目前，通過在電解池中約950℃的溫度下在熔融氟化物中電解還原氧化鋁從而生產(chǎn)鋁。電解熔體中的氧化鋁濃度保持為2重量％至4重量％，這降低了氧化鋁泥漿在電解池底部沉積和積累的風(fēng)險。

存在多種用于控制氧化鋁進(jìn)料至氧化鋁濃度顯著低于飽和值的電解池的方法；這些方法使用電解池中的電阻或電壓與電解質(zhì)中的氧化鋁濃度之間的變化關(guān)系，同時交替氧化鋁向電解池欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料的循環(huán)。根據(jù)這種關(guān)系，電解質(zhì)中氧化鋁濃度的任何變化導(dǎo)致池中的電壓(偽電阻(pseudo-resistance))在所有其它電解參數(shù)保持恒定時發(fā)生變化?？梢詮碾妷?偽電阻)變化的速率推導(dǎo)出電解質(zhì)中的氧化鋁濃度。

圖1示出了具有不同陽極-陰極距離(ACD)的熔體中的電阻與氧化鋁濃度的關(guān)系，其中(а)是最佳ACD，(b)是較大ACD，(с)是較小ACD。在工業(yè)實(shí)踐中，池中的電阻保持在R_т–r至R_т+r的范圍內(nèi)，其中R_т是目標(biāo)電阻值。該圖顯示該關(guān)系是非線性的，并且最小電阻對應(yīng)于熔體中約4重量％的氧化鋁。在氧化鋁低濃度范圍(曲線的左部或左側(cè)分支)中增長的電阻表示電解熔體中的氧化鋁濃度的下降和即將到來的陽極效應(yīng)，而在氧化鋁高濃度范圍(曲線的右側(cè)部分或右側(cè)分支)中表示氧化鋁濃度累積。此外，圖1示出了在低氧化鋁熔體中氧化鋁濃度的變化產(chǎn)生比在高氧化鋁熔體中更高的電壓和偽電阻變化速率，即，當(dāng)氧化鋁濃度較低時電壓和偽電阻對氧化鋁具有更高的敏感性。因此，電解熔體中的氧化鋁濃度保持在2重量％至4重量％之間，這樣的值簡化了自動進(jìn)料控制的算法。此外，氧化鋁泥漿在池底部沉積的風(fēng)險較低。

例如，降低的電池電壓和電解池中氧化鋁濃度之間的上述關(guān)系為控制電解池的方法提供了依據(jù)，同時氧化鋁溶解速率改變(RU專利號2255149，C25C3/20，2004/05/05)；該方法包括通過交替進(jìn)料模式(標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料、欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料)，測量電解池電壓、電解槽電流、計(jì)算降低電壓U_red、其時間變化速率dU_red/dt，并比較計(jì)算值和設(shè)定值從而來維持氧化鋁濃度在設(shè)定范圍內(nèi)。該方法可以使進(jìn)料算法適應(yīng)進(jìn)料質(zhì)量、氧化鋁溶解速率、電解運(yùn)行參數(shù)和自動氧化鋁進(jìn)料模式。

通過在Shewhart圖表上以欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料模式繪制自動化氧化鋁進(jìn)料的劑量來檢測與目標(biāo)參數(shù)的任何偏差。將氧化鋁劑量與目標(biāo)范圍進(jìn)行比較，然后通過改變自動氧化鋁進(jìn)料系統(tǒng)的運(yùn)行模式的基本常數(shù)、電壓設(shè)置、以及向池中添加氟化鋁來調(diào)節(jié)氧化鋁劑量。

該方法的缺點(diǎn)是，在電解池故障的情況下，必須循環(huán)性地手動將進(jìn)料算法手動調(diào)節(jié)到Shewhart圖表，其中氧化鋁劑量的測量之間的時間間隔設(shè)置為至少24小時。因此，可能的是，電解槽在欠量進(jìn)料或過量進(jìn)料的情況下運(yùn)行相當(dāng)長的時間，這可能導(dǎo)致更多的工藝故障，降低電解池性能(更高的比功率消耗、更低的電池效率和更高的勞動力成本)。

