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预挂过滤机苛化生产线

发布时间:2024-07-30 06:19:31

㈠ 氧化铝方程式

氧化铝制取的方程式

αK与RP值的关系 :

aK是铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的物质的量的比。
Rp是溶液中所含氧化铝与苛性碱的质量比。
两者相乘等与1.645,即是氧化铝分子量的大小除以苛性碱分子量大小的值。

类别:氧化铝制取工 | 评论(0) | 浏览(66 )

实验室提纯铝土矿中的氧化铝的方程式

2009-05-11 16:22

求实验室提纯铝土矿中的氧化铝的方程式 :

铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3,写出实验室由铝土矿制取纯净Al2O3时需加入的试剂和反应方程式:

加HCl溶液过量,过滤除去SiO2沉淀,方程式为Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O,Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

加NaOH溶液过量,过滤除去Fe(OH)3,方程式为4NaOH+AlCl3→NaAlO2+3NaCl+2H2O ,3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl

通入CO2过量,过滤得到Al(OH)3,方程式为2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+Na2CO3

煅烧Al(OH)3可以得到纯净的Al2O3,方程式为2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑

铝土矿的主要化学成分为Al2O3,一般为40%~70%质量分数,另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。以Al2O3在矿物存在形态分为:三水铝石(Al2O3?3H2O),一水软铝石,一水硬铝石(分子式均为Al2O3.H2O)。评定铝土矿质量标准是铝硅比,生产要求该值不低于3~3.5。


从铝土矿制取Al2O3方法很多,目前工业上几乎采用碱法,又分为拜耳法、烧结法、联合法等三种:
Al2O3?3H2O(或Al2O3?H2O)+NaOH→(浸出/分解)NaAl(OH)4+赤泥→(晶种分解/蒸发、苛化)Al2(OH)3→(煅烧)Al2O3。

(一) 拜耳法:是典型的一种湿法冶金的方法,在氧化铝生产中占绝对优势。
工艺流程(如图)
原理如下:

实质是在不同条件下,控制反应向不同方向进行。其中关键工序是:
1 铝土矿的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH
主要反应:
1)氧化铝 Al2O3?nH2O+2NaOH→2NaAlO2+nH2O
2)二氧化硅:SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O→Na2O?Al2O3?2SiO2?2H2O↓+4NaOH
3) 氧化铁:溶出的Fe2O3不与NaOH反应,以固相直接进入残渣,呈红色。
4) 二氧化钛:TiO2+2Ca(OH)2→2CaOTiO2?2H2O 直接进入赤泥中
5) 碳酸盐:主要有CaCO3+2NaOH→Na2CO3+Ca(OH)2
MgCO3+2NaOH→Na2CO3+Mg(OH)2
由铝土矿在NaOH溶液中高压溶出的Al2O3水合物进入溶液,SiO2、Fe2O3、TiO2及反应物留在赤泥中(赤泥为铝矿中其他成分与碱液发生作用后的产物),再借助机械方法使溶液与残渣分开,以达到Al2O3与杂质分离。
铝土矿浸出是利用由若干预热器、压煮器和自蒸发器依次串联成的压煮器组来连续作业完成的。(如图)

2 铝酸钠溶液的晶种分解
制成的铝酸钠溶液,其中Al2O3浓度为(145±5)g/l,且在低于100℃温度下不稳定。越接近30℃,过饱和度越大,若在30℃下加入Al(OH)3晶种,并不断机械搅拌,此时过饱和铝酸钠溶液就可自发水解,产出Al(OH)3。
NaAl2O3+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH
这种溶液的苛性比值较高。种分母液经蒸发浓缩后,作为循环母液返回,溶出过程溶出下批铝土矿。
3 氢氧化铝的煅烧及分解
Al2O3?3H2O(225℃)→AlO3?H2O+2H2O
Al2O3?H2O(500-550℃)→γ-Al2O3+H2O
γ-Al2O3(900℃开始/1200℃维持)→α-AL2O3
在带冷却机的回转窑中进行,重油煤气作燃料,产物Al2O3或于管状机中冷却或送入车间直接电解。
4 母液的蒸发与苛化
生产过程因各种原因进入大量水分,会引起缩环母液浓度降低,需适时蒸发水分,保持母液浓度。
浸出过程中,高浓度的苛性钠与矿石中碳酸盐反应或空气中CO2反应,使 NaOH部分转化为Na2CO3或形成Na2CO3?H2O。均不能溶解Al2O3水合物,需转变为有用的NaOH,即利用石灰乳与其苛化反应生成NaOH溶液。
Na2CO3+Ca(OH)→2NaOH+CaCO3

(二)碱石灰烧结法生产Al2O3。适于处理铝硅比小于4的铝土矿 (如图)
1)实质:是铝土矿与足量Na2CO3、石灰配成炉料,在1200℃下烧结,生成可溶于水的铝酸钠(Na2O?Al2O3)。其中SiO2与碳生成不溶于水的原硅酸钙(2CaO?SiO2),用稀碱溶液浸入Na2O?Al2O3,与2CaO?SiO2分离。溶液脱S后通入CO2气体进行碳酸化分解,析出Al(OH)3及碳分母液,用过滤机将两者分离。氢氧化铝经洗涤后,最终送煅烧,分解成Al2O3。母液经蒸发浓缩,用于配料处理循环使用。
2)工艺为:生料烧结,熟料溶化,铝酸钠液脱硅,碳酸化分解。

8、工业制备铝一般是从铝土矿(主要成分是Al2O3,含有Fe2O3杂质)中得到纯净的是Al2O3,然后电解是Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯是Al2O3的简单示意图。其中牵涉到的一个反应是:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓

(1)写出图示中(1)的实验操作是过滤;图示中(2)加入的试剂Ca(OH)2。
(2)试推断物质(写化学式)B NaAlO2;C Fe2O3;H CaCO3;F Al2O3。
(3)写出化学方程式:
①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
②Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+ 2NaOH
③2Al(OH)3 Al2O3+3H2O

类别:氧化铝制取工 | 评论(0) | 浏览(213 )

电解铝的生成公式

2009-05-11 16:19

题:用电解生氧化铝的方法制取单质铝的化学方程式为:2Al2O3==通电4Al+3O2↑,电解10t氧化铝最多可产多少吨铝?

设可生产xt铝。
2Al2O3==通电4Al+3O2↑
204-------108
10--------x
204/10=108/x
x=5.294
即电解10t氧化铝最多可生5.294吨铝。

类别:氧化铝制取工 | 评论(1) | 浏览(221 )

氧化铝性质

2009-05-11 16:08

氧化铝通常称为“铝氧”,是一种白色粉状物,属共价化合物,熔点为2050℃,沸点为3000℃,真密度为3.6g/cm3。

它的流动性好,不溶于水,能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解生产的中的主要原料。

名称 氧化铝;刚玉;白玉;红宝石;蓝宝石;刚玉粉;corunm

化学式 Al2O3

外观 白色晶状粉末或固体

物理属性

式量 101.96 amu

熔点 2303 K

沸点 3250 K

密度 3.97 kg/m..

