钮因健-大力推进电解铝工业第二次科技创新

大力推进电解铝工业第二次科技创新

钮因健2010年6月1钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第1页!本次会议目的：交流、讨论、学习和推广近年来开发的铝电解技术，以科学发展观的精神，用科技创新来扭转我国铝电解工业越来越困难的被动局面，推动我国电解铝工业的新发展。2钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第2页!

市场价格持续低迷和电价不断升高是我国铝工业困难的主要因素。克服困难必须依靠科技进步，进一步降低能耗，降低成本。我国铝电解生产技术已达到国际先进水平，要在高水平的基础上继续进步，必须实现跨越式创新。新的创新阶段已经来到。共同努力，推动这次创新向纵深发展，为铝电解工业摆脱困境做出贡献。3钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第3页!

一、以发展预焙槽及扩大槽型为主要研究内容的创新阶段已基本结束。改革开放三十多年我国铝电解技术的发展主要是以发展预焙槽和扩大槽型为研究内容的科技创新。4钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第4页!

发展预焙电解槽技术是当时举国一致的奋斗目标。企业、大学和研究设计单位都开展了各自优势的研究。研究包括预备槽发展的所有技术：三场设计、过程控制、进电方式、炉衬材料、阴阳极材料及制备、输料和进料、输变电系统和设备、多功能天车等设备、连续铸锭、烟气净化等等。这些研究成果支撑了预备槽技术研究的不断深入和发展，促进了槽型的不断大型化，经过三十多年发展，我国铝电解工业技术达到或超过了世界先进水平。5钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第5页!

改革开放三十年发展的成就：-消灭自焙槽，创出世界先进水平的中国大型预备槽技术；-技术经济指标大幅提高：原铝综合交流电耗和直流电耗分别从1983年17560kwh/tAl和15953kwh/tAl降到2008年的14283kwh/tAl和13333kwh/tAl，分别降低了3000kwh和2500kwh左右，达到了世界先进水平；电流效率、槽寿命等与国外的差距，现在也已达到或超越。三十多年来以跟踪国外技术和研究我国预焙槽及其大型化技术为主要内容的创新阶段已经结束，今后铝电解科技创新应进入自主创新为主的超越世界技术之巅的新阶段。这个新阶段已经到来，并正在涌向高潮。6钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第6页!

1、以“改变槽结构，降低极距”为内容的创新思路率先取得成功。

东北大学冯乃祥教授发明的异型阴极于2007-2008年在重庆天泰试验成功，槽电压降到3.7-3.8v,节电1000kwh以上。

2008年底，中铝公司轻金属研究院刘凤琴、顾松青团队试验成功了国外多年未研究成功的新型结构导流槽，也实现了槽电压3.7-3.8v、节电1000kwh以上的好水平。

这两种槽型和技术的研究成功，为我国电解铝工业乃至世界铝工业技术提出了新的发展之路。7钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第7页!降低槽电压就是减少输入电解的电能。（相对）高极距和高槽电压运行，槽温高，电解槽需要强化散热，如在槽外邦焊接翅片和在槽内邦砌筑导热性能好的如碳化硅结合氮化硅等侧壁材料，以保护槽结构不变形。过去这种操作方式从节能角度看显然是不合理的。低极距低槽电压操作运行减少了输入电解的电能，相应降低了槽温。为了保持电解温度和电解过程的正常运行，所以无论是异型阴极、导流槽，还是低槽电压控制新工艺，在实施中都是采取了槽外壳保温的措施。

从槽壳散热到保温，这是铝电解工艺的重大变革，是从不合理利用电能向合理利用电能的重大技术进步。8钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第8页!

这一轮以提高电能利用率为核心的创新，是继发展预焙槽、扩大槽容量为主要内容创新阶段后的一轮新的创新，它标志着我国铝电解工业的科技创新已经进入了一个水平更高的新阶段。9钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第9页!

当异型阴极在重庆天泰2台160KA试验成功后，异型阴极应用和研究迅速扩展。目前，应用和试用异性阴极的企业已有20多家，推广应用最多的是浙江华东铝（200KA系列94台槽），应用时间最长的槽已达2年，已应用的最大槽型为350KA，400KA槽也准备应用。从目前已运转情况看，异型阴极的寿命大于5年似乎已可以达到。已应用的结果均显示，槽电压均降到3.7-3.8v,节电均在1000kwh以上。

10钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第10页!

当中铝公司轻金属研究院在沁阳试验厂完成2台160KA试验导流槽后，中铝公司立即在中铝兰州分公司进行并完成了4台200KA导流槽试验。中铝公司十分重视，目前已决定在中铝系统全面推广，进展迅速。导流槽应用结果，槽电压3.7-3.8v,节电1000kwh以上。11钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第11页!

近年还研究成功了一批通过控制生产工艺参数实现节能的技术：中铝公司贵阳院等的三度寻优技术中铝公司沈阳院等的全息控制技术北方工业大学的铝电解生产智能系统均已在生产上发挥了有效的节能作用。12钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第12页!连续阳极已经提出几种思路，并均在试验中，特别是湖北当阳科技公司贾石明先生等正研究的新型自焙阳极值得关注。惰性阳极一直是国内外始终追求的研究目标，国内多家高校和研究单位正在研究，中铝公司轻金属研究院杨建红博士已有进展，祝他早日成功。目前东北大学等等单位正在研究的低温电解、余热利用等项目也正在深入研究中。13钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第13页!

为了让新的创新研究能够开展的更有成效，取得更丰硕的成果，我们应该营造一个有利于出思路、出成果、出人才，有利于创新发展的团结和谐的研究环境。

要尊重知识产权、反对抄袭或变相的抄袭；要发扬“百花齐放、百花争鸣”方针，反对抬高自己贬低别人的不良作风；要鼓励在尊重知识产权条件下的互相学习、交流和推广，反对夜郎自大、固步自封的关门主义。14钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第14页!