還已知一種用于控制氧化鋁向用于生產(chǎn)鋁的電解池中進(jìn)料的方法(RU專利No.23233914，C25C3/20，2004/08/10)，當(dāng)測量電解池電壓以形成一系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料、欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料模式時，以將氧化鋁濃度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。基于電解池電壓和電解槽電流的測量值計(jì)算偽電阻R_nc及其時間導(dǎo)數(shù)dR_nc/dt，并且如果在欠量進(jìn)料模式期間dR_nc/dt超過設(shè)定的閾值，則該模式切換到過量進(jìn)料模式。在欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料模式中的自動化氧化鋁進(jìn)料的時間設(shè)定成與自動化氧化鋁進(jìn)料設(shè)置成比例，而陽極組件僅在基本進(jìn)料模式期間移動。自動氧化鋁進(jìn)料設(shè)置被調(diào)整為欠量進(jìn)料模式的持續(xù)時間：如果欠量進(jìn)料模式持續(xù)超過設(shè)定時間，則增加自動氧化鋁進(jìn)料設(shè)置，反之亦然，而過量進(jìn)料模式具有恒定時間。

該方法還取決于電解槽電壓(偽電阻)和電解熔體中的氧化鋁濃度之間的關(guān)系。該方法的缺點(diǎn)是當(dāng)氧化鋁濃度超過一定限度時，不可能增加電解槽的假電阻，即它是指電解槽電壓(偽電阻)相對于電解熔體中氧化鋁濃度曲線的右邊部分。較高的偽電阻導(dǎo)致自動化氧化鋁進(jìn)料系統(tǒng)的功能故障，即在過量進(jìn)料模式期間的過量進(jìn)料和電解池過量進(jìn)料以及氧化鋁泥漿在電解池底部中的沉積。

就技術(shù)本質(zhì)和技術(shù)效果而言，與本公開的方法最接近的類似方法是用于控制氧化鋁向電解池進(jìn)料的方法(RU專利號2220231，C25C3/20，2005/12/27)，其測量電解池中電極之間的電阻，以固定時間間隔記錄電阻，評估電解池中的氧化鋁濃度，并以固定速率向電解池提供欠量或過量氧化鋁。該方法使用關(guān)于包括欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料的進(jìn)料階段的電阻曲線趨勢的累積信息。從在從欠量轉(zhuǎn)換到過量進(jìn)料的過程中電阻曲線的趨勢和傾斜角推導(dǎo)出電解熔體中的氧化鋁濃度。電阻曲線的下降部分表示電解熔體中氧化鋁的濃度較低，曲線的上升部分表示較高的濃度；大約4％的濃度產(chǎn)生平坦或接近平坦的曲線。為了保持電解池中氧化鋁濃度的最佳范圍，基于前一個循環(huán)的參數(shù)，決定下一個進(jìn)料階段期間對電解池的欠量和過量進(jìn)料的持續(xù)時間。

該方法以及上述方法的缺點(diǎn)是，僅僅在氧化鋁濃度相對低(在2重量％至4重量％的范圍內(nèi))時可以應(yīng)用該方法。在這種情況下，電解槽電壓相對于電解熔體中氧化鋁濃度曲線的左邊部分適用于該過程(圖1)。根據(jù)上述方法，電解熔融中較高的氧化鋁濃度和工藝向曲線右部的轉(zhuǎn)變，即，向較高氧化鋁濃度的區(qū)域的轉(zhuǎn)變被認(rèn)為是工藝缺陷。因此，當(dāng)需要保持電解熔體中的氧化鋁濃度等于或接近飽和值時，這些用于控制氧化鋁進(jìn)料的方法是不適用的。

同時，使用氧化鋁飽和的熔體可以完全消除陽極效應(yīng)，并且使得可以使用惰性陽極和基于氧化鋁的耐火襯里。目前，沒有方法可用于向電解池中自動進(jìn)料氧化鋁，并將氧化鋁熔體中的氧化鋁濃度保持為接近氧化鋁溶解度的極限。

本發(fā)明的目的是消除具有碳陽極的電解池中的陽極效應(yīng)，以及減慢惰性陽極和氧化鋁基襯里材料的腐蝕速率。

技術(shù)效果是通過使用以氧化鋁飽和或幾乎飽和的電解熔體來減少電池底部中的氧化鋁泥漿。

技術(shù)效果通過提供一種用于控制氧化鋁向由熔融鹽生產(chǎn)鋁的電解池中進(jìn)料的方法來實(shí)現(xiàn)。該方法包括測量電解池的電極之間的電阻值；以固定時間間隔記錄測量的電阻值；評估氧化鋁濃度；與理論氧化鋁進(jìn)料速率相比，以欠量進(jìn)料模式和過量進(jìn)料模式按照設(shè)定速率進(jìn)料氧化鋁，欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料階段交替，保持電解熔體中的氧化鋁濃度等于或接近飽和值，其中，根據(jù)電解熔體中的氧化鋁濃度選擇欠量進(jìn)料階段的持續(xù)時間，并且根據(jù)記錄的一個或多個電解池參數(shù)的變化來確定過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間：降低電壓U、偽電阻R、降低電壓和偽電阻的速率dU/dt、dR/dt，并且其中通過移位陽極組件在任何進(jìn)料階段期間調(diào)節(jié)陽極-陰極距離。

