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鋁電解范文第1篇

關(guān)鍵詞：碳渣 鋁電解 危害

在冰晶石——氧化鋁的溶鹽電解預(yù)焙槽中，陽極碳?jí)K作為鋁電解的心臟部分，一直被人們所關(guān)注，其質(zhì)量的好壞，直接影響著電解的進(jìn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量。如果碳?jí)K的質(zhì)量達(dá)不到要求，將在鋁電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生過多的碳渣，對(duì)鋁電解過程產(chǎn)生一系列不利的影響，譬如造成電解質(zhì)電壓升高，導(dǎo)致熱槽的產(chǎn)生，這不但引起電解消耗的增加，而且當(dāng)熱槽產(chǎn)生時(shí)將惡化鋁電解的生產(chǎn)的諸多技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)電解槽的壽命也有影響，因此探討如何減少和控制電解生產(chǎn)過程中碳渣的產(chǎn)生，就成為一個(gè)新的課題。

一、碳渣的產(chǎn)生

1.由于預(yù)焙塊質(zhì)量的不合格造成氧化從而產(chǎn)生碳渣。預(yù)焙碳?jí)K是由石油焦、瀝青焦、瀝青通過破碎、煅燒、配料、混捏等工序燒制而成，如果采用的原材料及工藝不合乎要求就會(huì)產(chǎn)出不合格的碳?jí)K。如：耐壓強(qiáng)度低、空隙度大、雜質(zhì)大等，從而導(dǎo)致陽極的氧化和碳粒在陽極表面的脫落進(jìn)入電解質(zhì)中形成碳渣，有時(shí)會(huì)形成掉塊和裂縫，在電解質(zhì)的沖蝕和洗刷下，形成碳渣。由于碳?jí)K質(zhì)量而引起的碳渣是生產(chǎn)中碳渣形成的主要原因。

2.二次反應(yīng)生成游離的固態(tài)碳。鋁電解過程中的二次反應(yīng)，不僅降低電流效率，而且還帶來另一方面的不利的影響，即溶解在電解質(zhì)溶液中的鋁將陽極氣體中的CO2和CO還原C，在電解質(zhì)溶液中形成細(xì)微的游離態(tài)碳渣。

其反應(yīng)有兩種：

第一種反應(yīng)為，在電解質(zhì)的溶液中溶解的鋁與CO2反應(yīng)生成CO，而CO又與AL反應(yīng)生成C，即：

2AL（溶解）+2CO2=AL2O3+3CO（1）

2AL（溶解）+3CO=AL2O3+3C（2）

第二種反應(yīng)為，電解質(zhì)中的鋁直接將CO2還原成C，

3AL（溶解）+3CO2=2AL2O3+3C（3）

在上述兩種反應(yīng)中反應(yīng)（3）對(duì)于在鋁電解質(zhì)中生成碳渣的作用，比反應(yīng)（2）的作用要大，但這兩種反應(yīng)所產(chǎn)生的碳渣，不是電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生碳渣的主要原因。

3.陰極碳素內(nèi)襯的沖蝕剝落

在鋁電解過程中，陰極碳素內(nèi)襯的剝落和碎裂是鋁電解溶液中產(chǎn)生碳渣的又一來源。鋁電解槽啟動(dòng)后由于鈉的滲透，電解質(zhì)溶液和鋁液的侵蝕和沖刷，陰極碳素內(nèi)襯不久就會(huì)產(chǎn)生剝落，鈉的對(duì)陰極碳?jí)K的滲入，是引起剝落的主要原因，鈉的滲入使碳?jí)K內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致碳?jí)K體積膨脹，并變得疏松多孔，從而剝落形成碳渣。

二、碳渣對(duì)電解過程的危害

1.鋁電解溶液中的碳渣，導(dǎo)致電解質(zhì)的電阻增大，其結(jié)果造成電解質(zhì)電壓降的升高，增加鋁電解生產(chǎn)的電能消耗。據(jù)具有關(guān)專業(yè)人士報(bào)道，當(dāng)鋁電解質(zhì)溶液中的碳渣含量達(dá)到1%（重量）時(shí)，電解質(zhì)導(dǎo)電率約降低11%，由此可見碳渣對(duì)電解質(zhì)的導(dǎo)電率的不利影響是極為顯著的，碳渣的顆粒越小，對(duì)降低電解質(zhì)的導(dǎo)電率的作用越大。

2.鋁電解質(zhì)溶液中的碳渣導(dǎo)致熱槽產(chǎn)生，當(dāng)電解質(zhì)中的碳渣積累到一定濃度時(shí)，由于比電阻的增大，必定造成電介質(zhì)電壓降升高，從而使電解槽兩極間的電能收入額外增加，對(duì)于槽工作電壓和其它技術(shù)條件擺布正常的電解槽來說，兩極間由于電解質(zhì)溶液含碳，導(dǎo)致其電壓升高而增加的這部分電能收入不為電解過程所必須；其唯一的消耗途徑是轉(zhuǎn)化為熱量釋放出來，結(jié)果引起電解質(zhì)溶液過熱，槽溫上升，產(chǎn)生熱槽，這樣對(duì)電解生產(chǎn)是極為不利的，不但造成電能的無謂消耗，同時(shí)會(huì)使電解槽的陰極受到損壞，影響槽壽命，此外在處理熱槽時(shí)，還消耗大量的氟化鹽，故其危害作用是非常巨大的。