呼吁有理想有抱负年轻科技工作者，广开思路、大胆设想、潜心研究、勇于实践，为创新出低成本的非电解铝生产工艺技术而努力奋斗！长江后浪推前浪，胜利一定是属于青年一代！15钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第15页!

以研究发展预焙槽为主要内容的科技创新阶段始于上世纪七十年代——自主试行研究开发了75KA和130KA预焙槽，

八十年代引进160KA预备槽并进行全面的消化创新，自行设计建设了青海铝厂160KA预备槽生产系列。

八十年代中末期开始，集国内各方面优势力量开始了280KA大型预备槽的研究，同时还开展了180KA槽的开发。

九十年代中期完成了4台280KA大型预备槽研究和开发，从而开创了我国铝电解槽的预焙化和大型化的新时代。16钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第16页!

对预焙槽大型化的认识是逐步提高的。八、九十年代曾认为150KA～200KA最好，那时建设的大部是200KA左右。九十年代末，280KA和320KA槽建成投产，大型槽优势被认识。本世纪初，300KA大型槽迅速发展，设计、生产技术也相应完善。350KA、375KA、400KA槽相继建成，标志我国大型槽技术已成熟。现450KA、500KA、600KA均在发展，是我国大型预备槽技术成熟的佐证。从技术经济指标看，并未显出槽型越大越好，大型化可提高劳动生产力，但增加了管理和停修槽的难度。我们没有必要去刻意扩大规模争世界，而应从实际出发，以效益为中心，反正已掌握了技术，怎么发展都是自由了。17钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第17页!二、以降低槽电压和改变槽结构为先题的提高铝电解电流利用率的创新阶段已经到来。随着预焙槽技术不断趋近世界先进水平，如何进一步发展成为思考的主题。自本世纪以来，一些新的创新思路被逐步提出并付之实施，一条具有中国知识产权的创新之路已经形成，并正在向着光明的未来迈进。18钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第18页!

2、最近中南大学李劼教授等研究成功了在不改变槽结构情况下以工艺调整和控制优化为主要内容的低槽电压控制新技术。这项技术显示只要充分认识电解过程中各因素间关系，正确调配使之互相更加适应，就能进一步优化电解工艺，达到提高电能利用率、降低电耗的目的。该项技术已在龙祥铝业实现，不仅使该企业的160KA槽强化成180KA槽，而且在不改变任何槽结构的情况下使槽电压从4.1v以上降到了3.85v左右，节电1000kwh以上。19钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第19页!铝电解理论直流电耗仅为6320KWh/T-Al，2008年全国吨铝平均直流电耗为13333kwh，最好的13000KWhl左右，能量利用率不足50%，有一半以上电能变成热量散失了。以降低槽电压和改变槽结构为先题的提高铝电解电流利用率的创新，已节电1000kwh以上，电能利用率从不到50%提高到近55%，如果进一步发展则有可能使节电达到2000kwh左右，电能的利用率提高到近60%，成效十分显著。

20钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第20页!三、让我们共同努力把二次科技创新推向新高潮

这一轮创新不是突然产生的，是在前人的一些思路和试验基础上，解决了技术关键，发明了切实可行的工艺技术，实现了科技创新的重大突破。技术一旦突破，应用和新的发展就势如破竹，在短短两三年内，通过改变槽结构和控制电解工艺，实现降低槽电压、降低电耗、提高电解槽电能利用率的研究和推广应用勃然兴起，并正在向更广更深的方向发展。21钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第21页!近两年内相应的异型阴极的研究也在不断深入，一些相类似的研究也相继试验和应用，如：河南淅川铝业双台阶阴极的创新，云南铝业和中南大学的球面异型阴极及其它形式的单台阶异性阴极的改进。22钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第22页!

中南大学研究的不改变槽结构情况下以工艺调整和控制优化为主要内容的低槽电压控制新技术，除了在河南龙祥铝业全面应用外，现已有多家企业提出了应用的意向。据了解与中南大学研究相类似的还有中孚公司和中铝轻金属研究院也在开展相应的研究，他们也已取得可喜的相类似的成果，中孚公司400KA系列已经在不改变槽结构的情况下实现系列平均槽电压3.8v。23钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第23页!

提高阳极节能效果的研究正在积极开展中。中铝公司轻金属研究院已成功研究解决了铝用碳素材质的选优问题；本世纪以来广泛研究开发并得到应用的阳极开槽技术，畅通了阳极底部CO2气体的排放，达到了降低极距、降低槽电压，实现节能得目标。最近重庆天泰田应甫同志提出了一种以上述原理为基础的新型阳极的构思，这是一种很好的思路，应予以重视和支持；24钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第24页!

总之，以提高电能利用率为核心的新一轮铝电解科技创新正在蓬勃兴起，研究思路正在不断开阔，研究成果正在不断显现。可以预测，通过这一轮新的科技创新，铝电解的电耗有可能降低2000kwh以上。过去，我们花了将近三十年的时间，跟踪国际新近技术，通过消化创新，发展了中国式的大型预焙槽技术，实现了节能2000-3000kwh的目标。而这一轮创新，完全是我们中国科技工作者研究发展起来的，这是我们中国对世界铝电解工业的贡献。25钮因健_大力推进电解铝工业第二次科技创新共27页，您现在浏览的是第25页!摆脱目前电解铝工业的困境，只能依靠科技进步！现有生产金属铝的熔盐电解工艺已是百年经典工艺，继续技术进步的方向就是努力提高