用于控制氧化鋁向電解池進(jìn)料的方法的具體實(shí)施方式具有以下特征：

1.在欠量進(jìn)料階段，相對氧化鋁進(jìn)料速率V₁設(shè)定為電解期間理論氧化鋁進(jìn)料速率的0～80％。

2.在過量進(jìn)料階段，相對氧化鋁進(jìn)料速率V₂設(shè)定為電解期間理論氧化鋁進(jìn)料速率的110％～400％。

3.由持續(xù)時間為τ₁的欠量進(jìn)料階段和持續(xù)時間為τ₂的過量進(jìn)料階段構(gòu)成的進(jìn)料循環(huán)i以欠量進(jìn)料階段開始，隨后是過量進(jìn)料階段，而在過量進(jìn)料階段記錄第一降低電壓值U_initial，并且如果滿足以下條件則終止過量進(jìn)料階段：

(dU/dt)>k₁，其中

k₁是過量進(jìn)料階段中降低電壓的變化速率的閾值；或者

在時刻τ_x，U>U_initial+ΔU，其中

ΔU是過量進(jìn)料階段中降低電壓的變化的閾值；或者

τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)，其中

V_max是確定最長過量進(jìn)料階段持續(xù)時間的最大氧化鋁進(jìn)料速率。

4.在過量進(jìn)料階段開始時，記錄第一偽電阻值R_initial，而如果滿足以下條件，則終止過量進(jìn)料階段：

(dR/dt)>k₂，其中

k₂是過量進(jìn)料階段的偽電阻變化速率的閾值；或者

在時刻τ_x，R>R_initial+ΔR，其中

ΔR是過量進(jìn)料階段中偽電阻變化的閾值；或者

τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)。

5.在過量進(jìn)料階段開始時，一旦滿足以下條件，則檢查過量進(jìn)料階段的終止條件：

τ₂≥τ₁(V_min–V₁)/(V₂–V_min)，

其中V_min是確定過量進(jìn)料階段的最短持續(xù)時間的最小氧化鋁進(jìn)料速率。

6.選擇欠量進(jìn)料階段的持續(xù)時間τ₁，使得一旦電解熔體中的氧化鋁濃度降低了0.5重量％～5重量％的Al₂O₃，則根據(jù)工藝要求轉(zhuǎn)變到過量進(jìn)料階段。

7.在過量進(jìn)料階段完成時，如果滿足以下條件，則在循環(huán)i中自動調(diào)整下一個循環(huán)i+1中的過量進(jìn)料階段的V₂的值：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且V_2(i)+ΔV<400％，則V_2(i+1)＝V_2(i)+ΔV；或者

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且V_2(i)–ΔV>110％，則V_2(i+1)＝V_2(i)–ΔV，

其中V是接近實(shí)際值的電解池中的氧化鋁進(jìn)料速率的標(biāo)稱值；

ΔV是用于調(diào)整參數(shù)V₂、ΔU和ΔR的非靈敏區(qū)。

8.在過量進(jìn)料階段完成時，如果滿足以下條件，則在循環(huán)i中自動調(diào)整下一個循環(huán)i+1中的過量進(jìn)料階段的ΔU的值：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且ΔU_i–u>ΔU_min，則ΔU_i+1＝ΔU_i-u；或者

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且ΔU_i+u<ΔU_max，則ΔU_i+1＝ΔU_i+u，

其中u是參數(shù)ΔU調(diào)整的增量；

ΔU_min是參數(shù)ΔU的最小值；

ΔU_max是參數(shù)ΔU的最大值。

9.在過量進(jìn)料階段完成時，如果滿足以下條件，則在循環(huán)i中自動調(diào)整下一個循環(huán)i+1中的過量進(jìn)料階段的ΔR的值：

τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))且ΔR_i–r>ΔR_min，則ΔR_i+1＝ΔR_i–r，或

τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))且ΔR_i+r<ΔR_max，則ΔR_i+1＝ΔR_i+r，