3.鋁電解溶液中的碳渣造成電流損失，當(dāng)鋁電解質(zhì)溶液表面漂浮有大量碳渣時(shí)，碳渣將與碳素陽極和陰極組成電流通路，部分電流會(huì)直接通過碳渣進(jìn)入陰極或側(cè)部，而不能參與電解反應(yīng)，形成側(cè)部漏電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成側(cè)部漏爐。

三、減少碳渣的途徑

1.采用高品質(zhì)的預(yù)焙碳?jí)K。在前面關(guān)于碳渣的來源中已討論，由于碳?jí)K質(zhì)量的不合格造成碳粒脫落是產(chǎn)生碳渣的主要原因，在生產(chǎn)中使用質(zhì)量不合格的碳?jí)K，無疑為碳渣的產(chǎn)生創(chuàng)造了有利的條件，因此采用高質(zhì)量的預(yù)焙塊是減少電解質(zhì)溶液中碳渣的至關(guān)重要的措施。不但減少了碳渣的產(chǎn)生，從而穩(wěn)定了生產(chǎn)，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電流效率，降低能耗，對(duì)于電解鋁廠來說，在預(yù)焙塊進(jìn)廠之前就要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測手段，保證陽極碳?jí)K的質(zhì)量。

2.選用優(yōu)質(zhì)的陰極碳?jí)K。與陽極碳素材料一樣，陰極碳?jí)K的質(zhì)量優(yōu)劣對(duì)碳?jí)K的剝落程度有影響，在砌筑電解槽陰極時(shí)采用優(yōu)質(zhì)陰極側(cè)部碳?jí)K和底部碳?jí)K能較有效地承受和抵抗鋁電解質(zhì)溶液和鋁液的侵蝕和沖刷，從而減少碳?jí)K的剝落，減少碳渣的產(chǎn)生。

鋁電解范文第2篇

關(guān)鍵詞：鋁電解 低溫鋁電解 工藝技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（a）-0073-01

傳統(tǒng)的霍爾-埃魯法在電解生產(chǎn)鋁時(shí)通常在940 ℃～960 ℃進(jìn)行，低溫鋁電解是要實(shí)現(xiàn)溫度在800 ℃～900 ℃的鋁電解。低溫鋁電解的方法有很多，其中鈉冰晶石體系，鋰冰晶石體系低溫電解、鉀冰晶石體系低溫電解以Al2O3為原料，屬于傳統(tǒng)低溫鋁電解。氯化鋁融鹽電解、硫化鋁融鹽電解、非水溶液溶劑中鹵化鋁和有機(jī)鋁鹽電解以非Al2O3的鋁鹽為原料，屬于非傳統(tǒng)低溫鋁電解。

1 傳統(tǒng)低溫鋁電解工藝技術(shù)

對(duì)于傳統(tǒng)的低溫鋁電解來講，降低電解質(zhì)體系的初晶點(diǎn)溫度是實(shí)現(xiàn)低溫鋁電解的關(guān)鍵，因此對(duì)鈉冰晶石體系、鋰冰晶石、鉀冰晶石等電解質(zhì)的研究尤為重要。

1.1 鈉冰晶石體系低溫電解

鈉冰晶石體系的基本成分是Na3AlF6，AlF3和Al2O3。此外，還添加一些添加劑如CaF2、MgF2、LiF和NaCl等。我國低溫鋁電解研究者邱竹賢針對(duì)添加不同的添加劑對(duì)初晶點(diǎn)溫度的不同影響做了總結(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在各添加劑中LiF、MgF2、BaCl2和AlF3對(duì)鋁電解質(zhì)初晶點(diǎn)的溫度變化影響最大，電解質(zhì)中每添加1%的添加劑，其溫度下降5℃以上。

Al2O3在鋁電解質(zhì)中的溶解速度和溶解度對(duì)電解過程較為重要，如果電解質(zhì)中的Al2O3溶解度太小或者溶解速度緩慢，在電解過程中則會(huì)造成Al2O3沉淀在槽底的情況，這樣會(huì)增加能量的消耗。為了防止此情況發(fā)生，在低溫電解質(zhì)時(shí)可添加輕度焙燒Al2O3。電解質(zhì)引起的電壓降在鋁電解槽電壓中意味著會(huì)降低槽電壓和減少電能的消耗。為保證各電解參數(shù)在低溫電解時(shí)不發(fā)生變化，需降低極距，以補(bǔ)償溫度降低所引起的電解質(zhì)導(dǎo)電率下降而帶來的槽電壓上升。

在鋁電解生產(chǎn)過程中，可以向冰晶石熔體中添加Al2O3、LiF、AlF3、NaCl、CaF2、MgF2以及NaF來降低電解質(zhì)的密度，以加快電解質(zhì)與鋁液的分離，有利于提高電流效率。熔融金屬鋁和電解質(zhì)間的界面張力越大，越能有效地減少鋁通過此界面向電解質(zhì)中的傳輸。而低溫電解時(shí)界面張力有利于電流效率提高。