晶体结构 三方晶系 (hex)

热化学属性

ΔfH0liquid ?1620.57 kJ/mol

ΔfH0solid ?1675.69 kJ/mol

S0liquid, 1 bar 67.24 J/mol?K

S0solid 50.9 J/mol?K

氧化铝表面积研究是非常重要的,氧化铝表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积分析仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器(兼备直接对比法),更重要的F-Sorb 2400比表面积分析仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备,其测试结果与国际一致性很高,稳定性也很好,同时减少人为误差,提高测试结果精确性。

安全性

食入 低危险

吸入 可能造成刺激或肺部伤害

皮肤 低危险

眼睛 低危险

在没有特别注明的情况下,使用SI单位和标准气温和气压。

氧化铝是铝和氧的化合物,分子式为Al2O3。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。

应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

制备

强热氢氧化铝,可得无定形之白色氧化铝粉末。 2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 +3H 2 O

用途

1. 红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝,因为其它杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色,蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛而呈蓝色。

2. 在铝矿的主成份铁铝氧石中,氧化铝的含量最高。工业上,铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝,再由Hall-Heroult process转变为铝金属。

3. 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应,生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理(阳极防腐)的处理过程得到加强。

4. 铝为电和热的良导体。铝的晶体形态金刚砂因为硬度高,适合用作研磨材料及切割工具。

5. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。

6. 2004年8月,在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。

资料刚玉粉硬度大可用作磨料,抛光粉,高温烧结的氧化铝,称人造刚玉或人造宝石,可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料,制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等,氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有强吸附力和催化活性,可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al2O3。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9~4.1g/cm3,硬度9,熔点2000±15℃。不溶于水,也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉,含微量三价铬的显红色称红宝石;含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石;含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承,钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外,可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。

氧化铝化学式Al2O3,分子量101.96。矾土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型,常见的是α-Al2O3和γ-Al2O3。自然界中的刚玉为α-Al2O3,六方紧密堆积晶体,α-Al2O3的熔点2015±15℃,密度3.965g/cm3,硬度8.8,不溶于水、酸或碱。γ-Al2O3属立方紧密堆积晶体,不溶于水,但能溶于酸和碱,是典型的两性氧化物。

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

氧化铝制备及应用:

1、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜制造方法、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜和含该被膜

2、α型氧化铝粉末的制造方法

3、α-氧化铝粉末的制造方法及其由该方法得到的α-氧化铝粉末

4、α-氧化铝粉末及其生产方法

5、α-氧化铝粉末及其制造方法

6、α-氧化铝及其制造方法

7、α-氧化铝粒料的制备方法

8、α-氧化铝纳米粉的制备方法

9、α-氧化铝细粉及其制造方法

10、α一氧化铝粉末的制造方法

11、β-氧化铝的制备方法

12、γ-氧化铝的制备方法

13、θ-氧化铝就地涂覆的整体式催化剂载体

14、拜尔法联合生产氧化铝和铝酸钙水泥的方法

15、拜尔法生产氧化铝过程中红泥水悬浮液的流体化工艺

铝在空气中燃烧和氧结合生成氧化铝,化学方程式可写为 △

2Al+3O===Al2O3

CAS No.: 1344-28-1

EINECS 登录号: 215-691-6

什么是氧化铝

纯净的氧化铝是白色无定形粉末,俗称矾土,密度3.9-4.0g/cm3,熔点2050℃、沸点2980℃,不溶于水,氧化铝主要有α型和γ型两种变体,工业上可从铝土矿中提取.

铝土矿(Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O)是铝在自然界存在的主要矿物,将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍,获得铝酸钠溶液;过滤去掉残渣,将滤液降温并加入氢氧化铝晶体,经长时间搅拌,铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀;将沉淀分离出来洗净,再在950-1200℃的温度下煅烧,就得到α型氧化铝粉末,母液可循环利用.此法由奥地利科学家拜耳(K.J.Bayer)在1888年发明,时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法,人称“拜耳法”.

在α型氧化铝的晶格中,氧离子为六方紧密堆积,Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心,晶格能很大,故熔点、沸点很高.α型氧化铝不溶于水和酸,工业上也称铝氧,是制金属铝的基本原料;也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器;还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等;高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料;还用于生产现代大规模集成电路的板基.

γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得,工业上也叫活性氧化铝、铝胶.其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积,Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中.γ型氧化铝不溶于水,能溶于强酸或强碱溶液,将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝.γ型氧化铝是一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,活性高吸附能力强.工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒,耐压性好.在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体;在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂,还用于色层分析;在实验室是中性强干燥剂,其干燥能力不亚于五氧化二磷,使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用.

目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90%以上,氧化铝大部分用于制金属铝,用作其它用途的不到10%.

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㈡ 缁挎偿棰勬寕鏈哄伐浣滃師鐞嗘槸浠涔

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㈢ 氧化铝生产中有哪些大型设备

拜耳法氧化铝生产方法与工艺流程

破碎后进厂的碎高铝矿经均化厂均化后,用斗轮取料机取料入输送机进入磨头仓,石灰石经煅烧后输送到石灰仓(根据其煅烧质量可消化或不消化),然后与循环母液经调配后按比例一同进入棒、球的二段磨合旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。
分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽(槽底粗粒部分返回重磨),用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热与溶出系统,加热介质可用熔盐也可用高压新蒸汽,各级矿浆自蒸发器排出的乏汽分别用来预热各级预热器中的矿浆。溶出设备可套管加热与高压釜组成溶出器组。溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后,与赤泥一次洗液一同进入矿浆稀释槽。末级自蒸发器排出的乏汽,用来预热赤泥洗水,洗水由循环水与不合格的冷凝水组成。稀释矿浆进入分离沉降槽,其溢流经叶滤与降温后送去晶种搅拌分解,分解后的氢氧化铝浆液经分离后,大部分氢氧化铝返回种分槽作为晶种使用,其余部分送去洗涤,洗水用纯净的热水,洗净后的氢氧化铝(其中部分氢氧化铝经袋装后作为成品氢氧化铝销售)送去焙烧,焙烧后的白泥洗液与分离后的种分母液送去蒸发,蒸发的同时添加少量的盐类晶种,以诱导和加速盐类结晶析出,进入时效槽与沉降槽,其溢流于滤液(蒸发母液)、补充新的液体苛性钠即回头的苛化液组成循环母液,送去调配制备原矿浆。

蒸发浓缩后的沉降底流进入盐类分离过滤机,其滤液与沉降溢流合并组成蒸发母液;其滤饼加水溶解后添加石灰乳进行苛化,得到苛化液。苛化渣经洗涤后与弃赤泥一同排至赤泥堆场,或用于其它用途。苛化渣的洗液用于石灰化灰。分离后的赤泥,用加热后的热水进行多次反向洗涤,洗净后的赤泥经过滤后排送至赤泥堆场;其滤液与末次洗涤沉降的溢流组成赤泥洗液,用于稀释溶出矿浆

苛化渣的洗液用于石灰化灰,化灰机排出的渣弃去,排出的石灰乳送去苛化碱滤饼

㈣ 950冷轧带钢酸洗线的酸洗流量是多大知道的告诉一下!有重谢。

1550mm冷轧生产线是宝钢三期工程的主要项目之一,产品是以汽车用板为主的冷轧板、镀锌板和中低牌号的电工钢板,是高技术、高难度、高附加值的产品.
该生产线由酸洗-冷连轧机组(PC/TCM)、连续退火机组(CAL)、连续热镀锌机组(CGL)、连续电镀锌机组(EGL)、重卷机组(RCL)、半自动包装机组(CPL)、电工钢连续退火涂层机组(SACL)、电工钢精整机组(SSRL)等11个主要机组组成.该生产线各机组主体设备均由国外引进,设计产量为140万t/a,其产品分配见表1.