其中r是參數(shù)ΔR調(diào)整的增量；

ΔR_min是參數(shù)ΔR的最小值；

ΔR_max是參數(shù)ΔR的最大值。

10.當(dāng)在過量進(jìn)料階段期間移位(displace)陽極組件時，根據(jù)要控制的參數(shù)，由過量進(jìn)料階段的第一降低電壓U_initial或第一偽電阻值R_initial的自動調(diào)整來完成移位：

U_initial＝U_initial+(U₂–U₁)，或

R_initial＝R_initial+(R₂–R₁)，

其中U₁和U₁分別是陽極組件移位之前和之后的降低電壓值；R₁和R₂分別是陽極組件移位之前和之后的偽電阻值。

本公開的方法實(shí)質(zhì)如下：由持續(xù)時間τ1的欠量進(jìn)料階段和持續(xù)時間τ2的過量進(jìn)料階段組成的進(jìn)料循環(huán)i從欠量進(jìn)料階段開始，接著是過量進(jìn)料階段。將欠量進(jìn)料階段中的相對氧化鋁進(jìn)料速率V₁設(shè)定為低于在電解期間的理論氧化鋁進(jìn)料速率。在過量進(jìn)料階段中的相對氧化鋁進(jìn)料速率V₂被設(shè)定為高于在電解期間的理論氧化鋁進(jìn)料速率。

選擇欠量進(jìn)料階段的持續(xù)時間τ₁，使得當(dāng)電解熔體中的氧化鋁濃度降低0.5重量％～5重量％的Al₂O₃時，根據(jù)工藝要求轉(zhuǎn)變到過進(jìn)料階段。當(dāng)在欠量進(jìn)料階段期間氧化鋁的濃度低于0.5％時，不可能避免在過量進(jìn)料階段期間沉積氧化鋁泥漿。當(dāng)氧化鋁的濃度低于5％時，在具有碳陽極的電解池中出現(xiàn)陽極效應(yīng)的風(fēng)險；還出現(xiàn)惰性陽極、氧化鋁基襯里和電解池結(jié)構(gòu)腐蝕的風(fēng)險。

欠量和過量進(jìn)料階段的相對氧化鋁進(jìn)料速率分別設(shè)定在理論氧化鋁進(jìn)料速率的0～80％和110％～400％的范圍內(nèi)。在欠量進(jìn)料階段，高于80％的氧化鋁進(jìn)料速率是不切實(shí)際的，因?yàn)闀?dǎo)致將氧化鋁濃度降低0.5％～5％的時間不合理地長。低于110％或超過400％的氧化鋁進(jìn)料速率導(dǎo)致氧化鋁泥漿在電解池底部沉積。

根據(jù)受控參數(shù)，過量供應(yīng)階段的持續(xù)時間由以下條件決定：

1.降低電壓或偽電阻變化的速率高于閾值，(dU/dt)>k₁或(dR/dt)>k₂，其中k₁和k₂是過量進(jìn)料階段降低電壓和偽電阻變化的速率相應(yīng)的閾值；

2.在時刻τ_x降低電壓或偽電阻的值高于閾值U>U_initial+ΔU或R>R_initial+ΔR，其中U_initial和R_initial是過量進(jìn)料階段中的降低電壓和偽電阻的第一相應(yīng)值；ΔU和ΔR分別為過量進(jìn)料階段的電壓和偽電阻的閾值變化值；

3.過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間高于最大可接受值τ₂>τ₁(V_max–V₁)/(V₂–V_max)，其中V_max是確定過量進(jìn)料階段的最大持續(xù)時間的最大氧化鋁進(jìn)料速率。

根據(jù)工藝特性經(jīng)驗(yàn)地選擇k₁、k₂、τ_x、ΔU、ΔR、V_max和V_min的值。

在本公開的方法中，在過量進(jìn)料階段開始時存在氧化鋁進(jìn)料的保護(hù)期，在此期間不能檢查用于終止該階段的條件。只有在以下條件下才能檢查過量進(jìn)料階段的終止條件：

τ₂≥τ₁(V_min–V₁)/(V₂–V_min)，

其中V_min是確定過量進(jìn)料階段的最短持續(xù)時間的最小氧化鋁進(jìn)料速率。

因此，在由于對電解池運(yùn)行的偶然和非系統(tǒng)干預(yù)引起的在過量進(jìn)料階段最開始時終止條件的不正確滿足的情況下，可以提供將一定量的氧化鋁載入到電解池中。

