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我國鋁電解技術(shù)發(fā)展方向
河南有色金屬網(wǎng)站 www.duogouba.com 時間:2004-01-01 00:00 來源:
前  言
    今年以來,國家連續(xù)出臺了一系列政策,遏制鋼鐵、電解鋁、水泥等行業(yè)基本建設(shè)投資過熱勢頭。加上氧化鋁供應(yīng)短缺價格居高不下,近期爆發(fā)的能源危機導(dǎo)致電價上漲,及出口退稅率降低等因素的影響,電解鋁企業(yè)四面受敵,這對于正處于發(fā)展巔峰的電解鋁工業(yè)來說不亞于一場風(fēng)暴。工程建設(shè)急劇降溫,企業(yè)生產(chǎn)成本大幅增加,利潤縮水,相當(dāng)一部分企業(yè)出現(xiàn)虧損,據(jù)報道目前全國己有六十家鋁廠處于停產(chǎn)或部分停產(chǎn)狀態(tài),電解鋁企業(yè)陷入前所未有困境。
    我國電解鋁工業(yè)自建國以來經(jīng)歷了50多年的發(fā)展,已逐步由電解鋁的純進口國變?yōu)槭澜绲谝淮螽a(chǎn)鋁國。但是,由于我國鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,氧化鋁供應(yīng)嚴重不足,并且氧化鋁這一電解鋁生產(chǎn)最主要的原料控制在少數(shù)企業(yè)的手中,加上受到電力體制的限制,我國電解鋁生產(chǎn)用電問題一直是困擾電解鋁企業(yè)的難題,近年來雖然一些企業(yè)實現(xiàn)了鋁電聯(lián)營,但對大多數(shù)企業(yè)用電問題并未能很好解決,因此電解鋁企業(yè)在這場風(fēng)暴面前顯得異常脆弱。
    20世紀80年代以來,在跟蹤國際超大型預(yù)焙鋁電解技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,我國在容量鋁電解槽開發(fā)取得了一系列成果,使我國大容量鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域總體技術(shù)水平跨入世界先進行列,行業(yè)內(nèi)對鋁電解技術(shù)今后的發(fā)展己沒有太大的信心,也讓許多鋁電解技術(shù)工作者感到迷茫。作者認為:雖然我國開發(fā)成功了300KA級特大容量電解槽技術(shù),并迅速推廣應(yīng)用,但由于我們在跟蹤國際電解鋁技術(shù)過程中實現(xiàn)了跨越式發(fā)展這一特點,大型槽技術(shù)尚未經(jīng)過生產(chǎn)過程的逐步完善的過程,在生產(chǎn)實用技術(shù)領(lǐng)域缺乏應(yīng)有的技術(shù)積累和支撐,因此仍存在許多突出的技術(shù)問題,與國際水平仍有較大差距。
    十六大提出了“實現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展”的科學(xué)發(fā)展觀,要求企業(yè)依靠科技進步,走新型工業(yè)化道路。高耗能電解鋁企業(yè)屬于資源依賴性的產(chǎn)業(yè),更是目前國家宏觀調(diào)控的重點,只有不斷采用新裝備,開展以節(jié)能為中心的技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新,提升企業(yè)的技術(shù)裝備水平,才能使企業(yè)得到長久地生存和發(fā)展。
1、我國鋁電解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    我國鋁電解技術(shù)自70年代末引進160KA中間下料預(yù)焙槽技術(shù)之后,從消化國外技術(shù)開始,揭開了我國現(xiàn)代鋁電解技術(shù)發(fā)展的序幕,以鋁電解槽熱電磁力特性及磁流體數(shù)學(xué)模型研究為核心,在工藝、材料、過程控制及配套技術(shù)等方面展開了廣泛深入的研究工作。九十年代以來,在基礎(chǔ)理論、大型鋁電解槽開發(fā)以及工程應(yīng)用取得了一系列成果,開發(fā)成功了280、320KA以上的特大型電解槽技術(shù),使鋁工業(yè)的技術(shù)進步令人注目。大容量電解槽的開發(fā),使我國鋁電解技術(shù)總體上達到了國際先進水平,電解鋁工業(yè)的面貌發(fā)生了根本的改變。
    --實際運行指標(biāo)差。由于開發(fā)時間短,對我國大型鋁電解槽在生產(chǎn)領(lǐng)域的深層次開發(fā)明顯不足,致使實際運行指標(biāo)的生產(chǎn)指標(biāo)與國際先進水平還有較大差距。見表1。
表1    我國300KA級鋁電解槽技術(shù)指標(biāo)與國際先進水平對比
國  別 項  目 國  內(nèi) 國  際 
電流效率(%) 92-93 94-96 
電耗(Kwh/t-Al) 13500-13800 13000-13200 
炭素凈耗(kg/t-Al) >450 400 
陽極效應(yīng)系數(shù)(次/日.槽) ≥0.3 <0.1 
槽壽命(天) 1500 2500 
    --多數(shù)在大負荷、小電網(wǎng)環(huán)境下運行,安全隱患多。鋁電聯(lián)營是我國電解鋁企業(yè)發(fā)展的趨勢之一,但同時在技術(shù)上也存在相應(yīng)的問題。由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大(一個系列產(chǎn)能可達20萬噸以上),巨大的用電負荷集中在一個生產(chǎn)系列上(一般達40萬KW以上),電解系列生產(chǎn)的任何波動都會造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響,甚至威脅供電安全。
    --缺乏建立在對陰極破損機理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細設(shè)計”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施,電解槽難以達到設(shè)計壽命,早期破損率高。影響我國大型槽槽壽命的問題除了我國普遍認為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外,電解槽的設(shè)計、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。導(dǎo)致這些問題的深層次原因是,我國尚缺乏對鋁電解槽破損(常稱為陰極破損)機理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎(chǔ)上的“精細設(shè)計”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施。隨著電解槽容量的不斷擴大,槽壽命問題就更加突出。#p#分頁標(biāo)題#e#
    --缺乏先進的生產(chǎn)操作技術(shù),作業(yè)成本高。我國300KA級的特大型預(yù)焙鋁電解槽投入工業(yè)應(yīng)用的時間短。又不能完全照搬以前在大型預(yù)焙槽上的相關(guān)經(jīng)驗(這些經(jīng)驗也有很大局限性)。焙燒啟動過程中電流分布不均的問題更突出且焙燒啟動過程中的能耗大;投入運行后電解槽的物理場(電場、磁場、流場)容易波動,熱平衡的維持較困難;槽電阻極易受外界的干擾而波動,陽極效應(yīng)發(fā)生后熄滅困難,且由于電解槽<
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