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基于工业应用的电解铝槽内外温度在线测量作者：陈金辉来源：《中国科技博览》2017年第18期[摘要]近年来，随着社会的发展与人们生活水平的提高，为了能够更好的实现节能，并促进劳动生产率的提高，降低单位产能的投资成本，铝电解工业的核心设备—铝电解槽正向大容量（400kA级及以上）、低电压（3.9V以下）节能型（12500kWh/t-Al以下）的方向迅猛发展。
同时，以实现大幅节能为目标的各种新型结构电解槽及配套生产工艺与控制技术相继面世，在我国铝业界掀起了一场技术革新热潮。
在电解铝的过程中，必须要对槽内外的温度加以控制，才能提高电流的效率，确保电解槽的平稳运行，并实现对环境与人员的保护。
下面，本文就针对工业应用的电解铝槽内外温度在线测量展开分析，以供参考。
[关键词]工业应用；电解铝；槽内外温度；在线测量中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0006-01在进行铝的冶炼过程中，需要运用一种非常重要的添加剂，即：氟化铝。
通过氟化铝的运用，能够实现对熔体温度和分子比的控制，当熔体温度和分子比在一个很狭窄的波动范围时，电流效率高，电解槽运行平稳，同时氟化物是造成环境污染的重要物质。
氟化物不仅对环境造成污染也是对仪器仪表造成腐蚀的一种重要成分，氟化物的产生与铝冶炼所用物质本身的沸点及槽溶质的温度有紧密的联系。
槽温升高，将导致槽溶质氟化铝的分子比降低，加快氟化铝及冰晶石的挥发，造成原材料的损失并产生环境污染，所以对电解槽内外温度的在线测量及控制将有效地减少氟化物的产生，降低能耗，减少环境污染，保护员工的身体健康。
一、铝电解工业概述在地壳中，铝是储量最大的一种金属元素。
从本质上来说，金属铝有着良好的物理化学性质，并且，是有色金属当中产量最大、用途最广的一种，因此，在国民经济的发展过程中，有着非常重要的地位。
1886年，美国人Hall和法国人Heroult各自独立发明了冰晶石一氧化铝熔盐电解炼铝法，揭开了铝电解工业的序幕。
基于组态王的铝电解槽槽壳温度检测系统设计与应用文章针对利用组态王开发的“铝电解槽温度检测系统”的设计与实现进行了分析，利用仿真PLC采集的模拟数据测试了该系统的数据采集功能、监控功能、历史数据记录功能以及报警功能，验证了该系统的可靠性与有效性。
通过仿真表明，该仿真系统切实可行、经济适用、可靠性高[1]。
标签：组态王；仿真设计；铝电解槽；检测系统；数据采集引言铝工业因其高耗能高排放成为节能减排重点行业之一，铝电解槽是铝工业生产的重要组成成分。
因此，对铝电解槽槽壳温度的准确、方便的检测，对铝工业的实际生产具有保障作用[2-3]。
组态王软件kingview是新型的工业控制系统，可以对企业的生产流程提供一个集实时检测、数据汇总、分析和管理于一体的平台，并具有良好的可视化监控界面。
组态王与计算机以及现场间的关系如图1所示：图1 组态王与上位机、下位机的关系基于组态王软件，以铝电解槽的工业控制为例，设计了一个铝电解槽的温度控制系统。
该系统用动画模拟铝电解槽的运行过程，化“抽象”为“形象”，开发了实时数据监控功能、实时数据报表和曲线、历史数据报表和阈值报警等功能，并利用仿真PLC代替现场检测仪表输入数据，对系统进行运行、调试和数据采集。
1 铝电解槽工控软件设计该软件的主界面以铝电解槽的工作过程[4]为主要部分，帮助使用者理解该工况。
由于铝电解生产在实际工艺中需要检测温度、电压、电流等数据，该软件设计相应的检测功能，并增添相应的实时报表、实时曲线、历史报表和报警模块。
1.1 主画面设计在组态王工程浏览器中新建界面，命名为“铝电解槽”，作为铝电解槽控制系统的主界面。
在主界面中，利用组态王提供的画图工具和图库绘制系统的主画面，并添加可切换至其他界面的按钮[5-6]。
最后铝电解槽主控界面如图2所示：1.2 定义硬件设备和数据变量组态王开发的软件需要外部设备与之交换数据，文章中采用的是仿真PLC 设备实现虚拟仿真[7]。
工业应用电解铝槽内外温度在线测量论文摘要：通过实时精确测量电解槽内外温度，可以让现场和控制室操作人员准确的了解电解槽的运行状态，可以用温度信号与其他参数联锁控制，实现对电解铝槽运行的精确控制，也可通过现场温度显示实现现场的人工干预，对于控制电解槽平稳运行有积极意义，实现电解槽平稳运行，将能有效减小能耗并降低污染具有积极意义。
在进行铝的冶炼过程中，需要运用一种非常重要的添加剂，即：氟化铝。
通过氟化铝的运用，能够实现对熔体温度和分子比的控制，当熔体温度和分子比在一个很狭窄的波动范围时，电流效率高，电解槽运行平稳，同时氟化物是造成环境污染的重要物质。
氟化物不仅对环境造成污染也是对仪器仪表造成腐蚀的一种重要成分，氟化物的产生与铝冶炼所用物质本身的沸点及槽溶质的温度有紧密的联系。
槽温升高，将导致槽溶质氟化铝的分子比降低，加快氟化铝及冰晶石的挥发，造成原材料的损失并产生环境污染，所以对电解槽内外温度的在线测量及控制将有效地减少氟化物的产生，降低能耗，减少环境污染，保护员工的身体健康。
一、铝电解工业概述在地壳中，铝是储量最大的一种金属元素。
从本质上来说，金属铝有着良好的物理化学性质，并且，是有色金属当中产量最大、用途最广的一种，因此，在国民经济的发展过程中，有着非常重要的地位。
1886年，美国人Hall和法国人Heroult各自独立发明了冰晶石一氧化铝熔盐电解炼铝法，揭开了铝电解工业的序幕。
Hall-Heroult电解铝工艺以A1203为原料，采用高温强腐蚀性Na3A1F6熔盐为电解质，炭素材料作为阳极和阴极，在直流电的作用下，阴极表面析出铝（反应实际阴极为铝液），阳极参与电化学反应产生CO2（含部分CO）。
Hall-Heroult炼铝法是工业上唯一生产原铝的方法，诞生一百多年来，在技术水平和生产工艺上都获得了长足进步，并仍在不断发展之中。
铝电解槽是炼铝的核心设备，其演变与发展代表了工业铝电解的技术革新过程。
