隔，新的下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加l 5秒；如果过量次数与欠量次 数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔，新的下料间隔 为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1 5秒。调整槽控机上设定的氧化铝下料间隔结束，连 续进行铝电解槽槽电压采样，比较铝电解槽槽电压与设定电压的大小，设定电压即是微机控 制的电压基准。当铝电解槽的槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始恢复下 料。
该铝电解槽按照上述方法控制铝电解槽氧化铝浓度
过量次数与欠量次数的比值大于l. 5且小于2. 5的铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料 间隔为120秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于O. 5且小于等于 . 5的铝电解槽，槽控机上设定的氧化铝下料间隔为125秒。
过量次数与欠量次数的比值大于等于2. 5且小于等于3. 0的电铝电解槽，槽控机上设定的 氧化铝下料间隔为195秒。
经过上述调整，氧化铝质量百分比浓度在l. 5-2. 5%。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本 发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在 不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变 化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施 例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，是针对运转的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，包括如下步骤停止向所述铝电解槽中下料，调整下料间隔当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；当所述铝电解槽单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒；然后，连续进行所述铝电解槽槽电压采样，当所述铝电解槽槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始下料。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于所述单位时间为至少12小时。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述下料量为1.0 3.0L。
4. 铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，是针对更换阳极的采用智能模糊控制技术的铝电解槽，包括如下步骤所述铝电解槽首先开始电压补偿并且同时停止下料，停止下料持续20 25分钟；然后恢复向所述铝电解槽中下料，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；电压补偿结束时，按照权利要求1至3中任一所述的铝电解槽氧化铝浓度的控制方法进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述电压补偿时间为40 — 45分钟。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述电压补偿为电压升高120mV。
全文摘要
本发明公开了一种铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，包括如下步骤，停止向所述铝电解槽中下料，调整下料间隔当单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于1.5且小于2.5，下料间隔为正常氧化铝下料间隔；当单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于0.5且小于等于1.5，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上增加1～5秒；当单位时间内过量次数与欠量次数的比值大于等于2.5且小于等于3.0，下料间隔为在正常氧化铝下料间隔基础上减少1～5秒；然后，连续进行槽电压采样，当槽电压的值减去设定电压的值大于等于30毫伏时，开始下料。本发明的铝电解槽氧化铝浓度的控制方法，氧化铝的浓度平均在1.5-2.5％。
文档编号C25C3/30GK101643920SQ20091030684
公开日2010年2月10日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者进 徐, 曹新乐, 林玉胜, 马绍良, 强 魏 申请人:中国铝业股份有限公司