當(dāng)改變電解參數(shù)(電流效率、電解溫度、電解熔融組成)和自動化氧化鋁進(jìn)料器的特性(劑量重量)時，本公開的方法提供三個自動調(diào)整選項(xiàng)：

1.在過量進(jìn)料階段調(diào)節(jié)氧化鋁進(jìn)料速率，V₂，

2.調(diào)整參數(shù)ΔU以滿足過量進(jìn)料階段的終止條件，

3.調(diào)整參數(shù)ΔR以滿足過量進(jìn)料階段的終止條件。

這些調(diào)整的目的是選擇參數(shù)V₂、ΔU和ΔR的值，使得在進(jìn)料循環(huán)期間建立氧化鋁進(jìn)料和電解池中消耗之間的動態(tài)平衡。根據(jù)以下表達(dá)式確定過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間的目標(biāo)范圍：

τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))<τ₂<τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，

其中V是接近實(shí)際值的電解池中的氧化鋁進(jìn)料速率的標(biāo)稱值；

ΔV是用于調(diào)整參數(shù)V₂、ΔU和ΔR的非靈敏區(qū)。

超越目標(biāo)范圍伴隨著報警和調(diào)整上述三個參數(shù)之一，這最終導(dǎo)致過量進(jìn)料階段持續(xù)時間的所要求的改變。逐漸進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)榍妨窟M(jìn)料階段的持續(xù)時間可能受到電解池運(yùn)行中的偶然和非系統(tǒng)干預(yù)的影響。

圖2、3和4例示了該方法的實(shí)施方式。

當(dāng)如圖2所示選擇氧化鋁進(jìn)料速率的調(diào)節(jié)時，所選擇的控制在循環(huán)i中的過量進(jìn)料階段完成時自動調(diào)節(jié)用于下一個循環(huán)i+1的過量進(jìn)料階段的V₂：

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間在目標(biāo)范圍內(nèi)，則不應(yīng)用調(diào)整，

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間高于目標(biāo)范圍τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，并且如果V_2(i)+ΔV<400％，則氧化鋁進(jìn)料速率增加非敏感區(qū)域的值，V_2(i+1)＝V_2(i)+ΔV，

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間低于目標(biāo)范圍τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))，并且如果V_2(i)–ΔV>110％，則氧化鋁進(jìn)料速率減小非敏感區(qū)域的值，V_2(i+1)＝V_2(i)–ΔV。

當(dāng)如圖3所示選擇參數(shù)ΔU的調(diào)整作為用于終止過量進(jìn)料階段的條件時，則在過量進(jìn)料階段完成時，ΔU的值自動地從循環(huán)i調(diào)整到下一循環(huán)i+1中的過量進(jìn)料階段：

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間在目標(biāo)范圍內(nèi)，則不需要調(diào)整，

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間高于目標(biāo)范圍τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，并且如果ΔU_i–u>ΔU_min，則參數(shù)ΔU減小調(diào)節(jié)增量ΔU_i+1＝ΔU_i–u，

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間低于目標(biāo)范圍τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))，并且如果ΔU_i+u<ΔU_max，則參數(shù)ΔU增加調(diào)節(jié)增量ΔU_i+1＝ΔU_i+u，

其中u是參數(shù)ΔU的調(diào)節(jié)增量，

ΔU_min是參數(shù)ΔU的最小值，

ΔU_max是參數(shù)ΔU的最大值。

當(dāng)如圖3所示選擇參數(shù)ΔU的調(diào)整作為用于終止過量進(jìn)料階段的條件時，則在過量進(jìn)料階段完成時，ΔR的值自動地從循環(huán)i調(diào)整到下一循環(huán)i+1中的過量進(jìn)料階段：

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間在目標(biāo)范圍內(nèi)，則不需要調(diào)整，

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間高于目標(biāo)范圍τ₂>τ₁((V+ΔV)–V₁)/(V₂–(V+ΔV))，并且如果ΔR_i–r>ΔR_min，則參數(shù)ΔR減小調(diào)節(jié)增量ΔR_i+1＝ΔR_i–r，

-如果過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間低于目標(biāo)范圍τ₂<τ₁((V–ΔV)–V₁)/(V₂–(V–ΔV))，并且如果ΔR_i+r<ΔR_max，則參數(shù)ΔR增加調(diào)節(jié)增量ΔR_i+1＝ΔR_i+r，

