高效低耗长寿命铝电解槽的综合技术开发与应用

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铝电解的节能降耗措施及节能产品的应用

智能制造数码世界 P.258铝电解的节能降耗措施及节能产品的应用张世全黄河鑫业有限公司摘要：通过生产实践，对铝电解生产制定出工艺及动力节能降耗措施，本文主要针对工艺方面采用新技术、降低电解槽平均电压，动力方面采取有效措施控制混合炉铝液温度，从而达到节能降耗，提高企业经济效益的目的。

关键词：公路建设机械设计自动化1、概述电解铝是用电大户，电耗占吨铝成本的40％左右，如果做好电解工艺和动力用电方面的节能降耗工作，降低吨铝综合交流电耗可有效提高公司的经济效益。

该厂开展多种形式的节能宣传活动，以科学发展观为指导，以提高和优化能源利用率为目标，按照“减量化、再利用、资源化”的原则，实现以尽可能少的能源消耗和尽可能小的环境代价，获取尽可能大的经济和社会效益，建设资源节约型和环境友好型社会，坚持技术创新、技术改造节能与技术管理节能并重的原则，加大技术创新、技术改造节能的投入力度，强化技术管理节能为主的节能战略。

为此该厂特成立节能规划领导小组，制定《能源标准量化管理实施细则》，强化管理，使广大员工清楚地认识到能源的重要性，抓好、管好能源的利用，以实现可持续发展为目标，创建节约型企业。

2、工艺节电措施工业铝电解槽吨铝的直流电单耗，与电解槽的平均电压和电流效率两个因素有密切关系，电流效率的提高哪怕是1％也是相当困难，因此我们主要从降低平均电压进行挖潜来降低电解生产过程中的电能消耗，我们目前主要采取的措施是通过保持合理的工艺技术条件，使槽况平稳，加强日常操作质量，同时优化改进电解槽计算机控制参数。

继续加强节能降耗工作，要做好工艺节电工作，主要是降低电解槽平均电压，应从以下几个方面挖掘潜力，寻求可节电的空间：2.1降低线路压降（1）提高操作质量，严肃工艺纪律，降低卡具压降、端头压降、短路口压降和炉底压降。

使用导杆清洗剂，降低导杆和阳极垫板接触压降；使用阳极钢爪保护炭环，降低阳极钢－炭接触压降。

卡具压降≤8mv；垫板压降≤4mv；短路口压降≤30mv；端头压降A 侧≤18mv、B 侧≤5mv。

全石墨化阴极铝电解槽生产技术及实践

热冲击（冲击电压控制要求＜ 3.5V），因此做好电解槽装槽
物料的匹配就显得非常重要。
表 2 某企业采取的电解槽焙烧启动装炉材料表
项目冰晶石碳酸钠破碎覆盖料氟化钙电解质粉液体电解质
单位 T T T T T T
装炉 8 3 — 0.5 20 —
交流电万度 —
焦粒料石墨碎阳极组
T 0.8-1.0
阳极吊装合格后，需要进行物料装炉。某企业采区“半空心混合料装炉法”，也是作者提倡的做法。即阳极挂好后，首先在阳极中缝铺设 100mm~150mm 冰晶石，同时将装槽用 0.5t 氟化钙均匀铺撒在电解槽周围伸腿表面。再就是利用电解质块在阳极间缝上表面和外立面砌筑堰墙，用 50mm 厚的硅钙板封堵阳极中缝上表面，在阳极上表面和槽周边填充电解质和碳酸钠混合料至阳极上表面 100mm 处。根据情况可继续在混合料上添加 3~5t 电解质粉作保温料保温。这种“半空心混合料装炉法”，一是避免电解槽阴极在焙烧过程中由于中间空而高温氧化；二是确保启动时灌入液体电解质很快充满炉膛；三是在阳极间缝、中缝、阴极表面形成热流通空间，保证焙烧温度均匀；四是整个阳极和阴极在混合物料的保温空间内，均匀受热而防止了阳极和阴极表面氧化及热损失。 2.4 两端分流技术
阴极及配套内衬技术，具有高稳定性、低能耗、长健康槽寿命的技术特点，其技术优势主要在于低炉底压降、低水平电流、高磁流体性能和合理的热平衡分布，提供了电解槽长期低能耗稳定运行的基础平台。 1.1 全石墨化阴极组
某公司石墨化阴极组电解槽技术采用新式石墨化浇铸复合阴极技术优化阴极组结构，使用生铁浇铸替换传统的炭糊扎固连接形式，同时优化钢棒及钢棒槽截面（见图 1），降低铝液中水平电流和炉底压降，提高电解槽磁流体稳定性，从而降低电解槽运行压降，达到节能降耗的目的。