表1 宝钢1550mm生产线产品品种及规格

产品 产量/万t 规格(厚/mm×宽/mm)
热镀锌带卷 35 0.3~2.0×800~1850
电镀锌带卷 25 0.3~2.0×800~1850
冷轧带卷 45 0.3~1.6×700~1400
电工钢带卷 35 0.35×0.65×40~1250

冷轧薄板的钢种有CQ、DQ、DDQ、EDDQ、IF钢及HSLA(σs达800MPa).1550mm冷轧机组投产后将会改变我国汽车制造业依赖进口冷轧汽车板的局面,也将更好地满足家用电器对中低牌号电工钢板和高级家用电路板的需求.
下面就该生产线最主要的几个机组所采用的新技术作一简介.

2 酸洗-冷连轧联合机组
1550mm冷轧生产线是从日本日立公司引进了酸洗-冷连轧联合机组,这是继宝钢1420mm冷轧生产线以后引进的第2条酸洗-冷轧联合机组.其酸洗最高速度达200m/min,入口活套有效长度595m,出口活套有效长度188.4m,轧机入口最高速度为300m/min,出口最高速度为1200m/min.该机组采用了以下新技术.
2.1 激光焊接
激光焊接具有焊接功能高、焊缝性能好、焊缝精确及良好的工作环境等优点,可有效降低断带率.
本机组的激光焊机采用三菱电机制造的ML100R CO2式激光发生器,连续功率为10kW,三维式激光.光路聚焦系统采用无氧铜抛物线凹镜聚焦,由于凹镜可直接通水冷却,因此可避免透镜发热变形引起的焦点漂移.焊接使用喂丝,最大焊接厚度差仅为0.6mm,焊接频率为每5min 1次,带有感应式焊缝退火器及焊缝研磨装置.
2.2 喷流式酸洗
喷流式酸洗槽内酸液深度比一般浅槽酸洗浅,仅200mm.酸液面上用玻璃钢内盖,酸液被封闭在矩形通道内,缝式喷嘴沿带钢宽度方向安装在酸槽入口,通过喷射使带钢表面的酸液产生层间流动,可加快酸洗速度,因此酸洗时间比传统酸洗方法缩短5%.
2.3 辊头式自动变宽切边机
AWC型自动变宽切边机采用悬挂式结构,由固定在底座上的2个滑动机架组成,机架的调节通过伺服电机和丝杆完成,可连续宽度变规格剪切,可剪切各种带曲线的带钢切口,剪切灵活,金属收得率高.自动变宽切边速度达30~40m/min.
2.4 5架UCMW机型设置
1550mm连轧机组由5架UCMW轧机组成.UC轧机工作辊直径小于HC轧机,并有中间辊弯辊装置.UCMW型轧机是UC系列中板形控制能力最强的一种,中间辊、工作辊均可轴向移动,且都为平辊,轧辊在轧制过程中发生的弹性弯曲,可通过调整中间辊和工作辊弯辊力得以补偿.六辊CVC轧机中间辊轴向移动的目的是改变辊缝的凸度,而UCMW轧机根据带钢的宽度,移动中间辊的轴向位置,调整轧辊之间的接触长度,改变辊间接触应力的分布,消除有害接触,达到减少工作辊的弹性挠曲、改善带钢边部减薄的目的.
UCMW轧机板形控制能力很强,其工作辊弯辊和中间辊轴向移动控制X4浪形;中间辊弯辊控制X2浪形;工作辊负弯与中间辊正弯控制M形浪;工作辊正弯与中间辊负弯控制W形浪;工作辊轴向移动控制边部减薄.
2.5 K-WRS边部减薄控制技术
从日立引进的UCMW轧机融合了川崎制铁的K-WRS边部减薄控制技术.其工作辊的一端磨削成锥形,可根据带钢的宽度,使工作辊轴向位移,降低带钢边沿的压下,消除常规轧机不可避免的边部减薄.
酸洗线出口侧的切边剪后设置了1台带钢断面形状检测仪,机组出口侧装有1台边部形状检测仪,1#~5#机架(S1~S5)实现了边部减薄闭环控制.
2.6 激光测速仪
1550mm连轧机的每个机架设有1台激光多普勒测速仪(LDV).测量带钢速度的传统方法都是间接的,即用转速计测量出轧辊的转速,并考虑带钢在变形区的前滑,然后换算成带钢的线速度.但这种方法存在精度不高的缺点.采用LDV技术,系统误差可控制在±0.05%,能满足连轧及自动控制的要求.激光多普勒测速的原理是:通过声光调制器,将1根激光束分成2根光强相等的光束,其中1束被1个高频信号(40MHz)所调制,系统可测出带钢的零速度及运动方向.2束激光交叉后,形成1个测量区,当带钢通过这一测量区时,2束光便分别产生散射,在光电探测器上接受到的散射光,经信号处理便可获得多普勒移动频率(转换成速度)和确定速度的方向.
2.7 秒流量厚度自动控制
1550mm连轧机组共有5套X射线测厚仪,在S1入口侧、S1出口侧、S5入口侧各1套、S5出口侧有2套,机组运行时,根据S5出口带钢厚度等级选取其中1台测厚仪.从S2至S5采用了反馈式秒流量AGC,而且S2和S5还采用了前馈AGC,S1采用了反馈AGC、前馈AGC和绝对值BISRAAGC等控制方式.为防止速度AGC引起的张力偏差还采用了解耦控制.厚度偏差的保证值为0.7%~0.6%.
2.8 模糊控制
该连轧机组末机架分区冷却采用了模糊控制.S5的工作辊冷却分为28个区,控制过程包括分类、推理、评价3个步骤,板形控制系统根据模糊推理的结果决定冷却的喷射模式.
2.9 带钢表面清理装置
汽车和家用电器用冷轧钢板的表面质量要求很严,尤其作为汽车外覆盖板,其表面要求无缺陷,而在轧制过程中,带钢表面的洁净度将影响最终的产品表面质量.该机组引进了日本川崎制铁所的技术:
(1)1#机架入口装有带钢表面清洗装置;
(2)5#机架出口转向辊处设有博士刀,避免转向辊上面的脏物粘附在带钢表面;
(3)采用板式过滤器,高效率的磁性过滤器以及在线反冲洗过滤器的3段过滤系统,以保证乳化液的清洁度.