其中r是參數(shù)ΔR的調(diào)節(jié)增量，

ΔR_min是參數(shù)ΔR的最小值，

ΔR_max是參數(shù)ΔR的最大值。

根據(jù)工藝特性經(jīng)驗(yàn)地選擇V、ΔV、u、ΔU_min、ΔU_max、r、ΔR_min和ΔR_max的值。

如果自動調(diào)整未能使過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間回到設(shè)定范圍，則這可指示電解槽運(yùn)行中的嚴(yán)重異常(降低的電流效率、自動化氧化鋁進(jìn)料系統(tǒng)的進(jìn)料器的故障運(yùn)行、較低的運(yùn)行溫度)。

欠量進(jìn)料和過量進(jìn)料階段的交替在電解熔體中提供可接受的氧化鋁溶解速率，使得泥漿不太可能在電解池底部積聚。

本公開的方法提供了兩種調(diào)節(jié)陽極-陰極距離以維持電解池能量平衡的方式。

根據(jù)第一種情況，陽極組件僅在欠量進(jìn)料階段期間移位，因?yàn)樵撾A段的持續(xù)時間是固定的，并且不依賴于電解池電壓或偽電阻的變化。

根據(jù)第二種情況，陽極組件可以在欠量進(jìn)料階段和過量進(jìn)料階段期間移位。在這種情況下，在過量進(jìn)料階段期間要更換ACD：

-當(dāng)陽極組件移位機(jī)構(gòu)接合時，不會終止過量進(jìn)料階段；

-一旦陽極組件移位機(jī)構(gòu)的運(yùn)行完成，U_initial或R_initial的值自動調(diào)整以補(bǔ)償由于ACD變化而導(dǎo)致的電壓變化，這取決于受控參數(shù)：

U_initial＝U_initial+(U₂–U₁)，或

R_initial＝R_initial+(R₂–R₁)，

其中U₁和U₂分別是陽極組件移位之前和之后的降低電壓值；

R₁和R₂分別是陽極組件移位之前和之后的偽電阻值。

應(yīng)當(dāng)注意，控制氧化鋁進(jìn)料的方法僅適用于電解槽的正常運(yùn)行并且不存在對過程的任何干擾(金屬排出、陽極更換、電解池空間構(gòu)造的改變)的情況下，否則受控的氧化鋁進(jìn)料停止，并且根據(jù)電解過程的特性以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇的V速率供應(yīng)氧化鋁。

在實(shí)施例中描述了控制向用于生產(chǎn)鋁的電解池進(jìn)料氧化鋁的方法，而進(jìn)料過程控制基于降低電壓隨時間的變化，其取決于進(jìn)料速率。該方法用以下基本設(shè)置實(shí)現(xiàn)：V₁＝0％，V₂＝140％，τ₁＝30[min]，V_min＝0％，V_max＝105％，k₁＝5[mV/min]，ΔU＝10[mV]，τ_х＝10[min]，V＝95％，ΔV＝5％，ΔU_min＝0[mV]，ΔU_max＝30[mV]，u＝2[mV]。

圖4示出了取決于氧化鋁進(jìn)料速率的電壓的周期性變化，而欠量進(jìn)料階段(V₁)和過量進(jìn)料階段(V₂)的邊界以豎線示出。假設(shè)在所有循環(huán)中欠量進(jìn)料階段的持續(xù)時間不變，則該階段中的電解池電壓有規(guī)律地降低。相反，在過量進(jìn)料階段中，電壓增加，而過量進(jìn)料階段的持續(xù)時間根據(jù)是否滿足終止過量進(jìn)料階段的適當(dāng)條件(即，是否降低電壓高于閾值U_initial+ΔU)而從一個循環(huán)改變到另一個循環(huán)。圖4還示出了隨著陽極-陰極距離增加，作為電解池電壓變化的系統(tǒng)響應(yīng)，閾值U_initial+ΔU增加。

在使用本公開的方法時，在電解槽底部沒有記錄到泥漿的沉積，而電解熔體中的氧化鋁濃度保持等于或接近飽和值(5重量％～6重量％)，并且在欠量進(jìn)料階段結(jié)束時在電解熔體中的氧化鋁濃度的最大降低不大于1重量％的Al₂O₃。該實(shí)施例說明了控制氧化鋁進(jìn)料方法的有效性。

申請人進(jìn)行的比較分析已經(jīng)表明特征的組合是新穎的，并且該方法本身滿足所有可專利性的條件。

與其原型相比，用于控制向鋁生產(chǎn)的電解池進(jìn)料氧化鋁的方法的實(shí)施使得可以將電解熔體中的氧化鋁的濃度保持為等于或接近飽和值。