1.2 鋰冰晶石體系低溫電解

在LiF，AlF3二元系中，由于鋰冰晶石的熔點(diǎn)為785 ℃，并且鋰冰晶石與AlF3的共晶點(diǎn)為710 ℃，因此，在該體系中存在著寬闊的低溫區(qū)域，不過在純鋰冰晶石中Al2O3的溶解度也只有1%～2%（質(zhì)量），Al2O3溶解度太小影響了該體系作為鋁電解質(zhì)低溫體系。根據(jù)研究者實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以Na3AlF6，LiF，AlF3，CaF2，Al2O3作為低溫體系進(jìn)行研究，電解質(zhì)組成為Na3AlF654%（質(zhì)量），LiF14%（質(zhì)量），AlF326%（質(zhì)量），CaF2%（質(zhì)量），Al2O3%（質(zhì)量），電解溫度800 ℃，電流密度0.43 A/cm2，電流效率達(dá)92%，無陰極固體結(jié)殼現(xiàn)象發(fā)生。鋰冰晶石體系的缺點(diǎn)是Al2O3溶解度太小，LiF價(jià)格昂貴。只有在LiF大量生產(chǎn)的情況下，LiF才能廣泛使用。

1.3 鉀冰晶石體系低溫電解

Al2O3在純K3AlF6中有較大的溶解度，可有效解決在在鈉冰晶石體系中低溫電解時(shí)Al2O3溶解度小的問題，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鉀鹽對(duì)碳素材料的滲透力太強(qiáng)，而鋁電解的電極和槽襯是以碳素為材料的，因此鉀冰晶石體系曾一度被鋁工業(yè)禁用。后來，惰性電極和絕緣槽襯的雙極性電解槽的實(shí)現(xiàn)使鉀鹽在低溫鋁電解中得以使用。Sterten等在組成為Na3AlF638.5%（質(zhì)量），Li3AlF629.7%（質(zhì)量），K3AlF623.8%（質(zhì)量），CaF25%（質(zhì)量）和Al2O33%（質(zhì)量）的電解質(zhì)中電解制取鋁，當(dāng)電解溫度為850 ℃，電流密度為0.15 A/cm2時(shí)，電流效率稍低為82%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鉀冰晶石體系具有Al2O3溶解度大的優(yōu)點(diǎn)，但是電導(dǎo)率有所下降。鉀冰晶石體系最終能否作為鋁電解低溫體系，還須進(jìn)一步考察其物化性質(zhì)，電流效率及電化學(xué)性質(zhì)后才能確定。

2 非傳統(tǒng)低溫鋁電解工藝技術(shù)

因?yàn)榉莻鹘y(tǒng)低溫鋁電解的各種特點(diǎn)，目前對(duì)與非傳統(tǒng)低溫鋁電解的研究已非常少了。

2.1 氯化鋁融鹽電解

氯化鋁融鹽電解法以AlCl3取代了傳統(tǒng)的原料Al2O3，并且電解溫度較低只有700℃。關(guān)于氯化鋁融鹽電解法的研究自1854年以來一直沒有停止過。根據(jù)國外研制經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果總結(jié)AlCl3融鹽電解法包括兩個(gè)主要步驟：一是從鋁土礦中制取Al2O3；二是Al2O3電解制取Al。鋁電解采用密閉的多室電解槽，用石墨作電極。所用電解質(zhì)體系有氯化物體系和氟氯化物體系兩類。與鋁業(yè)一直沿用的霍爾埃魯法相比具有電解溫度低，碳陽極不消耗，電耗相對(duì)較小，能夠采用較大電流密度的優(yōu)勢，但是在實(shí)驗(yàn)中也表明該法具有一定的缺陷，氯化物對(duì)設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，需要一個(gè)額外的氯化工序，能耗量增大，因AlCl3吸水性較強(qiáng)，易在槽內(nèi)產(chǎn)生沉淀。此方法目前已停止工業(yè)試驗(yàn)。

2.2 硫化鋁融鹽電解

Bucherer于1892年提出硫化鋁融鹽電解法，把Al2S3·3Na2S化合物溶解在堿金屬和堿土金屬氟化物（或氯化物）中進(jìn)行融鹽電解制取純鋁。德國和前蘇聯(lián)、美國科學(xué)家都曾對(duì)此法進(jìn)行了研究，1982年美國Minh等把Al2S3溶解在MgCl2，NaCl，KCl溶液中進(jìn)行電解制得金屬鋁。硫化鋁融鹽電解具有電解溫度低，碳陽極不消耗的優(yōu)點(diǎn)，但是Al2S3需要合成方法制取，Al2S3極易水解發(fā)生反應(yīng)，而且在電解過程中會(huì)產(chǎn)生大量有毒的硫化物揮發(fā)。目前對(duì)該法的研究已很少。

2.3 非水溶液溶劑中鹵化鋁和有機(jī)鋁鹽電解法

非水溶液溶劑中鹵化鋁和有機(jī)鋁鹽電解法具有能耗低、得到的鋁純度高、電解質(zhì)無腐蝕性，不用碳素材料的優(yōu)勢，但是該種方法成本高，原料不宜儲(chǔ)備，電解質(zhì)導(dǎo)電率低，電流密度和單位陰極面積上鋁的產(chǎn)出率低的缺陷，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

總之，低溫鋁電解的方法雖然有很多，但是從各研究結(jié)果看，鈉冰晶石體系低溫電解具有較高的使用價(jià)值。我國對(duì)于低溫鋁電解的研究水平在世界上處于領(lǐng)先地位，但是在工業(yè)應(yīng)用方面還不夠，我們應(yīng)當(dāng)將研究成果積極的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，為工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造出更多的效益。

參考文獻(xiàn)