3 连续退火机组
连续退火机组从日本NKK公司引进,退火炉炉长134m,炉子段最高速度420m/min,可处理带钢71.75万t/a.该退火机组主要采用了以下新技术.
3.1 全辐射管加热技术和第3代带钢预热方式
退火炉加热段和均热段采用“鼓-抽”式燃烧控制的辐射管加热技术,共有W型辐射管333根.辐射管主烧嘴的助燃空气用风机鼓入,燃烧状态改变时,煤气及助燃空气采用“双交叉限幅”流量控制,可有效地控制空煤比,达到最佳燃烧状态;辐射管烧嘴结构采用2级燃烧的低NOX型设计,二次燃烧拉长燃烧火焰,有效地降低辐射管表面温度峰值,以改善辐射管表面温度分布,大大延长了辐射管使用寿命,并可降低废气中氮氧化物(NOX)的含量.
机组利用燃烧废气预热进炉的保护气体,再用此保护气预热带钢,以提高炉子热效率.保护气体可循环使用,带钢最高预热温度近200℃.
3.2 辊冷+对侧和后喷气冷却结合的快冷技术
辊冷是带钢在垂直运行过程中反复包绕、交替通过6只水冷辊进行冷却.水冷辊为轴套式,辊内冷却水通道为螺旋式夹层通道,一端进,另一端出.冷却速度通过带钢在水冷辊上的包角进行控制,可在100~400℃/s内调节.水冷辊进水方式按带钢行程交错布置以消除带钢宽度方向温差.为进一步消除带钢宽向温差,快冷段以喷气冷却作为对辊冷的调节和补充,与水冷辊相对的带钢另一面安有背部冷却喷嘴,而在辊冷之后再配备喷吹系统,所喷气体为保护气体.2套喷气系统均具有沿带钢宽向“边-中-边”喷吹功能,并根据辊冷段出口的扫描温度计来控制带钢温度的均匀性.辊式冷却与淬水、汽水冷却相比,可避免带钢和氧化性介质直接接触,保证最佳的带钢表面状态;与传统的喷气冷却相比,冷却速度大大提高.辊冷引起的带钢温度不均匀而导致的带钢变形不均可由对侧和后喷气冷却来弥补.
3.3 炉内稳定通板技术
为提高炉内通板稳定性,本机组采用了以下措施:
(1)张力控制:炉辊为AC马达单独传动,各段设张力检测器并反馈控制,辊冷段出、入口分别设3#q4#张紧辊,实现张力分段控制并满足辊冷段大张力的要求.
(2)加热段顶辊室入口的3根炉辊采用喷气冷却装置,喷气冷却段采用电加热装置,在易产生热凸度的炉辊处设置隔热板以控制炉辊热凸度,实现炉内稳定通板.
3.4 平整技术
采用单机架四辊干式平整机,上、下支撑辊使用VC辊.VC辊技术是将平整机支撑辊设计成轴套式,轴套与轧辊之间留有环形空腔,其中可通入液压油,空腔与高压液压系统相连,通过液压系统压力改变,即可改变辊身凸度.该平整机设计的最大压力为49MPa,辊身最大凸度0.4mm.
四辊轧机比六辊轧机可提高工作辊辊径与辊长之比,可增大轧制力(最大13MN),对钢板1/4浪有明显控制和改善.板形控制上采用工作辊正、负弯辊和VC辊相结合,其板形的控制能力可显著提高.
干式平整对控制带钢表面粗糙度效果较佳,可避免乳化液对表面缺陷检查仪的干扰.该平整机同时配备一套压力变送器板形仪,实现板形检测与控制(压下控制、工作辊弯辊控制、VC辊压力控制)以及过程机自动设定.
3.5 带钢表面质量控制
采用激光式自动表面缺陷检查仪对带钢表面质量进行检查和记录,可大大减少操作人员的劳动强度.
3.6 多重反射式温度计
采用多重反射式温度计,通过测量带钢与炉辊之间形成的锲形夹角温度,而尽可能减少炉墙、加热器等环境温度对温度计的影响,提高了带温检测的准确性和稳定性.

4 连续热镀锌机组
连续热镀锌机组从德国西马克引进,生产能力37.193万t/a.产品以无锌花为主,按性能分,有FH~EDDQ各等级;按镀层性质分,有纯Zn(GI)和Zn-Fe合金化(GA)2种镀层.双面镀层最大重量450g/m2,最大差厚比为3,每面30~150g/m2.工艺段最大速度为200m/min(GI)与150m/min(GA).机组采用的主要新技术如下.
4.1采用“美钢联”法热镀锌工艺
“美钢联”法热镀锌工艺的特点是带钢进入退火炉前,经过多级化学清洗,保证表面清洁的带钢进入炉内与电解脱脂,且由于退火炉的先进性,产品的表面质量和锌层附着力比其它工艺方法好.
4.2 带浸没辊和稳定辊的方登气刀系统
方登气刀除通常的2个气刀喷嘴系统和供气系统外,还有遥控清洗装置,快速打开装置、边部镀层控制装置、气刀斜交装置、气刀扫描装置及气刀快速运动装置.
为了保证尽可能好的吹气条件,带钢出镀锅后应保持在一条固定的通过线上.由德国方登公司提供的沉没辊和2个稳定辊的3辊系统可使带钢平整地通过气刀.上稳定辊可作垂直和水平调整,下稳定辊仅作水平调整,沉没辊在维修时预先调整好.沉没辊配有1个不锈钢刮板来清理辊面,刮板用2个气缸驱动,可快速抽回和压紧.
前后气刀与带钢间距最大为65mm,倾角最大调整角度为±5°,气刀刀唇缝隙1mm为平行缝.
4.3 高频感应加热的锌铁合金化技术
锌铁合金化是指镀锌后带钢在线加热至500~550℃进行锌层扩散退火,并保温约12s得到中间锌铁合金层的工艺过程.合金化过程的关键是加热、均热,世界上大多采用高频感应加热方式.该机组采用125kHz,2×1000kW高频感应加热炉,且离线时不需剪断带钢.加热系统由计算机,按产量、目标加热温度设定加热功率.
4.4 冷、热态镀层测厚仪和带神经元模糊控制器镀层厚度控制技术
为调整气刀参数,精确控制镀层厚度及均匀性,配置了Eberline公司的冷、热态镀层测厚仪和带神经元模糊控制器的镀层厚度控制系统.冷态测厚仪安装在光整机前,而热态测厚仪安装在气刀和合金化炉加热段中间,带神经元模糊控制器与其相联,三者与气刀形成闭环系统.热态测厚仪测得沿带钢长度方向中央的镀层厚度,冷态测厚仪测出带钢宽度方向的镀层厚度及其分布;热态测厚仪为实时控制,冷态测厚仪则为最佳化设定值,镀层厚度偏差极小.避免了由于仅有冷态测厚仪安装在离气刀150m以上的位置所引起控制调整气刀参数滞后而带来一段较长不合格带钢的现象,同时也克服了热态测厚仪虽可及时地调整气刀参数,但由于其环境温度高、带钢表面锌层未凝固、锌液成分、热态带钢板形等因素干扰所导致的镀层厚度精度不高现象.冷态、热态测厚仪可单独使用,亦可组合使用.
冷态测厚仪还可测锌铁合金层中的Fe含量.
4.5 湿平整和湿拉矫工艺技术
在平整或拉矫过程中,带钢表面的锌(屑)易粘在辊子上,产生压痕缺陷.因而采用在平整机的工作辊和拉矫机弯曲辊喷脱盐水的湿平整、湿拉矫工艺.
平整机为四辊平整机,工作辊有正负弯辊装置,弯曲力为500kN,工作辊有2种辊径以适用不同材质的要求;为了快速换辊,在传动侧配置1套液压推进的换辊设备,操作侧则有运输小车,换工作辊仅用2min;在平整机入口、带钢通过线上下各装有喷淋管,分5段以适应不同宽度的带钢;平整机出口侧、通过线上下装有吹气系统,压缩空气压力为0.2~0.6MPa,平整机采用下支撑辊传动.
拉矫机采用2弯2矫方式,喷淋管布置在弯辊装置入口侧及通过线上下,也分5段,喷射脱盐水.同样,在弯辊装置出口侧,通过线上下有吹气设备以吹去带钢上下表面的残留脱盐水.
平整机和拉矫机脱盐水流量为40L/min,最大压力0.7MPa,脱盐水由机旁专用供给系统提供.