铝电解槽生产技术条件与工艺技术应用研究

铝电解槽生产技术条件与工艺技术应用研究摘要：本论文对铝电解槽生产技术条件与工艺技术应用进行深入研究。

首先介绍铝电解槽的工作原理和重要性，随后探讨铝电解槽生产中的关键技术条件，包括温度、电流密度、电解质、搅拌等。

接着，重点分析铝电解槽的工艺技术应用，包括自动化控制、新型电解质材料、节能减排技术等。

最后，总结现有研究成果，并展望未来铝电解槽技术的发展方向。

关键词：铝电解槽；生产技术条件；工艺技术应用；引言：铝电解槽作为铝生产的关键装置，在现代工业中占据着至关重要的地位。

铝是一种广泛应用的轻质金属，具有良好的导电性和导热性，被广泛用于建筑、汽车、航空航天、电子等领域。

而铝电解槽作为铝电解生产的核心设备，其稳定运行和高效生产对于保障工业供应、提高铝产量和质量至关重要。

一、铝电解槽工作原理铝电解槽是铝电解生产的核心设备，其工作原理和生产技术条件对于保障铝生产的效率和质量至关重要。

铝电解槽是一种电解池，用于从铝矿石中提取铝金属。

其基本工作原理是利用电解作用将氧化铝还原为金属铝。

在铝电解槽中，一侧设有铝矿石的还原区（称为阴极区），另一侧设有氧化区（称为阳极区）。

两个区域之间通过电解液（通常为熔融的氟化铝盐）进行电解反应。

在电解过程中。

阴极区的还原反应发生如下：2Al2O3(l) + 3C(s) → 4Al(l) + 3CO2(g)。

在这个反应中，氧化铝（Al2O3）被还原为铝金属（Al），而碳（C）被氧化为二氧化碳（CO2）。

铝金属会在阴极上析出，并随着时间推移逐渐积累。

同时，二氧化碳会从电解槽中排出。

在阳极区，氧化反应发生如下：6C(s) +3CO2(g) → 3CO(g)。

在这个反应中，碳（C）被氧化为一氧化碳（CO），并以气体形式从电解槽中释放出去。

二、影响生产的关键技术条件铝电解槽的生产效率和质量受到多种技术条件的影响，以下是一些关键技术条件的详细论述。

2.1 温度控制电解过程需要在高温条件下进行，通常在700°C至1000°C之间。

延长预焙铝电解槽寿命的技术方案和对策

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良好．无发现礁损现象如Ｏ０—２３年停能略形成坚固的炉帮，更为主要的是其（３￣措几平均为铝液焙烧槽．停槽槽龄较低。鞍高的槽温减少钠对阴投嶷块的侵蚀渗２００５年三系列采用了混合料焙烧方法，是透从而减少朋授炭块因钠的吸收局部将煅后焦、石墨粉按一定比侧混合作为焙膨ｌ而产生内应力，这为电解榷使嗣寿ｊ长
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命的延长起了关键性作用２３２．３艺技术条件的优化保持

浅谈铝电解生产的高效节能和环保

浅谈铝电解生产的高效节能和环保当前，国内的铝电解技术其总体效果已经达到国际化水准，可是中国在电解槽内衬应力规划、热平衡规划以及电解制造管理措施方面，同国际先进水平比较，还存在较大的差距。

中国铝电解槽提高产率的潜能比较大，随着国内铝电解技术的日益发展，这个潜力将会慢慢发挥出来，变成国内原铝产能不断增长的关键途径。

标签：铝电解技术；高效；绿色；节能；措施；探析铝电解制造属于高能耗产业，伴随铝电解产业的制造技术不断完成，在当前重大预焙操，电解铝中直流电耗以减少为13000kW·h/t上下，可是相较于理论电耗依旧相差许多，能源使用率很低。