鋁電解范文第3篇

一、鋁電解工業(yè)發(fā)展概況

鋁冶金的發(fā)展過程大概可分為三個(gè)階段,最初是化學(xué)法煉鋁階段,1825年丹麥人(Oersted)用鉀汞齊還原無水氯化鋁,得到一種灰色的金屬粉末,在研磨時(shí)呈現(xiàn)金屬光澤,但當(dāng)時(shí)未能加以鑒定。1827年德國人韋勒(F.Wohler)先用鉀汞齊,后來用鉀還原氯化鋁制得金屬鋁。1854年法國人戴維爾(H.S.DeVille)用鈉還原NaCl-A1C1。的絡(luò)合物制取金屬鋁,并在法國進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn),隨后羅西和別凱托夫分別用鈉和鎂還原冰晶石煉鋁成功,用此方法建廠煉鋁,應(yīng)用化學(xué)法煉出的金屬鋁總共約200噸。

1886年美國霍爾(Hall)和法國埃魯特(Heroult)不約而同地提出了利用冰晶石一氧化鋁熔鹽電解法煉鋁的專利,開創(chuàng)了電解法煉鋁的新階段,最初是采用小型預(yù)焙電解槽,20世紀(jì)初葉出現(xiàn)了小型側(cè)部導(dǎo)電的自焙陽極電解槽,電解槽的容量(ca流強(qiáng)度)也逐漸由最初的2KA發(fā)展到50KA甚至更高。

20世紀(jì)50年代以后,大型預(yù)焙陽極電解槽的出現(xiàn),使電解煉鋁技術(shù)邁向了向大型化、現(xiàn)代化發(fā)展的新階段,法國500KA電流強(qiáng)度電解槽已成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。電解槽的設(shè)計(jì)、安裝、操作控制都建立在現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上。電解煉鋁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)境保護(hù)水平全然改觀,一百多年來,電解煉鋁雖然仍舊是之立在霍爾一埃魯特冰晶石一氧化鋁熔鹽電解的基礎(chǔ)上,但是無論是理論上還是工藝及控制上都取得了長足的發(fā)展。

現(xiàn)代鋁電解工業(yè)的特點(diǎn)是,大型預(yù)焙電解槽逐漸取代自焙槽,向高效能、大容量方向發(fā)展。國際上先進(jìn)的電解槽普遍采用電場、熱場、磁場、流場乃至應(yīng)力場數(shù)學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,以求獲得自然形成的槽幫結(jié)殼和伸腿,穩(wěn)定的鋁液/電解質(zhì)界面和更長的槽壽命。國際上電解生產(chǎn)工藝普遍采用低電解質(zhì)分子比、低氧化鋁濃度、低電解溫度、低陽極效應(yīng)系數(shù)和高槽電壓,即“四低一高”工藝制度,以獲得高電流效率和低直流電耗。為了保證電解槽在這樣的工藝技術(shù)條件下穩(wěn)定可靠地高效運(yùn)行,大型鋁電解廠都采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),嚴(yán)格控制和管理電解槽的各項(xiàng)工藝技術(shù)參數(shù)和正常生產(chǎn)操作工序。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展水平己成為現(xiàn)代鋁電解技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

二、半石墨質(zhì)陰極材料的研究

近幾年,半石墨質(zhì)陰極炭塊以較低的比電阻和熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛地重視,其實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)試驗(yàn)均取得了較大地進(jìn)展。隨著國內(nèi)外對(duì)鋁電解用陰極炭素材料研究的深入,半石墨質(zhì)陰極炭塊已在生產(chǎn)中廣泛使用。

半石墨質(zhì)陰極炭塊除了具有普通陰極炭塊所具有的特性外,它還具有較強(qiáng)的的抗鈉侵蝕性能。而鋁電解槽的壽命主要與陰極內(nèi)襯的抗鈉侵蝕性能有關(guān)。如果炭塊的抗鈉侵蝕性能差,則它的鈉膨脹率高,所造成的膨脹應(yīng)力就大。用作側(cè)部炭塊時(shí)半石墨質(zhì)陰極炭塊良好的導(dǎo)熱性能使電解槽的側(cè)部散熱好,有利于形成爐幫,減少側(cè)部漏電,從而保護(hù)炭塊免受電解質(zhì)的直接沖刷和侵蝕,即形成規(guī)整爐膛。因此,在電解槽上采用半石墨質(zhì)陰極炭塊有利于延長槽壽命。

陰極壓降是鋁電解生產(chǎn)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。半石墨質(zhì)陰極炭塊有著較小的比電阻,使得使用該炭塊的電解槽的陰極壓降較低。有試驗(yàn)表明,使用半石墨質(zhì)陰極炭塊的電解槽的爐底壓降比使用普通炭塊的電解槽的爐底壓降低56.42mY(第一年)?？梢?應(yīng)用半石墨質(zhì)陰極炭塊是降低爐底壓降和節(jié)能降耗的重要途徑。

三、高石墨質(zhì)陰極材料的研究

目前,國內(nèi)大多數(shù)電解鋁廠都非常重視高石墨質(zhì)陰極炭塊的應(yīng)用。含石墨30%的高石墨質(zhì)陰極炭塊的應(yīng)用較為普遍:青銅峽鋁業(yè)集團(tuán)于2003年在350kA電解槽上大量應(yīng)用含石墨35%的高石墨質(zhì)陰極炭塊;高石墨質(zhì)陰極炭塊具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1) 電阻率低?？山档完帢O壓降,節(jié)能降耗,同時(shí)也會(huì)使金屬陰極中電流分稚均勻,有利于電磁平衡。