5 连续电镀锌机组
连续电镀锌机组从奥地利鲁特纳公司引进,年处理带钢26.3万t.产品品种有纯Zn和Zn-Ni合金2种镀层,镀层量分为单面(最大值110g/m2)、双面(最大值90/90g/m2)及差厚.工艺段最大速度180m/min,有12个电镀槽.机组采用的主要新技术如下.
5.1 立式槽重力法电镀工艺
重力法电镀槽是个立式槽,阳极板为不溶性阳极,由钛基表面涂覆导电性良好的IrO2组成.为保证镀液在带钢中流动的稳定性,阳极与带钢成V字型,其间距上宽(9mm)下窄(7mm).电镀液流速可达到5m/s,使得带钢表面电镀液的交换实现高频率,这对进行高电流密度(180A/dm2或更高)电镀是必要的.
采用重力法镀槽主要有以下优点:
(1)由于带钢与阳极之间间距小,大大节省了电能.
(2)新型阳极-钛基+IrO2的使用,提高了阳极使用寿命,避免了铅合金阳极在使用过程中对镀液造成的铅污染;同时,由于不需往镀液中加SrCO3,使镀液清洁度大为提高,为提高镀层质量打下了坚实基础;省去了更换阳极的操作,使劳动力节省、工作环境改善.
(3)重力法镀槽在带钢宽度变化和电镀方式(单面、双面)更换时有很高的灵活性,且不需停机,基本不需过渡卷.
(4)由于重力法电镀时镀液幕宽度和带钢宽度保持一致,不存在边部增厚效应,不需其它形式镀槽所必需的边缘罩装置.
(5)导电辊与电镀液无接触,导电辊表面的金属沉积(粘锌、镍等)明显减少,带钢表面由此引起的缺陷,如辊印、压痕等将明显减少,导电辊的更换周期大大延长.
5.2 镀液成分自动控制系统
镀液成分控制的好坏直接影响镀层的质量.机组电镀液在线分析仪包括pH计、X射线荧光检测仪.
为了确保镀液中H2SO4浓度精确,采用的pH计具有温度自动补偿和清理功能,可消除温度波动和探测头表面吸附杂质对仪器测量精度的影响.
X射线荧光检测仪用于测量电镀液中Zn2+浓度并将实际值报告给溶解修正计算块.该计算块将实际值和设定值进行比较,如偏差超过允许值,确定一个对应于溶解泵速度的合适修正值,使得电镀液中的Zn2+浓度得到及时快速调节.这个闭环回路能切换到手动模式,操作者根据实测值和修正建议进行手动操作.
生产Zn-Ni合金镀板时,Ni的溶解操作是按批处理方式执行的.原理同前,溶解计算块可确定所需浓度的、合适的批处理量的修正数.这个闭环回路可由批处理切换到手动模式.
5.3 入口板形调整技术
电镀锌产品是高级轿车用外板及高档家用电器用板,因此对产品的板形要求很高;同时,带钢与阳极间距仅7mm,因此对带钢板形也提出了苛刻要求,否则,带钢易擦伤阳极并因短路放电而烧坏阳极和带钢.为此,在入口段采用了法国引进的拉矫机,是目前世界上最先进的拉矫机之一.拉矫机还设置了喷淋装置,可使工作辊表面保持清洁和防止辊面过热失效,其喷射的液体由工业水和防锈剂配制而成,对带钢具有防腐作用.
5.4 辊涂式钝化
电镀后带钢表面的钝化处理采用二辊逆向式辊涂钝化方式,涂覆后直接进行烘干处理.这是一种先进的表面钝化处理方式,钝化膜较均匀,膜厚易控制.而气刀涂布式钝化,由于气刀喷嘴间隙不易调整,且间隙容易被小颗粒堵塞,因而易引起条纹色差.其同喷淋反应式钝化相比,可以避免喷淋反应后产生的大量含铬废水,并能节约钝化液的消耗,可降低生产成本.
5.5 除铁装置
镀液中的铁离子由带钢表面带入,特别是生产单面镀产品时,非镀面上溶入镀液的铁离子更多.镀液中铁离子含量过高,会使带钢镀层的冲压加工性能变差,易出现粉化现象,同时导致镀层的防腐蚀能力下降.采用树脂离子交换器可以除去镀液中的铁离子.
含有Fe2+的镀液从循环槽中抽入反应槽,加入H2O2使得镀液中的Fe2+绝大部分被氧化成Fe3+.过滤掉镀液中的杂质、沉淀物后抽入树脂离子交换器,Fe3+被交换器中的树脂吸附,电镀液被打回循环槽中.离子交换树脂使用一段时间后,需用稀H2SO4进行再生.该机组有2个独立的离子交换器可切换操作.
5.6 Zn、Ni离子回收装置蒸发器
为了回收镀后第1级水洗液中的Zn、Ni离子(含量约为10g/L),采用了回收装置.通过径向式蒸汽压缩机将清洗水蒸发出的蒸汽抽出,蒸汽在压缩机出口被压缩以提高冷凝温度(5℃).压缩后的蒸汽经管道返回蒸发器中再冷凝并流入收集槽.冷凝时产生的热同压缩时消耗的机械能相比相当小.这部分热又将清洗水加热,加快了蒸发速度.如此往复可将清洗水蒸发浓缩,打回循环槽后可重新利用.该设备处理能力为8m3/h.