所以，节能减排依旧是当前铝工业的重要研究内容。

再加上资源和能源成本的提高，和对环保要求的日益提升，节能环保理论自然就变成了铝电解工业制造技术控制的焦点。

1.电能效率测算和减少电单耗措施能量效率=（理论电耗÷具体电耗）×100%，假定电解槽电流性能是I，平均电压是V，电流效率是r，理论最小电压是V1，电解时间是t，那么：电能效率=（V1×I×t/V×I×r）×100%=（V1/V×r）×100%由此不难发现：在特定环境下V1是固定的，电能效率和平均电压属于反比凡茜，和电流效率为正比关系。

可以看出，铝电解中电耗的决定因素是电解槽内的平均电压与电流效率。

所以，减少平均电压和提升电流效率均可以实现降低能耗的目标。

2.环保措施近些年，全球各个铝业单位均十分關注环保，采用了许多措施降低铝电解环节出现的温室、有害以及含尘气体对环境的影响，其主要措施是：（1）提升集气率；（2）减小阳极效应指标。

当前，全球先进效果已经减小到了0.01-0.04个/（槽·日），最终目标是0；（3）减少阳极效应时段。

当前全球先进效果阳极效应时段平均时间不大于10s；（4）减少换极时段，提升换极智能化水平；（5）电解槽没有效应开启。

电解槽低电压和低效应工作方案(报送稿)

兰州铝业股份有限公司降低电解槽电压和效应系数、缩短效应时间工作实施方案根据中铝公司和我公司节能降耗工作要求，进一步提高我公司电解系列的技术经济指标，降低电解槽电耗，是当前公司生产管理的一项重要工作，而目前开展降低电解槽电压和效应系数的试验具有重要意义。

电解槽工作电压的降低不是单纯地降低极距，而是通过提高电解质的导电率、阴阳极导电性和降低各部分接触压降和降低阳极效应系数和缩短效应时间来实现的，所以这是一个全公司各个工序都应提高自己工作质量的综合工程：包括阳极的质量、导杆修复质量、钢爪修复质量、磷生铁浇铸质量、焊接质量、大修筑炉质量、阴极块的质量、阴极块和阴极棒的连接质量、氧化铝的下料量、氧化铝的质量、打击头的修复、阳极换极质量、导杆与母线的压接质量、供风质量等。

一、成立公司领导小组1、由电解二厂、生产运行部、质量监督部、机修厂、炭素厂和技术中心共同组建。

任务是：计划、实施、现场测试和现场执行。

在电解二厂建立现场测试组。

2、领导小组组长：肖伟峰副组长：杜立中组员：范爱民、郭兰江、肇玉卿、刘连会、杨保仲、马永国、陆惠国、崔亚东、李兴虎、魏世湖、杨青、李美、谷文明、张扬等工程技术人员及相关部门、分厂的操作人员二、降低阳极效应系数工作的实施依据与生产过程管理1、阳极效应发生的主要原因：氧化铝供给不足（下料量偏低）；电解质溶解氧化铝能力偏差（温度低、过热度低、电解质成分不合适）；电解质传质能力不足（电解质发粘）。

2、发生阳极效应产生的不良影响：发生阳极效应时排放大量温室气体；造成电解槽温度和电解质成分的波动；降低电流效率；增加能耗和氟盐消耗。

3、当前国内阳极效应系数高的主要原因：工艺上人为等待效应；氧化铝输送及下料故障或不准确；控制模型不适应；氧化铝质量不稳定；阳极质量问题；工艺条件问题；限电或供电不足。

4、在条件许可的情况下，选用易于溶解的砂状氧化铝，并且尽量稳定控制－325目的氧化铝在一定范围内，同时提高阳极质量，对于促进氧化铝与熔盐电解质的反应效率有很大帮助，减少了阳极效应产生的几率。