(2)導(dǎo)熱性好。有利于減少橫底沉淀,并形成良好的爐膛內(nèi)型,保持熱量平衡,使電解槽獲得更長的壽命。

(3)熱膨脹率低、鈉膨脹率低。這將使啟動(dòng)期間炭塊的縱向和橫向膨脹以及隆起降低。

(4)較高的抗鈉侵蝕能力和較高的抗熱沖擊能力。因此,應(yīng)用高石墨質(zhì)陰極炭塊能使電解槽壽命延長,是提高國內(nèi)鋁電解技術(shù)水平的方向之一。

四、石墨化陰極材料的研究

近幾年來,我國電解鋁工業(yè)取得了迅猛的發(fā)展,截止2007年,全國電解鋁總生產(chǎn)能力已達(dá)到1500萬噸,實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到1200萬噸,預(yù)計(jì)2008年的生產(chǎn)能力可超過1800萬噸。實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到1500萬噸。在電解鋁產(chǎn)量快速增長的同時(shí),一批高電流效率、低電耗的預(yù)焙陽極電解槽在新建鋁廠中廣泛使用,在鋁電解槽的容量方面已趕上了世界先進(jìn)水平。但是,我國的鋁電解槽在使用壽命,單位陽、陰極面積的產(chǎn)量和電流效率等方面與國際先進(jìn)水平還有很大差距,這主要體現(xiàn)在我國陰極材料的質(zhì)量落后于世界先進(jìn)水平嘲。目前,我國電解槽用的陰極材料基本上都是以電煅無煙煤加少于30%的石墨碎生產(chǎn)的半石墨質(zhì)陰極炭塊, 與國際上普遍使用的石墨化陰極相比,存在抗熱震性低、抗鈉侵蝕性差及電阻率偏高、導(dǎo)熱系數(shù)低等問題,制約了我國鋁電解技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,導(dǎo)致電解槽的壽命與國外相差很大。石墨化陰極材料的應(yīng)用在我國才剛剛開始。隨著鋁電解技術(shù)的不斷發(fā)展,鋁電解槽的容量也在不斷擴(kuò)大。目前國內(nèi)電解槽最大容量已達(dá)400KA,趕上了世界先進(jìn)水平。但是我國鋁電解槽的壽命仍落后于國際先進(jìn)水平。其原因之一就在于我國生產(chǎn)的鋁電解槽陰極炭塊的質(zhì)量長期落后于世界先進(jìn)水平。目前我國鋁電解槽普遍使用的半石墨質(zhì)炭塊,這種炭塊的質(zhì)量指標(biāo)僅相當(dāng)于國外的無定型炭塊。

石墨化陰極材料的抗機(jī)械磨損性能較差,電解槽陰極不僅起到導(dǎo)電作用,更重要的是承擔(dān)著電解反應(yīng)器的作用,鋁水在陰極表面流動(dòng),沖刷著電解槽陰極,如果陰極炭塊耐磨損性能不好則會(huì)大大縮短電解槽壽命。今后應(yīng)該把提高石墨化陰極炭塊抗機(jī)械磨損性能放到重要的位置上來,研究高硬度耐磨損的石墨化陰極材料。

五、結(jié)束語

鋁電解節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用有效地降低了電解鋁的能耗。目前,我國側(cè)插自焙槽電解鋁的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。當(dāng)然,要在國內(nèi)全面推廣諸項(xiàng)技術(shù)還須做更細(xì)致的工作。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)日新月異,鋁工業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展,鋁市場競爭日趨激烈,我們只有不斷研究開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)新工藝,才能趕超世界先進(jìn)水平,才能在二十一世紀(jì)激烈的鋁市場競爭中立于不敗之地。

參考文獻(xiàn):

鋁電解范文第4篇

關(guān)鍵詞：鋁電解；自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)；安全問題

鋁制品在我國生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用，因此鋁電解技術(shù)影響到社會(huì)發(fā)展的方方面面，在鋁電解發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，自動(dòng)化控制和通訊網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)推動(dòng)了鋁電解技術(shù)的發(fā)展，但隨著自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊的廣泛應(yīng)用，自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)安全問題也隨之產(chǎn)生，對(duì)其進(jìn)行深入研究，可以保障鋁電解自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定性，從而保障鋁電解生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1鋁電解自動(dòng)控制系統(tǒng)概念

鋁電解自動(dòng)控制系統(tǒng)分為電解車間自動(dòng)控制系統(tǒng)和輔助車間自動(dòng)控制系統(tǒng)。電解車間自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包含槽控機(jī)系統(tǒng)和上位機(jī)。槽控機(jī)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)信息、控制電解槽正常運(yùn)行，其中包含打殼、下料等操作，并且還具有報(bào)警、處理等功能，以實(shí)現(xiàn)鋁電解的自動(dòng)化控制。輔助車間自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包含PLC、上位機(jī)以及檢測儀表和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助車間工況的監(jiān)測與控制。