6 电工钢连续退火涂层机组
1550mm冷轧线2套电工钢连续退火涂层机组由日本川崎钢铁公司引进,其特点是将连续退火工序和涂层工序设置在同一机组上,不仅可节省设备,而且减少了中间吊运和存放场地,使能耗、金属消耗降低,并减少了操作人员.其中一套机组采用干气氛退火,无脱碳功能,用于生产低牌号电工钢,另一套机组采用湿气氛退火,有脱碳功能,生产有时效要求的中牌号电工钢.2套机组年处理能力为27.9万t,工艺段最大速度分别为150、100m/min,退火炉长度分别为210、226m,2套机组平行布置在同一厂房内,共用1个出口主操作室.其采用的新技术如下.
6.1 辐射管采用“鼓-抽”燃烧及先进的控制方式
连续退火炉加热段采用W型辐射管燃烧焦炉煤气.每个辐射管采用鼓抽式辐射烧嘴,主烧嘴的助燃空气用风机鼓入,所以,空、煤气流量可直接精确控制,从而严格控制空煤比.利用电气点火,每个烧嘴有一个火焰检测器,在DCS的屏幕上监视烧嘴是否点火以及点火燃烧情况.燃烧助燃空气通过主鼓风机鼓入辐射管,进入换热装置,被辐射管出口端的高温燃烧废气预热后再与烧嘴处的混合煤气混合后燃烧.
W型辐射管的点火装置为机侧点火盘,共分几组,点火时陆续开启,同一组可同时点火,不同组之间不能同时点火.
辐射管的燃烧采用双交叉限幅控制开启混合煤气的流量.当燃烧状况稳定及变化时,均可保持空燃比恒定.当燃烧量变大或变小时,过剩空气率一直保持为正值,避免由辐射管流出的没有燃烧的可燃气体进入排气道引起爆炸.双交叉限幅回路分两个控制燃气流量回路和控制燃烧开启流量的回路.
6.2 飘浮器
带钢飘浮器主要用在2#连续退火炉的第2加热段、两条机组涂层段的干燥段、烧结段以及冷却段中带钢温度大于200℃的部分,通过飘浮器中吹出的强气流使带钢悬浮从而代替炉底辊支撑带钢.
在湿气氛退火炉的退火段采用高温飘浮器,可克服炉辊在高温湿气氛中易结瘤,导致擦伤带钢的缺点,同时使带钢加热均匀,更有利于脱碳反应.并且,具有导流板的飘浮器传送带钢稳定.另外,在湿气氛和高温环境中如使用碳套炉底辊传送带钢,由于环境中碳的氧化重量损失较大,碳套的使用寿命将会大为缩短.
在涂层段中采用飘浮器代替炉辊,可以防止炉辊擦伤未干燥或未被固化的涂层表面,提高干燥与固化效率和涂层的质量.
6.3 三辊式单面辊涂机
水平三辊式单面逆向辊涂机适用于中、高速(如70m/min以上)涂层线,主要以取液速度控制膜厚(固定其它变化因素),从而得到控制良好、膜厚均匀的涂层.
该涂层机的涂层头由涂层辊、计量辊、取液辊、涂层机盘和机身组成.
涂层辊是表面衬有聚氨脂层的钢辊,具有一定硬度,表面光滑无缺陷,它直接影响涂层质量.
取液辊为镀铬钢辊,其作用是从涂层机盘中带出涂料,它浸入涂层机盘的深浅直接关系到带出料的多少并影响涂层厚度.
计量辊又称调节辊,也是镀铬钢辊,调节它与涂料之间的挤压力,可控制取液辊带上的涂料量,从而达到调节涂层厚度的目的.
涂层辊的高度以及涂层机上每个辊子的速度均为自动控制,取液辊与计量辊之间的间隙为人工调节,但在运转之前设定.

7 结束语
宝钢1550mm冷轧生产线选择了当今世界最先进的工艺、设备和控制技术.该生产线的建成,使我国冷轧板带生产技术与国际先进水平的差距进一步缩小.宝钢3条冷轧生产线的产品品种规格齐全,冷轧板、热镀锌板、电镀锌板、彩色涂层板、镀锡板、电工板和瓦楞板都是我国当前的紧缺品种.

