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前  言
    今年以來(lái)，國(guó)家連續(xù)出臺(tái)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(guò)熱勢(shì)頭。加上氧化鋁供應(yīng)短缺價(jià)格居高不下，近期爆發(fā)的能源危機(jī)導(dǎo)致電價(jià)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(duì)于正處于發(fā)展巔峰的電解鋁工業(yè)來(lái)說(shuō)不亞于一場(chǎng)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(rùn)縮水，相當(dāng)一部分企業(yè)出現(xiàn)虧損，據(jù)報(bào)道目前全國(guó)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(guó)電解鋁工業(yè)自建國(guó)以來(lái)經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，已逐步由電解鋁的純進(jìn)口國(guó)變?yōu)槭澜绲谝淮螽a(chǎn)鋁國(guó)。但是，由于我國(guó)鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，氧化鋁供應(yīng)嚴(yán)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(guó)電解鋁生產(chǎn)用電問(wèn)題一直是困擾電解鋁企業(yè)的難題，近年來(lái)雖然一些企業(yè)實(shí)現(xiàn)了鋁電聯(lián)營(yíng)，但對(duì)大多數(shù)企業(yè)用電問(wèn)題并未能很好解決，因此電解鋁企業(yè)在這場(chǎng)風(fēng)暴面前顯得異常脆弱。
    20世紀(jì)80年代以來(lái)，在跟蹤國(guó)際超大型預(yù)焙鋁電解技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，我國(guó)在容量鋁電解槽開(kāi)發(fā)取得了一系列成果，使我國(guó)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(jìn)行列，行業(yè)內(nèi)對(duì)鋁電解技術(shù)今后的發(fā)展己沒(méi)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(rèn)為：雖然我國(guó)開(kāi)發(fā)成功了300KA級(jí)特大容量電解槽技術(shù)，并迅速推廣應(yīng)用，但由于我們?cè)诟檱?guó)際電解鋁技術(shù)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展這一特點(diǎn)，大型槽技術(shù)尚未經(jīng)過(guò)生產(chǎn)過(guò)程的逐步完善的過(guò)程，在生產(chǎn)實(shí)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(wèn)題，與國(guó)際水平仍有較大差距。
    十六大提出了“實(shí)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(jìn)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(guó)家宏觀調(diào)控的重點(diǎn)，只有不斷采用新裝備，開(kāi)展以節(jié)能為中心的技術(shù)開(kāi)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(zhǎng)久地生存和發(fā)展。
1、我國(guó)鋁電解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    我國(guó)鋁電解技術(shù)自70年代末引進(jìn)160KA中間下料預(yù)焙槽技術(shù)之后，從消化國(guó)外技術(shù)開(kāi)始，揭開(kāi)了我國(guó)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(guò)程控制及配套技術(shù)等方面展開(kāi)了廣泛深入的研究工作。九十年代以來(lái)，在基礎(chǔ)理論、大型鋁電解槽開(kāi)發(fā)以及工程應(yīng)用取得了一系列成果，開(kāi)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(jìn)步令人注目。大容量電解槽的開(kāi)發(fā)，使我國(guó)鋁電解技術(shù)總體上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，電解鋁工業(yè)的面貌發(fā)生了根本的改變。
    --實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)差。由于開(kāi)發(fā)時(shí)間短，對(duì)我國(guó)大型鋁電解槽在生產(chǎn)領(lǐng)域的深層次開(kāi)發(fā)明顯不足，致使實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)的生產(chǎn)指標(biāo)與國(guó)際先進(jìn)水平還有較大差距。見(jiàn)表1。
表1    我國(guó)300KA級(jí)鋁電解槽技術(shù)指標(biāo)與國(guó)際先進(jìn)水平對(duì)比
國(guó)  別 項(xiàng)  目 國(guó)  內(nèi) 國(guó)  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(yáng)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(fù)荷、小電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行，安全隱患多。鋁電聯(lián)營(yíng)是我國(guó)電解鋁企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)之一，但同時(shí)在技術(shù)上也存在相應(yīng)的問(wèn)題。由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大（一個(gè)系列產(chǎn)能可達(dá)20萬(wàn)噸以上），巨大的用電負(fù)荷集中在一個(gè)生產(chǎn)系列上（一般達(dá)40萬(wàn)KW以上），電解系列生產(chǎn)的任何波動(dòng)都會(huì)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(duì)陰極破損機(jī)理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施，電解槽難以達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，早期破損率高。影響我國(guó)大型槽槽壽命的問(wèn)題除了我國(guó)普遍認(rèn)為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外，電解槽的設(shè)計(jì)、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問(wèn)題。導(dǎo)致這些問(wèn)題的深層次原因是，我國(guó)尚缺乏對(duì)鋁電解槽破損（常稱為陰極破損）機(jī)理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”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(kuò)大，槽壽命問(wèn)題就更加突出。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
    --缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)操作技術(shù)，作業(yè)成本高。我國(guó)300KA級(jí)的特大型預(yù)焙鋁電解槽投入工業(yè)應(yīng)用的時(shí)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(yàn)（這些經(jīng)驗(yàn)也有很大局限性）。焙燒啟動(dòng)過(guò)程中電流分布不均的問(wèn)題更突出且焙燒啟動(dòng)過(guò)程中的能耗大；投入運(yùn)行后電解槽的物理場(chǎng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、流場(chǎng)）容易波動(dòng)，熱平衡的維持較困難；槽電阻極易受外界的干擾而波動(dòng)，陽(yáng)極效應(yīng)發(fā)生后熄滅困難，且由于電解槽<