鋁電解迭代新技術在魏橋創業集團研發成功
2023年08月31日 10:11 24294次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 鋁資訊 作者： 劉京青
本報訊（記者劉京青） 節能、降碳、延壽和環保，被業內譽為目前全球鋁電解領域一項全新的迭代技術“橫空出世”。8月10日，“鋁電解一體化銅炭復合陰極技術開發及應用”項目評價會在山東魏橋創業集團有限公司召開。
中國有色金屬工業協會黨委常委、常務副會長、中國有色金屬學會理事長、教授級高工賈明星主持評價會，山東魏橋創業集團有限公司董事長張波致歡迎辭，中國工程院院士邱定蕃、桂衛華分別作為評價會組長、副組長視頻參會，中南大學校長助理、教授李劼，東北大學教授王兆文，貴州現代工業工程技術研究院院長劉海石，新疆天山鋁業有限公司副總經理趙慶云，中國有色金屬工業協會科技部主任張龍，山東宏拓實業有限公司副總經理崔石磊，東北大學設計研究院（有限公司）名譽院長呂定雄、院長楊青辰，TOKAI COBEX GmbH公司中國區總經理李金權，中國有色金屬建設股份有限公司總經理秦軍滿出席評價會；山東魏橋創業集團執行董事、副總經理、山東宏拓實業有限公司總經理楊叢森致答謝辭；東北大學設計院副院長班允剛做項目介紹。
張波在致辭中表示，創新是魏橋創業集團固有的特質。自2014年公司投運全球首條600kA電解系列生產線以來，不斷與合作單位一道進行新工藝、新技術的創新嘗試，實現了一定突破。在降碳、減排、節能、提效等領域成效顯著，創造了良好的經濟和社會效益，對助力國家“雙碳”目標實現，促進行業高質量發展發揮著積極作用。他表示，創新永遠在路上，此次科技成果評價會是魏橋創業集團發展新的起點。魏橋創業集團將持續開展鋁電解新技術、新工藝的探索，充分運用AI、數字化、信息化技術，加快打造鋁電解智慧工廠，引領行業發展。希望行業協會、專家學者提出指導性的意見建議。
鋁電解一體化銅炭復合陰極技術究竟有多強？與會專家通過考察魏橋創業集團600kA鋁電解生產現場和智能控制系統、聽取項目技術報告、質詢交流討論，一致認定：該項目是目前全球鋁電解領域一項全新的迭代技術，在節能、降碳、延壽和環保方面優勢突出，促進了鋁行業科技進步，提高了鋁電解核心技術的國際競爭力。該項目成果在魏橋創業集團生產線應用以來，年節電108kWh，節約標準煤4萬噸，減排CO210萬噸，減少固廢1300噸，每年可實現節電效益5012萬元，增產效益5315萬元，延壽效益2279萬元，其他效益713萬元，年經濟效益合計13319萬元，經濟和社會效益顯著，該項目整體技術達到國際領先水平，建議加快推廣應用。
與會的院士、專家認為，該項目首創采用全銅導電棒，與陰極炭塊采用冷態精密裝配方式，開發了防滲碳和抗腐蝕一體化銅炭復合陰極，降低了導電棒和鋁液之間的電阻差，均化了鋁液電流分布，降低了水平電流，提高了磁流體穩定性，實現了大容量鋁電解槽在更低電壓下穩定運行；開發了一體化銅炭復合陰極電流分布均化技術，降低了陰極電流密度集中度，減緩電化學腐蝕速率，具備大幅延長電解槽壽命的條件；針對一體化銅炭復合陰極，建立了對內襯保溫材料升級及熱平衡匹配優化設計方法，實現了“低熱損、慢衰減”和良好的熱平衡狀態；建立了與銅炭復合陰極技術特點相適宜的標準化生產工藝技術標準。技術創新程度高。
從技術經濟指標看，該技術實現了陰極電壓降150mV，鋁液水平電流同比降低70%，槽工作電壓3.86V~3.89V，平均電流效率94.2%，鋁液直流電耗12242kWh/t·Al。技術經濟指標先進。
該項目采用數值模擬方法研究揭示了陰極及導電棒應力應變、界面穩定和低電壓能量平衡等機理，開發了一體化銅炭復合陰極技術，降低了界面接觸壓降，提高了陰極導電性能，均化了鋁液電流分布，大幅降低了水平電流，解決了超大容量鋁電解槽磁流體穩定空間小、槽壽命短，以及低電壓熱平衡匹配等一系列技術難題。技術難度大，復雜程度高。
該項目自2016年7月陸續應用于鄒平匯盛、鄒平宏正、云南宏泰和云南宏合400kA和600kA生產線，截至2023年7月底，累計應用104臺，電解槽長期運行平穩、高效，技術重現性好，成熟度高。
據楊青辰介紹，鋁電解一體化銅炭復合陰極技術由山東魏橋創業集團所屬山東宏拓實業有限公司、東北大學設計研究院（有限公司）、德國TOKAI COBEX GmbH公司、中國有色金屬建設股份有限公司聯合研發。項目緊緊圍繞國家“雙碳”目標和高能耗產業政策的要求，最早于2016年開始在魏橋創業集團進入試驗階段，從最初的兩臺電解槽到10臺電解槽，逐步擴大到現在的100多臺電解槽，花費了7年時間。他告訴記者，之所以耗時7年，目的是拉長時間周期，以驗證技術的安全性、穩定性和可靠性。通過分析魏橋集團內部400kA和600kA槽型的生產數據，600kA槽型上取得了最好的節能效果。目前該技術已經非常成熟，在行業內有很強的示范作用。在節能降碳的大背景下，其市場前景廣闊。
賈明星告訴記者：“600kA電解槽有了鋁電解一體化銅炭復合陰極這項最新的迭代技術加持，可謂是‘又大又強’，魏橋創業集團堅持創新發展，舍得投入，勇于擔當，為行業節能降碳貢獻自己的力量。”
責任編輯：王慧
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