㈤ 氧化铝生产流程是什么

中州铝厂:烧结法生产线(第一氧化铝厂)
第一氧化铝厂控制系统有AB公司、ROCKWELL公司、Honeywell公司;企业与院校协作逐步优化氧化铝各工序操作控制,如料浆制备、沉降分离洗涤系统等。
一车间:包括:铝土矿破碎、堆料、取料、输送:目前没有控制系统。
二车间:生料磨制、料浆调配:正在上一套控制系统,采用美国AB公司的control logic 5000系统,包括6台原料磨及各倒料泵、调配槽,每两台磨为一套控制器,倒料泵及调配槽为一套控制器,四套控制器连成网。目前安装已经完成,还没有投入使用。
三车间:熟料烧成、煤粉制备、熟料中碎、电收尘、风机螺旋:每台大窑上一套独立的控制器,有control logic 5000系列,也有slc 500系列,包括大窑参数的显示、设备的启停,不包括煤磨系统,不包括饲料泵及电收尘的控制,包括部分饲料参数的显示。5、6#煤磨合上一套slc 500系统,对煤磨有关设备进行控制。1—4#煤磨仍然是常规仪表控制。
四车间:熟料溶出、赤泥分离、赤泥洗涤:6台溶出磨上了三套control logic 5000控制系统,分离和洗涤仍然是常规仪表控制。
五车间:粗液喂料泵、脱硅、叶滤硅渣及**:其中5组6组脱硅分别上了一套control logic 5000控制系统,1-4组脱硅为常规仪表控制,叶滤上了一套control logic 5000控制系统。
六车间:碳酸化分解、种子分解、氢铝过滤、母液蒸发:碳分上了一套slc 500控制系统,种分上了一套control logic 5000控制系统,5组6组蒸发分别上了一套TPS系统,1-4组蒸发为常规仪表控制。
七车间:平盘过滤、焙烧:三台焙烧及三台平盘上了三套TPS系统。
空压车间:石灰炉、二氧化碳站、高压站、低压站:5台石灰炉上了5套控制系统,有control logic 5000系统,也有slc 500系统。
中州铝厂:30万吨选矿拜耳法生产线(第二氧化铝厂)
选矿拜尔法流程国内首创,2004年初成功投产。在磨浮、高压溶出、赤泥分离洗涤、种分、蒸发工序上了5套TPS系统,另外选矿车间上了一套ABB公司control logic 5000系统,矿浆调配上了一套Honeywell 公司HC900控制系统。目前正在做这些系统的联网工作。
供矿:浮选矿法,中州铝厂生产药剂。14套视屏装置监视皮带、圆锥矿碎机。控制系统为ABB公司controllogic5000。
原料制备:24套视屏装置监视4台格子磨等,2套模糊控制东大设计院开发(软件复杂),2套模糊控制计控室开发,设计的磨机负荷及矿浆密度参与控制,因引进芬兰的矿浆粒度分析仪不好用(易堵取样管),所以没实现完全模糊控制,计控室以后将改进并进一步优化控制。
单管溶出:4个预脱硅槽、2个预脱硅加热槽、3台隔膜泵、9个溶出器、10个自蒸发器、13个加热器。蒸汽从1、2级溶出器底部进入加热,3到9级溶出器利用余热加热,溶出器无搅拌机,溶出器内基本无结巴。13级碱液加热,后3级有结巴。检测控制少。调节阀用上海梁光厂(定位器为韩国YTC),蒸汽用气动调节阀,其他用电动调节阀,电动调节阀有时关不严及阀垫子易泄漏。用放射源料位计测自蒸发器料位。
沉降洗涤:沉降槽中自动加中州铝厂生产的絮凝剂,测沉降槽中的泥层厚度用澳大利亚产界面仪(放射源测量,有时不准),底流液用密度计测密度(基本准确),部分阀门有泄漏。计控室以后将改进并进一步优化控制。
分解系统;11套视屏装置监视现场设备,FLENDER立式过滤电机,ABB变频器,FISHER调节阀,KROHNE电磁流量计,E+H密度计。
蒸发系统:调节阀用FISHER公司产品,原液进口、1效、2效、3闪母液出口流量用调节阀,2-5效用变频泵控制液位,电导仪为ROSEMONT公司产,液位计用EJA差压变送器。
焙烧炉:使用煤气作燃料,控制较先进,燃烧站为德国JASPER公司产,检漏阀有时关不严,阀门有腐蚀,压力测量仪表堵塞(需检修清理),烧嘴有时结巴(需检修清理),影响点火。AH仓料位检测用压力传感器,AH皮带称用SHENCK公司产品。用阿牛巴流量计测煤气流量,需检修清理。
中州铝厂:特种氧化铝生产线(第三氧化铝厂)
中州铝厂根据市场需求开发、生产了高白、细白、干白三大系列十多种特种氧化铝产品,促进了企业的多元化发展。控制系统采用3套浙大中控的JX-300集散控制系统,工厂实行全自动化控制,3套系统通过主干网连网,部分参数网上共享,调度中心网可随时监视生产情况。
平果铝厂:纯拜耳法生产线
设计规模为年产65万吨精矿、30万吨氧化铝、10万吨电解铝,2003年形成年产85万吨氧化铝的生产规模。引进多个工业发达国家的先进技术和设备,同时拥有我国铝工业的最新科研成果,除矿石及原料堆场、部分输送没实现控制外,在高压溶出、分解、沉降、过滤、叶滤、蒸发和焙烧工段均采用美国FOXBORO公司的I/A集散控制系统,实现了工序的自动控制,每一台操作员站上都可以看到整个氧化铝流程中的工艺参数,受操作权限的限制,操作员只能进行本岗位的操作,对于其它岗位只能观察,并在整个氧化铝生产流程中实现了联网,各控制系统都与分公司OA系统相连接。
原料车间:矿石、燃料的堆取及部分输送和矿石均化为人工操作。立式石灰炉:石灰石和焦碳(或煤)皮带称配料(PLC控制、余姚产1台、托利多产1台)、炉体控制(1个炉顶温度、1个炉顶压力、4个预热带温度、4个煅烧带温度、4个冷却带温度、1个排灰温度、1个风机风压力、1个风机风流量,风机电机变频控制,出灰流量由调节阀控制;1期为工控机控制(AB公司PLC),2期为计算机系统控制(I/A系统)。3)化灰机用变频控制调节流量。4)料浆制备:有4组磨(每组1台棒磨机、1台球磨机),控制检测有10台山东潍坊皮带称配料、母液流量计2台(FOXBORO公司产)、2台污水槽用雷达液位计(VEGA产)、6台温度巡检仪(棒及球磨机主电机、轴承、传动系统)、16台润滑油压力表、16个温度测点、16个进出料侧高低压压力继电器等,每组磨控制用1套三菱PLC。通过皮带称下料(石灰石和焦碳或煤)及风机风流量主要控制石灰炉煅烧带温度及冷却带温度,1期炉控制计划改为计算机系统控制(I/A系统),出灰电动阀改为气动阀。因焦碳价高,现主要用煤做燃料,部分检测的炉温较规定的高2℃及有小波动。料浆制备基本实现自动控制,没实现磨机负荷、料浆成分分析控制。
溶出车间:无预脱硅工序,主要检测控制有:稀释槽及后槽、溶出前槽、热水槽用5台雷达料位计;新蒸汽及二次蒸汽5台质量流量计(ROSEMONT公司);冷却水用1台差压变送器,20台差压变送器(E+H公司)用于测量分离器、闪蒸槽、冷凝水罐、污水槽的液位;34台压力变送器(FOXBORO公司)用于测量压煮器、脉冲缓冲器、闪蒸槽、蒸汽管道的压力;60台压力表(econosto公司和上仪四厂)用于测量隔膜泵、压煮器、闪蒸槽、冷凝水罐、稀释槽的压力;2台出口冷凝水电导仪(ROSEMONT公司);进脉冲缓冲器及进溶出后槽矿浆3台密度计用Cs137源,脉冲缓冲器6台料位开关用Co60源,第1到11级闪蒸槽料位为Cs137源,第12闪蒸槽料位为Co60源,放射仪表用德国BERTHOLD公司产品;46支铂电阻(上仪十七厂)用于测量压煮器顶及冷凝水、单管冷凝水、二次蒸汽。控制阀有:10台气动碟阀调节阀用于新蒸汽及二次蒸汽流量控制,蒸汽及冷凝水压力和流量控制;12台气动偏心旋转调节阀用于进溶出溶液流量、溶出前槽的液位、闪蒸槽液位、冷凝水罐液位、从赤泥洗液流量、单管冷凝水流量、合格及不合格水槽液位,4台电磁开关阀用于进或出脉冲缓冲器的压缩空气流量。稀释槽液位用变频泵控制,上述控制阀为上仪七厂产。用I/A控制系统。RP分析系统为实验阶段。
沉降车间:沉浆槽1组为5个,4个投用1个备用,4台卧式过滤机,4台立式过滤机,主要检测控制有:10支热电阻(川仪十七厂)用于测沉浆槽、粗液槽、**槽和热水槽温度,10台雷达料位计(天津天威公司)用于测沉浆槽、粗液槽、**槽、石灰乳槽、苛化槽和热水槽料位,14台电磁流量计(FOXBORO公司)用于测赤泥浆液、粗液、碱性溶液和热水流量,8块压力表(上仪四厂)用于测赤泥浆液、粗液、碱性溶液压力,5台气动碟阀(上仪七厂)用于控制过滤粗液、碱性溶液和热水流量,5台扭矩变送器用于测耙机扭矩,液位控制用变频泵控制。
