400kA特大型预焙电解槽节能工艺技术研究项目

400kA特大型预焙电解槽节能工艺技术研究项目

汇报材料

一、项目研发的主要内容

400kA特大型预焙铝电解槽代表着我国电解铝技术设计的最高水平，是电解铝行业发展的方向。本项目通过对神火铝业公司400kA 铝电解生产工艺控制探索与实践，在取得最佳的电解质温度、初晶温度和过热度条件下，实现提高电流效率、降低槽电压，从而实现电解槽平稳运行,达到节能降耗的目的。

二、项目研发的意义

有色金属工业中长期科技发展规划（2006—2020年）指出：“今后15年，有色金属工业持续发展，必须坚持节能优先，降低单位产品能耗，遏制能源消耗总量增长过快，努力推进结构节能、技术节能、能源转换和梯级利用。”电解铝占有色行业总能耗的75%，属于耗能大户，负有重大的节能责任。鉴于电解铝的生产以消耗大量的能源（电能）和原材料（炭素材料）为前提，降低电解成本实际上就是降低电解生产的电耗和原材料消耗，其中尤其是电耗，在吨铝成本上占很大比率。近几年我国电解铝企业吨铝单耗在不断降低，有的企业已经达到或超过了国际先进铝企业的水平，但是，我国铝电解节能潜力仍然很大：首先是我国各生产企业之间的综合电耗差距大，接近2000kWh/t-Al；其次是电解铝生产的理论能耗为6330kWh/t-Al，即使均达到最好的13826kWh/t-Al指标，其能量利用效率仍不足50%，我

国铝工业科技和生产技术人员，经过长期的技术创新和生产实践，已摸索出了许多电解铝工业节能降耗的有效途径，对将电解铝生产能耗降低到13500kWh/t-Al以下，具有坚定的信心。目前,我公司的电解铝行业吨铝交流电耗为14000kWh/t，我公司400kA特大型预焙铝电解槽代表着我国电解铝技术设计的最高水平，是电解铝行业发展的方向，其单位产品能耗指标达到国内先进水平。本项目主要研究在最佳的电解质温度、初晶温度、过热度控制，以及过程工序、工艺下，实现吨铝交流电耗13700kWh/t以下目标，不但对企业具有直接的经济效益，而且对控制环境恶化，建立资源节约型、环境友好型社会发挥应有的作用，并且对铝行业发展进步发挥重大的引领作用。三、项目的主要目标：

目前吨铝可比交流电单耗14000kWh，项目实施后吨铝可比交流电耗达到13700kWh以下,吨铝节电300 kWh。

四、方案及措施：

1、与中南大学一起根据400KA槽况，对现有的槽控机进行升级改造，安装先进电解槽控制软件系统,实现控制系统稳定和优化。

2、实施冶炼过程技术参数的在线检测与监视，实现生产技术参数网络信息共享和即时控制，在参与生产管理的所有岗位，建立信息共享平台使生产始终处于受控状态，迅速消除产生的偏差。

3、增加稳流控制系统，实现电流供应平稳，稳定电解槽生产，提高电流效率。

4、采用底掌开槽阳极，减少效应发生和效应分摊电压，降低吨

铝电耗。

5、对现有技术参数加以优化：①稳定电解质水平，适度提高铝水平，增加槽底部散热，降低槽温。电解质保持在19～21cm，铝水平保持在24～26cm。②保持适度分子比，控制稳定的电解质初晶温度。分子比保持2.3—2.5。③延长效应间隔，降低效应系数，实施“零效应管理”。效应间隔根据电解槽运行状况延长，效应系数控制在0.02次/槽.日以下，效应时间控制在60秒以下。④降低电解槽设定电压，范围保持在3.95～4.0 V。

6、通过改进工作质量，降低阳极导杆与水平大母线接触面压降；紧固立柱母线压接点，减少无功电耗。

7、改善磷生铁成分，降低铁—碳接触电压。

8、采用优质低电阻阳极预焙块。

五、技术关键：

1、结合本厂实际使用先进企业的槽控机系统控制软件。

2、稳流控制系统稳流能力是电解生产是否稳定高效的物质条件。稳流能力强，系列存在多个效应时电流不受影响，电流效率高、电耗低。

3、探索工艺技术参数最佳配置。电解生产的各个工艺技术参数之间相互影响，通过摸索、研究找出最优工艺参数设定范围。

六、技术路线：

使用先进计算机控制软件（中南大学协作）→技术参数在线检测与监视（中南大学协作）→提高工作质量(各项操作)→降低无功电压

（立柱母线接点、阳极导杆接触面、铁碳压降、阳极压降等）→优化工艺技术参数→增加稳流控制系统→适时强化电流1—3%。

七、项目实施的经济、社会和环境预期效益

400kA铝电解系列是全国最先进的铝电解系列，是铝电解技术发展的方向，研究并开发其工艺控制和节能技术，具有相当重要的意义。目前我公司400KA电解系列，吨铝可比交流电单耗较高（在14000 kWh/t-Al左右），产量约（25万吨/年），降低电耗对企业效益将产生十分积极的作用。项目实施后：1、预计提高电流效率1—1.5%；2、吨铝电耗降低300kWh/t，节约成本0.41×300×250000=3075万元(外购电价0.41元/kWh) 。本项目实施不会对环境产生不利影响，相反还会因为电流效率提高，减少有害气体HF、CF4等温室气体的排放量，符合清洁生产的发展需要，所以说些项目的实施无论是对减少资源、能源的消耗，还是对环境的保护都会产生深远的影响。