铝电解槽专用操作机组的发展和设计方法探讨

陈晓奇

内蒙古锦联铝材有限公司 内蒙古通辽 029200

铝是地球上含量最为丰富的金属元素之一，在上个世纪80 年代，欧美发达国家将溶解在熔融冰晶石中的氧化铝进行电解还原反应试验，试验成功后，电解法生产铝这一生产理念逐渐的得到了世界的认可和广泛应用，从此铝真正的获得了工程领域上的生产、建设和应用。由于铝相较于其他金属质量较轻，而且具备优秀的导电、导热性能，可以用于防腐蚀等功能上，所以在汽车工业上、建筑行业上、航空事业上都得到了广泛的使用，并且由于其优秀的效果也推动了这三个关键性的工业得到了迅速的发展。随着铝的大量使用，也使电力行业发生了巨大的变化，长距离、低成本、低损耗的电力输送已经成为可能，使电力行业可以遍布在世界任何一个角落，为人类的生产和发展提供了巨大的便捷。不仅如此，铝的出现还推动了电子行业和食品行业的技术进步。所以铝的生产使人类生活向着更为现代化的方向迈进了一大步，而经济的快速发展也促进了铝生产的快速发展，铝的应用已经在人类社会文明中各个领域上都发挥着难以取代的巨大作用[1]。

1 铝电解工艺过程及行业发展

就我国的发展而言，随着国情的变化和相关政策的出台，铝电解行业正沿着先进技术、扩大生产、提高产能的方向发展进步。主要表现出以下几方面：其一，铝电解的关键是电力和原料直接影响到铝的生产成本，所以各大生产企业在发展规模上均以原料丰富、电力成本低的原则进行有目标性的生产建设。大多数的铝的生产企业都将生产区域定在我国新疆，那里煤炭资源丰富，所以电力成本低，再加上政府的扶持，该地区赢得了广泛的铝电解企业的关注；其二，铝电解行业的发展方向将表现出大电流、高产量、大型预赔电解槽的方向。由于电解法生产铝的形势仍然处于垄断的状态，这就导致了单位产量和智能化的程度将成为大型电解槽的首选，也将是各大电解铝降低能源成本的主要途径。目前，我国对于电解铝的生产能够投入巨大的电流可以达到600 千安，最大电解槽的日均产量可以达到五吨左右。随着技术的发展进步，我国的电流效率还会进一步的增强，耗电效率将会降低，从而将意味着我国电解槽日产量将会进一步的提高；其三，我国电解铝的产业在发展的过程中逐渐呈现出上下游产品联合发展、规模化的生产逐渐提高的态势。市场需求饱和以及国家节能环保政策让单纯的电解铝发展途径将难以为继，企业通过控制生产成本，尽快将产品转化为现金流，已经成为铝电解企业最为关心的生产要事。作为上游的产品能够进行的成本控制途径，就是在原料和电力上尽可能的降低成本，提高生产效率；作为下游产品，纯铝的再加工将有效地提高产品的销售范围，也能够间接到保证铝的价格不会过分被降低。中下游的产品实现联合，进而实现统一的管理，通过增加生产规模和经营规模，将成为铝电解行业未来的发展方向[2]。

2 新一代操作机组的发展方向及设计方法

2.1 铝电解生产的智能化发展方向

目前，我国劳动力成本优势将逐渐降低，但能源环保政策则越来越严格。为了保障市场竞争力，许多铝电解企业将加强科技创新实力，实现智能化的生产目的。未来铝电解的生产，无论是流程上，或是规模上，都将表现出更为标准化和规范化。高端的检测设备和监控设备将会被大量的使用，在电解车间内大多数的工作都将逐渐实现自动化的生产，所有过程都会依靠先进的电子设备来进行实时的记录和监测。整个生产过程中大部分已经不需要人为的干预，工作人员不再需要进入到环境恶劣的车间进行生产建设，主控室内也只需要少部分的工作人员负责值班就可以完成监控任务。智能化的生产将成为铝电解生产的主要方向。

2.2 专用操作机组的性能要求

随着科学技术的发展，超大电流电解槽的应用得到了进一步的延伸，车间的特殊环境会对专用操作机组的运转效率和安全稳定性等方面提出更多的要求，加上未来无人化和智能化铝电解车间的技术应用，未来的铝电解专用机组将具备更好的性能，以更稳定的生产来实现长周期的免人工维护功能[3]。

2.3 专用操作机组的结构配置

对专用操作机组进行结构配置，不仅要对现有的铝电解多功能机组进行合理的工具搭配外，还需要进行槽盖移除配置、机构放置配置、槽沿清理机构配置、铝导管和母线清刷机构等配置，进而实现铝电解过程全套机构建设。

2.4 专用操作机组的功能配置

为了使专用操作机组能够适应智能化和无人化带来更好的铝电解生产高效操作能力，专用操作机组在功能设计上应该表现得更为完善。在进行功能配置时，设计方法包括以下几方面：其一，应该具备优秀的信息处理能力和无线监测能力，可以实时、准确的与主控室保持密切的信息交换；其二，具备良好的大车和小车运行点位检测能力，保证机组可以根据主控室的命令来对各个工位进行有效的操作；其三，各个工具可以按照指令自动的开展工作，并形成相互的配合；其四，具备良好的远程信息采集和维护能力，实现设备制造企业和使用企业之间的功能联合，加强监测和维护能力，确保生产的稳定性[4]。

3 结语

铝电解行业自发展以来为我国的生产建设提供了巨大的帮助，在未来发展上也要起到良好的社会经济发展促进作用，在坚持提高生产效率、降低能源消耗、减少环境污染的前提下，通过进行铝电解槽专用操作机组的设计方法的优化将使铝电解行业得到可持续发展的实力。