铝电解技术探究和发展方向探析

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1、铝电解技术探究和发展方向探析　　【摘要】:文章从分析了目前我国铝电解发展的现状入手，结合工程实践，阐述了在生产实践过程中存在的技术问题,最后在电解铝生产技术、研究开发及发展方向方面进行了深入探讨,指出了解决问题的措施，以供同行参考。【关键词】:铝电解技术；发展方向；生产工艺技术；预焙铝电解槽;中图分类号：O646.51文献标识码：A文章编号：前言我国电解铝工业经历几十年的发展,已逐步由电解铝的纯进口国变为世界第一大产铝国。但是,由于我国铝工业产业结构不合理,国家对相关产业政策进行了调整。2005年5月以来,国家连续出台了一系列政策,遏制钢铁、电解铝、水泥等

2、行业基本建设投资过热势头;但近期爆发的能源危机导致电价上涨,生产用电问题是困扰我国电解铝企业的难题;由于国内氧化铝供应严重不足及出口退税率取消并加收出口关税等因素,企业生产成本大幅度增加,利润缩水,近80%的电解铝生产企业出现亏损,。上世纪80年代以来,在跟踪国际超大型预焙铝电解技术发展的基础上,我国大容量铝电解槽开发取得了一系列成果,8使我国在大容量铝电解槽新技术领域总体技术水平跨入世界先进行列。笔者认为:虽然我国近几年成功开发了320kA和350kA级特大容量电解槽,但由于我们是在跟踪世界电解预焙技术过程中实现电解槽跨越式发展,我国在大型预焙铝电解槽技

3、术开发、工艺研究方面还有待进一步探索,在生产实践和技术推广应用领域还缺乏大量的技术积累和支撑,因此许多突出的技术问题急待解决。1、�我国铝电解技术发展现状我国目前电解铝生产厂家146家,2004年电解铝产量达664.8万吨,2005年780.8万吨,2006年产量达918.8万吨,2005年5月以来,全国因电力紧张,氧化铝短缺,铝价滞涨,甚至下滑至13600元/吨铝,导致51家铝厂关闭或破产,全球其他国家电解铝企业总数仅为126家,而我国的电解铝企业总数超过了世界其他国家电解铝企业的总和。我国平均规模不足10万吨,远低于世界平均规模的19.2

4、万吨,且不足30家企业采用160kA以上的大型预焙铝电解槽生产,其他大都采用100kA或90kA以下的中小型预焙铝电解槽进行生产,目前仍有20%~30%的电解铝厂家还是采用60kA~75kA的自焙铝电解槽生产,工艺技术相当落后,污染严重,能耗物耗高。一些厂家尽管亦进行了预焙化改造,但大都采用的仍是面临淘汰70kA~90kA的小型预焙化技术,仍然达不到国家产业政策的要求。我国铝电解技术自70年代末引进160kA中间下料预焙槽技术之后,8从消化国外技术开始,揭开了我国现代铝电解技术发展的序幕,以铝电解槽热电磁力特性及磁流体数学模型研究为核心,在工艺、材料、过程

5、控制及配套技术等方面开展了广泛深入的研究。90年代以来,在基础理论、大型铝电解槽开发以工程应用取得了一系列成果,成功开发了240、280、320、350kA以上乃至500kA的特大型电解槽技术,使铝工业面貌发生了根本的改变。但是由于我国电解铝企业相互之间采用电解工艺技术参差不齐,相差悬殊,有的采用200kA、240kA、280kA、300kA、320kA甚至350kA以上的大型预焙槽生产工艺,有的采用70kA、75kA、80kA、85kA、90kA不等的小型预焙槽生产工艺,还有的企业采用75kA以下的自焙槽生产工艺,同一个企业同时存在几种不同的槽型,这些都

6、严重制约着我国电解铝工业的发展。总体上存在以下技术方面的不足:􀀁（1）技术水平参差不齐、生产指标相差悬殊。不同的槽型由于采用电流等级以及工艺技术的差异,导致电解生产技术指标存在较大的差别。即使对于大型预焙铝电解槽,由于开发时间短,同时在生产领域的深层次开发明显不足,致使实际运行指标与国际先进水平差距较大。多数在大负荷、小电网环境下运行,安全隐患多。铝电联营或煤电铝联产是我国电解铝企业发展的趋势之一,8但技术上存在相应的问题。由于大容量电解槽一般系列规模较大(一个系列产能可达20万吨以上),巨大的用电负荷集中在一个生产系列上(一般达40万k

7、W以上),电解系列生产的任何波动都会造成电网或自备电厂较大的影响,甚至威胁供电安全。􀀁（2）缺乏对阴极破损机理与规律掌控基础上的技术开发和提高槽寿命的技术措施的研究。电解槽难以达到设计寿命,早期破损率高。影响我国大型槽寿命因素除了阴极炭素材料质量原因外,电解槽的设计、筑炉材料、筑炉质量、焙烧启动、正常生产操作及生产管理等均存在问题。其原因是我国尚缺乏对铝电解槽破损(常称为阴极破损)机理与规律的深入掌握以及在此基础上的􀀁精细设计􀀁技术开发和提高槽寿命的综合技术措施研究。随着电解槽容量的不断扩大,槽寿命问题

8、就更加突出。􀀁（3）工艺技术装备落后,污染严重。