2鋁電解自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行問題

隨著市場競爭日益激烈，需要鋁行業(yè)實(shí)施控制和管理的一體化，并且隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使得鋁電解控制系統(tǒng)和相應(yīng)的管理系統(tǒng)向著網(wǎng)絡(luò)化集成發(fā)展，這就使得控制系統(tǒng)變得更為復(fù)雜。雖然鋁電解自動(dòng)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的集成實(shí)現(xiàn)了資源數(shù)據(jù)信息共享，使得工作效率得以提升，但也為工廠生產(chǎn)帶來更多的安全問題，使得運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大。（1）物理連接層面的安全運(yùn)行問題。鋁電解廠在運(yùn)行和施工過程中，架空和埋地網(wǎng)絡(luò)線路容易被強(qiáng)行破壞，此時(shí)簡單網(wǎng)絡(luò)將會(huì)徹底癱瘓，無法工作，設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)的破壞會(huì)造成生產(chǎn)停車甚至產(chǎn)生安全事故。除此之外，鋁電解廠屬于強(qiáng)磁場環(huán)境，磁場對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生很大的干擾，如不能徹底解決磁場干擾問題，將可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定或者通訊失敗。（2）數(shù)據(jù)傳輸層面的安全運(yùn)行問題。隨著技術(shù)的進(jìn)步，電解鋁廠的控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)逐步向集中化發(fā)展，自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)常與管理層網(wǎng)絡(luò)連接在一起，操作站作為網(wǎng)絡(luò)訪問端口，容易受到病毒和木馬的攻擊，如果管理不善，病毒和木馬入侵網(wǎng)絡(luò)，會(huì)影響整個(gè)工廠的正常生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因而自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全問題應(yīng)得到重視。

3鋁電解自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行問題的解決對(duì)策

3.1物理連接層面安全運(yùn)行問題的解決對(duì)策。（1）冗余網(wǎng)絡(luò)。冗余網(wǎng)絡(luò)包括軟件冗余和硬件冗余。軟硬件冗余技術(shù)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)兩條完全相同，互為備用的網(wǎng)絡(luò)，一條線路損壞可以快速切換至另一條，從而不影響系統(tǒng)通訊，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。冗余網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的保障，可降低意外中斷風(fēng)險(xiǎn)，從而通過及時(shí)響應(yīng)保障生產(chǎn)設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少關(guān)鍵數(shù)據(jù)流上任意一點(diǎn)失效帶來的影響。（2）光纖通訊。與普通網(wǎng)絡(luò)相比，光纖通訊抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)衰減小，無中斷設(shè)備，因此傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸容量大，并且信號(hào)質(zhì)量高。光纖設(shè)備尺寸小、重量輕，方便傳輸和鋪設(shè)，特別適用于電磁干擾強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)以及傳輸數(shù)據(jù)量大的場合。為降低鋁電解廠內(nèi)的磁場對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊的干擾，對(duì)于較長的通訊網(wǎng)絡(luò)，采用光電轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸，在接近接收設(shè)備時(shí)再進(jìn)行逆向轉(zhuǎn)換，能取得較好的抗干擾效果[1]。（3）屏蔽接地。屏蔽接地主要分為單端接地和雙端接地。單端接地是在屏蔽電纜的一端將金屬屏蔽層直接接地，另一端不接地或通過保護(hù)接地，利用抑制電勢電位差達(dá)到消除電磁干擾的目的。在網(wǎng)絡(luò)傳輸距離大，線路兩端接地電位差較大時(shí)，可考慮采用單端接地；雙端接地是將屏蔽電纜的金屬屏蔽層的兩端均接地，如果兩個(gè)接地點(diǎn)電位差較小，可采用這種接地方式。3.2數(shù)據(jù)傳輸層面安全運(yùn)行問題的解決對(duì)策。（1）調(diào)整網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與傳輸距離相匹配。對(duì)于設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)而言，其傳輸?shù)姆€(wěn)定性與傳輸距離、傳輸速率有密切關(guān)系。如西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)，主要是負(fù)責(zé)PLC之間和PLC與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，其網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和傳輸距離有著相關(guān)關(guān)系。如果在傳輸過程中傳輸距離超出允許值，卻仍使用較大的傳輸速率，將會(huì)造成通訊不穩(wěn)定，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)通訊中斷的情況。所以，在滿足數(shù)據(jù)刷新的前提下，使用較小的傳輸速率，可以保障通訊的安全和穩(wěn)定性。（2）提高員工的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全管理。如果想要保障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)技術(shù)與管理之間的融合力度。在網(wǎng)絡(luò)安全管理過程中，相關(guān)工作人員加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全管理是保障自動(dòng)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的前提。因此企業(yè)應(yīng)建立完善的網(wǎng)絡(luò)管理制度、網(wǎng)絡(luò)操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和各種網(wǎng)絡(luò)維護(hù)規(guī)章制度。除此之外，企業(yè)還應(yīng)定期開展培訓(xùn)活動(dòng)，大力宣傳網(wǎng)絡(luò)安全教育知識(shí)，使得企業(yè)上下詳細(xì)了解木馬和網(wǎng)絡(luò)病毒的危害，提高防護(hù)安全意識(shí)。并向員工講解如果出現(xiàn)病毒和木馬侵入情況應(yīng)怎樣處理，同時(shí)還應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，有效杜絕網(wǎng)絡(luò)漏洞問題的發(fā)生，全面提升網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定性。（3）制定完善的操作制度，規(guī)范訪問行為。制定完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)操作制度，對(duì)計(jì)算機(jī)病毒和木馬進(jìn)行預(yù)防，從而避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)入侵的情況，確保企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置不同的訪問權(quán)限，可以通過不同的訪問權(quán)限訪問不同的文件、資源等，從而在一定程度上可以保障網(wǎng)絡(luò)資源的安全，有效避免非法使用網(wǎng)絡(luò)資源和非法訪問情況的出現(xiàn)。除此之外，企業(yè)還應(yīng)規(guī)范員工網(wǎng)絡(luò)操作方法和瀏覽網(wǎng)址，嚴(yán)禁企業(yè)員工瀏覽陌生和危險(xiǎn)網(wǎng)站，這樣可以有效避免病毒和木馬的侵入。如果出現(xiàn)上述問題可以利用網(wǎng)絡(luò)安全殺毒軟件對(duì)惡意軟件和網(wǎng)頁進(jìn)行合理的控制，從而提高自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全和可靠性。（4）加強(qiáng)防火墻建設(shè)，提高網(wǎng)絡(luò)安全系數(shù)。建立防火墻的主要目的是實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)與內(nèi)部網(wǎng)之間的隔離，從而可以在網(wǎng)絡(luò)邊界中建立完善的通信實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，使得網(wǎng)絡(luò)按照相關(guān)規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全訪問，并可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的訪問情況進(jìn)行安全判斷，在技術(shù)上為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供屏障，保障網(wǎng)絡(luò)安全。（5）定期維護(hù)和更新計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全問題中，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)揮著十分重要的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，操作系統(tǒng)也快速進(jìn)行著大版本的更新，微軟的WindowsXP系統(tǒng)已經(jīng)不提供官方維護(hù)服務(wù)，從而導(dǎo)致操作系統(tǒng)安全性大大降低。一部分鋁電解廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)仍然運(yùn)行在WindowsXP操作系統(tǒng)下，存在安全隱患。在自動(dòng)控制軟件兼容的情況下，可將WindowsXP系統(tǒng)升級(jí)為Windows7系統(tǒng)，并允許操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，從而保障操作系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