分解车间:每组分解工序16支热电阻用于测分解槽分解液、热交换器循环水和浆液管出口温度,10台电磁流量计(FOXBORO公司)用于测**、母液、循环水、空压机和真空泵轴封水流量,8台电动调节阀(上仪七厂)控制循环水、蒸汽流量,10台雷达料位计用于测精种槽、母液槽、溢流槽、碱液槽、热水槽和污水槽,1台密度计(Cs137源)测旋流器出口料浆密度,液位、流量控制用变频泵控制。分解系统的控制一般为单回路控制,没将分级的槽控制之间形成联锁控制。
蒸发车间:16台差压变送器用于测1到6效、强制效蒸发器、冷凝水罐、闪蒸器液位,4台雷达料位计用于原液槽、合格水槽和污水槽液位,4台气动调节阀用于新蒸汽、1效料浆、2效料浆、6效料浆控制流量,2到6效、强制效蒸发器、原液槽、合格水槽和污水槽液位用变频泵控制,16支热电阻用于测1到6效、强制效蒸发器、冷凝水罐、闪蒸器及蒸汽温度,8台电磁流量计用于测蒸汽、蒸发器的原液和母液、冷凝水流量,2台电导仪用于测冷凝水电导率,3台密度计(Cs137源)测原液、1效出口和强制效出口溶液密度。蒸发系统的控制比较高,强制效蒸发器的出料密度测量不好用,准备拆除此密度计。
焙烧车间:16台压力变送器用于测P01、P02、P03、C01、C02、C03、C04、K01、K02、T11、T12、V19、煤气总管、真空泵、过滤的空气、热水泵、滤液泵、浆液泵、高压水泵、污水泵、新蒸汽的压力,6台差压变送器用于测A02、P04的流量,2台阿牛巴流量计用于测煤气流量,8台涡街流量计用于测K01、K02、过滤的压缩空气、新蒸汽的流量,8台电磁流量计用于测K01、K02冷却水、过滤的热水槽新水、氢氧化铝料浆泵出口流量,1台氢氧化铝皮带称(德国SHENCK公司)、1台氧气分析仪(ROSEMOUNT公司)、1台CO分析仪(SATEKNIKAS公司),11支热电偶测温,20支热电阻测温,4台气动调节阀控制过滤的新水和蒸汽,5台雷达液位计用于测母液槽、弱滤液槽、氢氧化铝浆液槽、污水槽液位,主风机电机、过滤的热水槽泵、氢氧化铝料浆泵、真空泵用变频控制。
山西铝厂:140万吨混联法生产线
一分厂(烧结法、拜耳法原料制备):破碎、堆厂、翻车机、原燃料输送(一车间),化碱、原料磨、饲料机(二车间),卷扬、石灰炉(石灰炉车间),脱硅、压缩机;
二分厂(烧结法生产线):煤磨、喂料、烧成、冷却、收尘(三车间),中碎、分离、板式机(四车间),脱硅、串联泵、叶滤机(五车间);洗涤槽、压缩机(洗涤车间);回水、接力泵、放料泵(赤泥车间);
三分厂(拜尔法生产线):老蒸发Ⅰ组Ⅱ组(七车间);四蒸发、原液槽、调配、五蒸发(蒸发车间);仪表空压站、荷兰泵、脱硅、Ⅰ系列Ⅱ系列(八车间)、沉降、絮凝剂、过滤、叶滤;
四分厂(烧结法、拜耳法):种子分解、立盘过滤、袋滤机(种分车间),1#焙烧炉、仪表空压站、平盘过滤机(焙烧一车间),2#3#焙烧炉、平盘过滤机、浓相输送(焙烧二车间),种分过滤、**降温、碳分、砂状碳分(六车间);
DCS的应用基本上集中在拜尔法生产部分。烧结法生产部分和其它工序中,目前从过程检测到自动控制的整体水平仍很低,少数工序中检测技术比较成熟,而洗涤、老蒸发等工序由于结疤等问题检测手段与自动化水平均很低;拜耳法生产部分尽管整体上比烧结法高,但在第四蒸发、碱液调配等环节仍存在自动化的空白。整体上看目前基本实现了车间、工序级的自动控制并能正常运行的工序有:空压站、蒸发、分解和碳分、种分、氢氧化铝焙烧;3#熟料窑、高压溶出、两组五蒸发、原料磨采用Foxboro公司的I/A 系统;**制备(φ42m沉降、过滤、叶滤)采用Emerson公司的DeltaV系统;种分、碳分、袋滤机、焙烧炉采用Honeywell公司的TPS与PKS系统。在建的系统有:6#石灰炉系统、全厂调度网络系统等。
山西铝厂:扩建80万吨氧化铝厂拜尔法线
一车间:原燃料卸车及堆场、石灰烧制、石灰乳制备、第一分析站;
二车间:原矿浆磨制、预脱硅、溶出、酸洗系统;
三车间:赤泥沉降分离洗涤、赤泥输送、赤泥、灰渣堆场、叶滤;
四车间:种子分解、种子过滤及**降温、种母精滤、母液蒸发、第二分析站;
五车间:氢氧化铝过滤、氢氧化铝焙烧、氧化铝储运。
2005年建成。以原料磨、蒸发、高压溶出、种子分解、焙烧为核心的五大部分流程全部采用Foxboro公司的I/A 系统。原料输送、石灰窑、氧化铝储运采用AB公司的PLC小系统。石灰窑和焙烧炉燃烧站采用SIEMENS公司S7-300 PLC系统,并分别以PROFIBUS-DP和MODBUS通讯接口方式直接接入DCS。
郑州铝厂:联合法
郑州铝厂氧化铝生产为拜尔法和烧结法生产工艺生产,控制设备种类较多,检控点12000多个,控制系统为美国Honeywell公司产品:TDC-3000、PKS、PLANTSCAPE SCADA系统,用PLC有三菱、ABB、Honeywell、SIEMENS公司产品。具有分公司、分厂、车间控制室三级网络,通过现场的PLC、DCS、PC、重点岗位、各级调度等互相连接。
计量仪表:皮带称:南京华普、申克、托利多公司,效果较好;汽车、火车衡器:托利多公司;焙烧炉天然气:上海横河涡街流量计;水、料浆:上海横河及E+H电磁流量计;风、蒸汽:上海横河涡街流量计、孔板流量计。
原燃料堆场和料浆制备的检测和控制一般,压力和温度仪表故障多一些。
管道化溶出:矿浆和料浆用密度计测量较好。沉降洗涤及分解的检测和控制一般,料位及流量仪表故障多一些。
蒸发系统:调节阀用上海梁光厂(定位器为韩国YTC),原液进口、1效、2效、3闪母液出口流量用调节阀,2-5效用变频泵控制液位,电导仪为ROSEMONT公司产,液位计用EJA差压变送器。
焙烧炉:使用天然气作燃料,控制较先进,燃烧站为oilon公司产,检漏阀有时关不严,影响点火。AH仓料位检测用压力传感器,AH皮带称用SHENCK公司产品。一氧化碳和氧气分析仪取样部分易堵,清理频繁。
鲁能晋北铝业:Ⅰ期拜尔法
规划首先建成拜耳法生产线,再增加浮选法选矿,最后建设烧结法,形成串联法生产。全厂原矿浆磨制(棒、球二段磨)、压煮溶出、拜耳法赤泥(含絮凝剂制备、赤泥外排)、种子分解(含**降温、种子过滤)、母液蒸发、氢氧化铝过滤及焙烧六大DCS系统采用SIMENS公司PCS7系统,原料堆厂、空压站、石灰消化、石灰破碎、氧化铝储运、全厂循环水、水厂7套SIMENS PLC分别就近接入各DCS。全厂所有马达控制单元、变频器、部分电磁阀以PROFIBUS-DP通讯接口方式直接接入DCS。规划全厂设一个中央操作控制室和若干个区域操作控制室,由中央操作控制室与区域操作控制室联网,带动60多个子系统,把指令传达给各区域操作控制室,指导和控制生产的全过程。
三门峡开曼铝业:拜耳法
全厂原矿浆磨制、压煮溶出、种子分解、母液蒸发、氢氧化铝过滤及焙烧五大DCS系统采用Rockwell公司ControlLogix系统,系统单一,连网方便,但过程仪表特别是部分变送器、执行器等问题较多。
国内氧化铝生产企业过程控制应用起步较晚,直至八十年代自动检测和自动控制设备才开始在我国氧化铝生产中逐渐采用。特别是烧结法工序许多都具有高温、高压、易结巴、易磨损、易堵塞等环境,部分工序具有多变量、强藕合、强非线性、难检测的特点,测控仪表水平亟待提高。应逐步采用先进的检测、分析设备和控制管理系统,采用生产目标的过程优化设定技术、智能建模技术、故障诊断与预备技术、生产过程信息集成技术等,达到优化生产控制管理。山东铝厂和郑州铝厂近年与有关单位合作,在原料磨制及配料过程中采用中子活化分析技术,进行生料浆组份的在线分析,取得了较好的应用效果。山西铝厂在蒸发母液环节引进匈牙利FL系列铝酸钠溶液在线分析仪获得成功。一些非接触式的一次检测仪表如红外测温仪、放射性密度计等在国内各大氧化铝厂也获得了较广泛的应用。贵铝、郑铝、焦作未来等企业应用郑州某公司利用吹气法检测原理开发的泥层检测器,在线测量沉降、洗涤自动控制的关键参数—底流密度及各个层的密度、高度,效果良好。近年来,随着计算机网络技术的迅猛发展,国内部分氧化铝厂也加快了全厂网络设施的建设步伐,提高了生产过程的自动化水平和管理效率,取得了较好的经济效益。

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