[发明专利]一种基于铝电解槽的氧化铝浓度控制方法

权利要求书

1.一种基于铝电解槽的氧化铝浓度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：模型建立；所述模型建立包括：建立电解液密度/浓度关系曲线，建立电解液密度/温度补偿曲线；

S2：密度传感器采集所述电解液的抽样密度并发送至控制单元；温度传感器采集所述电解液的抽样温度并发送至控制单元；

S3：所述控制单元对所述抽样密度进行数字滤波，过滤异常采集点；所述控制单元计算过滤后的所述抽样密度的加权均值；所述控制单元根据所述密度/温度补偿曲线，获得密度补偿指数；所述控制单元计算所述密度补偿指数与所述电解液密度加权平均值之和，获取等效密度值；

S4：所述控制单元根据所述浓度/密度关系曲线获取氧化铝浓度值；

S5：所述控制单元根据所述氧化铝浓度值控制槽控机向铝电解槽投料；

所述建立电解液密度/浓度关系曲线的方法为：非通电状态下，向电解槽投入原料，加热至电解质处于熔融状态，将所述电解槽溶液控制在第一温度T₁；持续添加氧化铝，并实时采集氧化铝总投入总量及电解液总质量，实时采集电解液密度，建立在第一温度下的所述密度/浓度关系曲线；其中，所述氧化铝浓度为氧化铝总投入量与电解液总质量的比值。

2.如权利要求1所述的一种基于铝电解槽的氧化铝浓度控制方法，其特征在于:建立所述电解液密度/温度补偿曲线的方法为：非通电状态下，将氧化铝浓度控制在第一浓度下，控制电解槽温度从第二温度T₂变化至第三温度T₃并实时采集电解液温度及其电解液密度，建立在第一浓度下所述电解液密度/温度关系曲线ρ＝g(T)；建立在第一浓度下所述电解液密度/温度补偿曲线Δρ＝h(T)＝g(T)-g(T₁)；所述Δρ为密度补偿指数，所述T介于T₂、T₃之间。

3.如权利要求1所述的一种基于铝电解槽的氧化铝浓度控制方法，其特征在于，在所述方法中还包含有溶剂挥发补偿步骤；所述溶剂挥发补偿步骤包括：

SA1：建立电解液挥发指数/温度关系曲线v＝f(T)；其中，v为单位表面积、单位时间内挥发总量，T为温度；

SA2：所述控制单元将所述挥发指数对时间求积分并乘以所述电解液的表面积，获得电解液挥发量M_vol，M_vol＝S∫f(T)dt，其中S为所述电解液的表面积；

SA3：控制单元根据电解液挥发量M_vol投入溶剂。

4.如权利要求3所述的一种基于铝电解槽的氧化铝浓度控制方法，其特征在于，所述的步骤SA1具体为：非通电状态下，将电解液分别在温度T₁、T₂、T₃、T₄、T₅下保持t₁时间，分别记录挥发量M_v1、M_v2、M_v3、M_v4、M_v5；由挥发量除以时间除以挥发表面积分别获取挥发速度v₁、v₂、v₃、v₄、v₅；拟合所述电解液挥发指数与温度数据，获得关系曲线：v＝aT⁴+bT³+cT²+dT³+e；其中，a、b、c、d、e为多项式系数。

5.如权利要求1所述的一种基于铝电解槽的氧化铝浓度控制方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：

S31：依次提取最近n个抽样密度ρ_i，进行数字滤波，将的点过滤；其中，1.2≤k≤2，1≤i≤n,n≥10；

S32：根据数据滤波后抽样密度求加权均值其中，n′为数据滤波后的数据量，1≤j≤n′≤n，α_j为加权系数，α_j＝n′+1-j；

S33：根据密度/温度关系曲线Δρ＝h(T)，计算所述密度补偿指数Δρ；

S34：将所述加权均值与所述密度补偿指数Δρ求和获得等效密度值ρ，其中,