鋁電解范文第5篇

關(guān)鍵詞：鋁電解；電容器技術(shù)；技術(shù)發(fā)展；

隨著社會(huì)現(xiàn)代化技術(shù)的迅速發(fā)展，電子技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，電子正極的組裝密度還有集成化程度也有了進(jìn)一步的提升，因此同樣的對(duì)于鋁電解電容器也提出了更高的要求。鋁電解電容器目前的發(fā)展方向是容量更大、體積更小、成本更低而且高頻低阻抗。近些年來我國的鋁電解電容器技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在片石化技術(shù)、高比熔點(diǎn)制造技術(shù)還有電解質(zhì)固體化技術(shù)這三個(gè)方面，一下我們就來重點(diǎn)介紹一下這三種技術(shù)的進(jìn)展情況。

一、鋁電解電容器技術(shù)分析

1.片式化技術(shù)

片式化技術(shù)是我國鋁電解電容器發(fā)展領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，在鋁電解電容器技術(shù)的開發(fā)和研究中比較活躍。針對(duì)不同的片式化電子元件中進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，難度比較大的就是呂布電解電容器的片石化技術(shù)，但是跟其他的技術(shù)相比較來說，片式化鋁電解電容器具有容量大、電容量溫度比較穩(wěn)定、價(jià)格低廉、適合表面安裝等優(yōu)點(diǎn)，目前片式化技術(shù)正在逐漸取代原有的傳統(tǒng)鋁電解電容器，被市場認(rèn)可和使用。人們對(duì)于計(jì)算幾何數(shù)碼電子產(chǎn)品的需求量正在不斷地增大，片式鋁電解電容器逐漸成為了市場上最值得開發(fā)的產(chǎn)品項(xiàng)目之一，片式技g的發(fā)展空間也在逐漸上升。目前國外日本的片式換技術(shù)處于國際上的額高端水平，例如說三樣產(chǎn)品、松下產(chǎn)品等都是用的是鋁電解電容器片式技術(shù)，都屬于他們國家的新的利潤增長點(diǎn)。我國目前的鋁電解電容器片式化技術(shù)相對(duì)比較落后，存在生產(chǎn)廠家較少、生產(chǎn)能力不足的問題。

2.電解質(zhì)固體化技術(shù)

電解質(zhì)固體化技術(shù)屬于鋁電解電容器技術(shù)發(fā)展的重要方向，固體電解質(zhì)的有點(diǎn)事穩(wěn)定性比較高、高頻低阻抗特性比較好、壽命比較長、溫度特性好，同時(shí)固體華電介質(zhì)的工作范圍比較廣，買反向電壓力的能力比較強(qiáng)，因此在鋁電解電容器技術(shù)開發(fā)過程中，電解質(zhì)固體化技術(shù)被認(rèn)為是最能夠幫助實(shí)現(xiàn)大幅度提升鋁電解電容器性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前的鋁電解電容器普遍使用的是液體電解質(zhì)，能夠矮星修復(fù)AL203氧化膜介質(zhì)，也容易在工作過程中導(dǎo)致液體電解質(zhì)的鋁電解電容器處于失效的狀態(tài)。如果鋁電解電容器發(fā)生失效現(xiàn)象，常見的問題是短路失效，該模式具有一定的隨機(jī)性，所以回答至整個(gè)機(jī)組電性能的穩(wěn)定性有所下降。目前日本已經(jīng)開發(fā)出了新技術(shù)來利用高分子材料作為電解質(zhì)，制作出了質(zhì)量較高的固體電解材料，因此隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和開發(fā)，電解質(zhì)固體化技術(shù)也會(huì)被開發(fā)的越來越深入。

