[发明专利]一种实现铝电解槽氧化铝浓度稳定控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，尤其涉及一种实现铝电解槽氧化铝浓度稳定控制的方法。

背景技术

铝电解槽电解质中的氧化铝浓度是铝电解生产的重要工艺技术参数。工业上，为了使电解槽平稳、高效运行，一般需要将氧化铝浓度控制在低窄的范围内。

20世纪八十年代，人们采用了极限电流法来测量铝电解的氧化铝浓度，同期去多学着还研究了电池电位法来测量氧化铝浓度，但是这些方法都因误差大，成本高，可操作性差等因素未能推广应用。自从根据dR/dt来控制氧化铝浓度后，氧化铝浓度的问题暂时失去了其紧迫性。专利CN 101275249B中所述实时预测电解槽中氧化铝浓度的方法，需要依赖系列电流、电压、下料间隔、时间以及下料器容量参数等多种实时数据来推测氧化铝浓度，容易出现异常、误差较大。因此，更加精确的预测电解槽内的氧化铝浓度，进而采取有效措施控制其在一个低窄稳定的范围内，不仅有利于日常电解生产管理，更有利于电解槽参数的精确控制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种实现铝电解槽氧化铝浓度稳定控制的方法。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种实现铝电解槽氧化铝浓度稳定控制的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)通过实时获取一段时间内所检测到的阳极电流密度分布数据，求取标准偏差S；(2)将所获得的标准偏差带入已建立的氧化铝浓度C_Al2O3与阳极电流密度标准偏差S的对数关系模型，获得实时的电解槽氧化铝浓度值。

根据上述的方法，其特征在于，在步骤(1)中实时获取2分钟内的阳极电流密度分布数据，求取标准偏差S；并且建立的电解槽内氧化铝浓度C_Al2O3与阳极电流密度的标准偏差S的对数关系模型为：C_Al2O3= -0.7165Ln(S) - 0.0962 ，其中1.00％< C_Al2O3<3.50％。

根据上述的方法，其特征在于，当根据模型所获得的氧化铝浓度值低于电解槽氧化铝浓度设定值2％时，通过槽控系统启动氧化铝下料操作。

根据上述的方法，其特征在于，每次启动氧化铝下料操作后，观察5min，若5min后，根据上述对应关系模型获得的氧化铝浓度值仍低于电解槽氧化铝浓度设定值的2％，再次通过槽控系统启动氧化铝下料操作。

本发明的有益效果：本发明所涉及的方法较其他方法准确度更高、成本更低、更省时间。

具体实施方式

一种预测电解槽内氧化铝浓度的方法，通过利用阳极电流分布的在线检测系统实时检测电解槽阳极电流密度分布；取2分钟内所检测到的阳极电流密度分布数据，求取标准偏差；将2分钟内阳极电流密度标准偏差带入已建立的阳极电流密度的标准偏差与电解槽内氧化铝浓度的对数关系模型，实时预测出电解槽中的氧化铝浓度。当根据模型所获得的氧化铝浓度值低于电解槽氧化铝浓度设定值2％时，通过槽控系统启动氧化铝下料操作。在每次启动氧化铝下料操作后，观察5min，若5min后，根据模型获得的氧化铝浓度值仍低于电解槽氧化铝浓度设定值的2％，再次通过槽控系统启动氧化铝下料操作。

实施例1 

某200kA电解槽正常运行时，利用阳极电流分布的在线检测系统实时检测电解槽阳极电流密度分布，该电解槽设定氧化铝浓度为2.20％，在11:00:00-11:02:00之间的电流密度分布数据，求得其标准偏差分别为为0.075A/cm²，带入阳极电流密度的标准偏差与电解槽内氧化铝浓度的指数关系模型可得，该时段电解槽中氧化铝浓度为1.76%。低于设定值2.20％的2％，通过槽控系统启动氧化铝下料操作。5分钟后，通过模型获得的氧化铝浓度值为2.23％，不再启动下料操作。

实施例2

某300kA电解槽正常运行时，利用阳极电流分布的在线检测系统实时检测电解槽阳极电流密度分布，该电解槽设定氧化铝浓度为2.10％，取8:00:00-8:02:00之间的电流密度分布数据，求得其标准偏差分别为为0.035A/cm²，带入阳极电流密度的标准偏差与电解槽内氧化铝浓度的指数关系模型可得，该时段电解槽中氧化铝浓度为2.31%。高于设定值，不启动下料操作。

实施例3

某350kA电解槽正常运行时，利用阳极电流分布的在线检测系统实时检测电解槽阳极电流密度分布，该电解槽设定氧化铝浓度为2.30％，取8:00:00-8:02:00之间的电流密度分布数据，求得其标准偏差分别为为0.043 A/cm²，带入阳极电流密度的标准偏差与电解槽内氧化铝浓度的指数关系模型可得，该时段电解槽中氧化铝浓度为2.16%，低于设定值的2％，通过槽控启动一次氧化铝下料。5分钟后，由模型获得的氧化铝浓度值为2.20％，低于设定值的2％，再次通过槽控启动一次氧化铝下料，5分钟后，由模型获得的氧化铝浓度值为3.00％，高于设定值，不再启动任何操作。