铝电解槽综合节能技术的开发与应用

铝电解槽综合节能技术的开发与应用发布时间：2022-04-27T13:35:07.180Z 来源：《中国科技信息》2022年33卷第1期作者：何新光[导读] 现代铝电解槽生产热效率一般只有50%何新光新疆众和股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830013摘要：现代铝电解槽生产热效率一般只有50%，大约有50%的热量散失于周围环境和被烟气带走。

其中一部分热量是通过槽四周和阳极上部以辐射、对流的方式损失掉，并且大量的高温空气排放入大气中也是一种能源浪费和热污染。

当代铝电解技术发展的方向是向着“低极距、节能减排”的技术方向发展。

研究开发保温型铝电解槽，降低电解槽热量损失是实现电解生产节能减排的重要手段。

本文结合生产实践，对铝电解综合节能技术进行分析和探讨。

关键词：铝电解槽；节能技术；开发；应用；引言在铝电解生产过程中，碳素阳极可作为导体，将直流电导入电解槽，也可作为基本原料，参与电化学反应。

随着电化学反应的进行，阳极被不断消耗，因此需要定期更换阳极。

但是，每次更换阳极都是对电解槽的一次干扰，更换阳极后电解槽物料和能量平衡遭到破坏、电流分布发生变化，并且在操作过程中搅动铝液加速了铝的二次反应，降低电流效率;另外，如果操作不规范，壳面块打捞不干净，还会造成阳极长包甚至发生滚铝事故等。

1电解槽保温节能技术研讨开发保温型铝电解槽，减少电解槽热损失，实现铝电解槽在低电压下稳定高效运行是目前全球铝行业的发展趋向，特别是在当前电价居高不下，能源极度紧张的情况下，各企业纷纷研究开发应用各种保温技术，降低铝电解槽散热量，从而实现最大限度降低吨铝电耗，降低生产成本。

因此，加强铝电解生产保温技术的研究开发及应用，实现低耗、经济、环保生产，具有非常重要的意义。

传统散热型铝电解槽散热比例如图1所示，从图1中可以看出要减弱铝电解槽散热，提高能量利用率，必须加强铝电解槽槽上部和侧部保温。

针对400kA 大型预焙电解槽散热情况及生产工艺配置情况综合分析后，研究开发了节能型新型铝电解槽结构及新型保温型槽罩，使电解槽由“散热型”向“保温型”转变，提高了电解槽能量利用率，延长了槽寿命，改善了作业环境，降低了企业生产成本，实现铝电解槽低耗、低排、低成本及长寿运行。

降低铝电解槽电能消耗措施的探讨

降低铝电解槽电能消耗措施的探讨摘要：一直以来，工业铝电解槽的电能消耗都是与槽电压与电流效率两种因素紧密相关的，因此可通过控制槽电压的方式，逐步实现提升电流效率与控制电耗的目的。

本文首先分析了降低电解槽平均电压的有效措施和方法，继而提出了有关铝电解槽的相关节能技术。

关键词：铝电解槽；电能消耗；措施引言自进入到新世纪之后，我国的工业化进程与地方经济都处于持续性发展的状态中，并且能源的供应也日渐紧张，在此背景下，积极开展节能降耗的工作与寻求相关节能技术已经逐渐成为了电解铝企业目前与之后的首要性工作。

一、降低铝电解槽电压的措施（一）控制阳极压降的措施这一措施所涉及到的内容主要包含如下三点：首先焙烧作用，积极组装相对合格的阳极组块。

其次，在进行上卡具之前，需尽可能将导杆与阳极母线的压接处刷干净，尽可能拧紧卡具，防止卡具压降出现偏高的状况。

最后，看过你只钢炭压降，添加极上保温料，运用AI203，对钢爪-炭块的基础部位进行覆盖，促使Fe-C接触点的温度得到充分提升，极上保温料厚度18厘米左右是相对最适宜的，这对减少电解槽散热量非常有利。

（二）减少阴极电压降的措施降低阴极电压降的重要措施在于控制槽底沉淀与结壳的形成。

令技术条件稳定性得到充分保证，促使电解槽在自适应的状态下保持创建槽底热平衡，提升阴极部分的导电率，在具体生产中控制阴极电压降，从阴极材料的选择、电解槽的砌筑与电解槽的日常管理等角度作为切入点，具体要求如下：首先，选择导电性相对最佳的的阴极炭块，促使阴极电压降降低。