3.高比容電機(jī)的制造技術(shù)

在進(jìn)一步提升鋁電解電容器的電容量比率、縮小電容器的體積開發(fā)研究上，高比容電極屬于關(guān)鍵技術(shù)，近些年來國內(nèi)外對(duì)于高比容點(diǎn)至制造的研究方向主要是針對(duì)高比容、高效能化成工藝的開發(fā)工作，還有高比容電蝕工藝的開發(fā)以及低容量衰減率的工藝開發(fā)方向。由于中低壓鋁電解電容器使用的陽極箔紙理論的擴(kuò)面倍率和實(shí)際中遇到的擴(kuò)面倍率差別較大，所以工藝技術(shù)的提升空間也比較大，目前一部分國家都在使用電化學(xué)腐蝕的方式來利用納米技術(shù)開發(fā)鋁箔的擴(kuò)面工程，但是目前的研究還需要進(jìn)一步深入。

二、鋁電解電容器技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.我國鋁電解電容器技術(shù)跟國外技術(shù)的差距

目前來說我國跟國外發(fā)達(dá)國家的鋁電解電解電容器技術(shù)相比較來說還存在一定的差距，其中主要表現(xiàn)在材料和零部件上還有市場方面，我國的鋁電解電容器的使用零部件和材料的制造技術(shù)跟以前相比已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是跟其他的發(fā)達(dá)國家相比來說還是存在很多問題，例如說穩(wěn)定性比較差、一致性不夠強(qiáng)并且其中的各項(xiàng)性能參數(shù)離散性較大等問題，導(dǎo)致我國的鋁電解電容器技術(shù)和制造出來的產(chǎn)品檔次一直無法提升。同時(shí)我國的大部分鋁電解電容器生產(chǎn)企業(yè)主要是以顯示器、電話、電子玩具、DVD、TV等中低檔的電器為主，在不同的銷售時(shí)間段都會(huì)存在較大的價(jià)格競爭，導(dǎo)致鋁電解電容器技術(shù)行業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益下滑。而汽車電子胚胎、通訊、IT、工業(yè)開關(guān)電源燈高檔市場都被國外發(fā)達(dá)國家的制造企業(yè)所占據(jù)，這也是我國鋁電解電容器制造行業(yè)發(fā)展過慢的重要原因。留白電解電容器行業(yè)受到了有關(guān)材料生產(chǎn)設(shè)備的支援，例如說鋁箔的化成設(shè)備，都是電容器生產(chǎn)企業(yè)自行設(shè)計(jì)的，企業(yè)之間缺乏交流，很難達(dá)成電子產(chǎn)品的精度和集成的高要求。

2.加大產(chǎn)品開發(fā)力度

鋁電解電容器的未來發(fā)展過程中，我國的鋁電解電容器制造廠商需要根據(jù)自身的發(fā)展情況，加大對(duì)于新產(chǎn)品的研究和開發(fā)力度，爭取能夠在關(guān)鍵技術(shù)上取得更大的發(fā)展和突破。在家打新產(chǎn)品開發(fā)力度的同時(shí)，也要加強(qiáng)鋁箔電解電容器制造過程的相關(guān)管理工作，確保電容器產(chǎn)品能夠在制造過程中得到質(zhì)量控制，可以先從產(chǎn)品質(zhì)量這一基礎(chǔ)性工作要求入手，在保證我國鋁電解電容器產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，減少我國跟其他發(fā)達(dá)國家鋁電解電容器技術(shù)的差距。要在生產(chǎn)中不斷地?cái)U(kuò)大配套高檔市場的份額，提升我國留白電解電容器行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為鋁電解電容器技術(shù)的發(fā)展提供一個(gè)良好的社會(huì)環(huán)境。

3.零部件和材料生產(chǎn)企業(yè)要積極配合

我國相關(guān)企業(yè)要加強(qiáng)跟國外高端技術(shù)企業(yè)的合作力度，提升國內(nèi)鋁電解電容器零部件還有材料的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，通過自主開發(fā)來生產(chǎn)祝符合國際線及技術(shù)水平的零部件和材料，確保提升我國鋁電解電容器產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。通過提升零部件和材料的相關(guān)技術(shù)還能夠有效降低生產(chǎn)成本，加強(qiáng)我國在鋁電解電容器市場上的國際競爭力。

4.拓展國外市場

我國的鋁電解電容器制造企業(yè)要利用我國勞動(dòng)力較多并且具有一定制造經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢，大力發(fā)展國外市場，增加產(chǎn)品出口比例，讓鋁電解電容器制造行業(yè)能夠在全球化的經(jīng)濟(jì)競爭和發(fā)展中不斷壯大。

結(jié)語：

在全球經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，鋁電解電容器屬于附加值比較強(qiáng)的電子產(chǎn)品，目前雖然我國的鋁電解電容器總產(chǎn)量比較高，但是其中高端的產(chǎn)品使用的額零部件和材料主要還是依靠進(jìn)口，這在一定程度上制約了我國鋁電解電容器的發(fā)展。因此必須要提升我國鋁電解電容器技術(shù)，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，縮小跟國外發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距。

參考文獻(xiàn)：

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