其次，选用半石墨化或者石墨化的阴极炭块，这对降低阴极电压降意义重大。

再其次，在正常生产进行过程中，稳定适宜的技术条件可有效保证炉底压降最低，保证炉底干净，令其不会产生沉淀或者结壳，这也是控制炉底压降的有效措施。

二、新概念节能技术应用近年来，在国内节能减排要求日益严格的环境下，随着电解铝技术的进一步深入开发，自2008年起国内各种节能型电解槽技术发展迅猛。

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２．ＫｕｎｍｉｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ６５００３１，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌｉｆｅａｎｄｒｅｌｉｎｉｎｇｄａｔａｏｆ１８６ｋＡａｎｄ３００ｋＡａｌｕｍｉｎｕｍｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｃｅｌｌ，ｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｃａｔｈｏｄｅｆａｉｌｕｒｅ
ｄａｙｓ．
ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ａｌｕｍｉｎｕｍｅｌｅｃｔｏｌｒｙｓｉｓｃｅｌｌ；ｃｅｌｌｌｉｆｅ；ｃａｔｈｏｄｅｆａｉｌｕｒｅ
１引言
近些年，电解铝行业为了应对不断上涨的能源价格以及愈发沉重的减排压力，创新技术开发非常
ＺＨＡＯＱｕｎ，ＴＩＡＮＹｏｎｇ，ＸＩＥＧａｎｇ（１．ＹｕｎｎａｎＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ６５０２２４，Ｃｈｉｎａ；
介绍了我公司在延长槽寿命方面应用过的技术成果及正在开展和即将开展的科技攻关内容，确定了我公司未来在
延长高效低耗铝电解槽寿命技术攻关的目标：电流效率不低于９４．５％、吨铝直流电耗低于１２１３００ｋＷ・ｈ，电解槽
赵群，田永，谢
昆明
刚
昆明６５０２２４；６５００３１）
（１．云南冶金集团股份有限公司，云南２．昆明冶金研究院，云南
摘
要：通过研究公司１８６ｋＡ和３００ｋＡ铝电解槽寿命与大修数据，系统分析了电解槽阴极破损产生的原因，
平均寿命２５００～２８００ｄ。
关键词：铝电解槽；槽寿命；阴极破损
中图分类号：ＴＦ１１１．５２２文献标识码：Ａ文章编号：１００６－０３０８（２０１３）０６００－３１０３－
ＴｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＨｉｇｈＥｆｉｃｆｉｅｎｃｙ，
ＬｏｗＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ＬｏｎｇＬｉｆｅＡｌｕｍｉｎｍｕＥｌｅｃｔｒｏｌｙ展，延长电解槽寿命
２０１３年ｌ２月
云南冶金
ＹＵＮＮＡＮＭＥＴＡＩ上ＵＲＧＹ
Ｄｅｃ．２０１３
第４２卷第６期（总第２４３期）
Ｖｏｌ，４２．Ｎｏ．６（Ｓｕｍ２４３）
高效低耗长寿命铝电解槽的综合技术开发与应用
ｉｓａｎａｌｙｚｅｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｐａｓｔ，ｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｔｈｅｌｉｆｅｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｅ－ｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｃｅｌｌａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｗｏｒｋｏｎｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｃｅｌｌｌｉｆｅｏｆｏｕｒｃｏｍｐａｎｙｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｉｓｔａｒｇｅｔｉｎｇｔｈａｔｃｕｒｒｅｎｔｅｉｃｆｉｅｎｃｙｉｓｎｏｌｅｓｓｔｈａｎ９４．５％．Ｄ．Ｃ．ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎ１２０００ｋＷｈ／ｔａｎｄａｖｅｒａｇｅｃｅｌｌｌｉｆｅｉｓａｖｅｒａｇｅｃｅｌｌｌｉｆｅｉｓｂｅｔｗｅｅｎ２５００ｄａｙｓａｎｄ２８００