铝电解迭代新技术在魏桥创业集团研发成功

      节能、降碳、延寿和环保，被业内誉为目前全球铝电解领域一项全新的迭代技术“横空出世”。8月10日，“铝电解一体化铜炭复合阴极技术开发及应用”项目评价会在山东魏桥创业集团有限公司召开。

　　中国有色金属工业协会党委常委、常务副会长、中国有色金属学会理事长、教授级高工贾明星主持评价会，山东魏桥创业集团有限公司董事长张波致欢迎辞，中国工程院院士邱定蕃、桂卫华分别作为评价会组长、副组长视频参会，中南大学校长助理、教授李劼，东北大学教授王兆文，贵州现代工业工程技术研究院院长刘海石，新疆天山铝业有限公司副总经理赵庆云，中国有色金属工业协会科技部主任张龙，山东宏拓实业有限公司副总经理崔石磊，东北大学设计研究院（有限公司）名誉院长吕定雄、院长杨青辰，TOKAI COBEX GmbH公司中国区总经理李金权，中国有色金属建设股份有限公司总经理秦军满出席评价会；山东魏桥创业集团执行董事、副总经理、山东宏拓实业有限公司总经理杨丛森致答谢辞；东北大学设计院副院长班允刚做项目介绍。

　　张波在致辞中表示，创新是魏桥创业集团固有的特质。自2014年公司投运全球首条600kA电解系列生产线以来，不断与合作单位一道进行新工艺、新技术的创新尝试，实现了一定突破。在降碳、减排、节能、提效等领域成效显著，创造了良好的经济和社会效益，对助力国家“双碳”目标实现，促进行业高质量发展发挥着积极作用。他表示，创新永远在路上，此次科技成果评价会是魏桥创业集团发展新的起点。魏桥创业集团将持续开展铝电解新技术、新工艺的探索，充分运用AI、数字化、信息化技术，加快打造铝电解智慧工厂，引领行业发展。希望行业协会、专家学者提出指导性的意见建议。

　　铝电解一体化铜炭复合阴极技术究竟有多强？与会专家通过考察魏桥创业集团600kA铝电解生产现场和智能控制系统、听取项目技术报告、质询交流讨论，一致认定：该项目是目前全球铝电解领域一项全新的迭代技术，在节能、降碳、延寿和环保方面优势突出，促进了铝行业科技进步，提高了铝电解核心技术的国际竞争力。该项目成果在魏桥创业集团生产线应用以来，年节电108kWh，节约标准煤4万吨，减排CO210万吨，减少固废1300吨，每年可实现节电效益5012万元，增产效益5315万元，延寿效益2279万元，其他效益713万元，年经济效益合计13319万元，经济和社会效益显著，该项目整体技术达到国际领先水平，建议加快推广应用。

　　与会的院士、专家认为，该项目首创采用全铜导电棒，与阴极炭块采用冷态精密装配方式，开发了防渗碳和抗腐蚀一体化铜炭复合阴极，降低了导电棒和铝液之间的电阻差，均化了铝液电流分布，降低了水平电流，提高了磁流体稳定性，实现了大容量铝电解槽在更低电压下稳定运行；开发了一体化铜炭复合阴极电流分布均化技术，降低了阴极电流密度集中度，减缓电化学腐蚀速率，具备大幅延长电解槽寿命的条件；针对一体化铜炭复合阴极，建立了对内衬保温材料升级及热平衡匹配优化设计方法，实现了“低热损、慢衰减”和良好的热平衡状态；建立了与铜炭复合阴极技术特点相适宜的标准化生产工艺技术标准。技术创新程度高。

　　从技术经济指标看，该技术实现了阴极电压降150mV，铝液水平电流同比降低70%，槽工作电压3.86V~3.89V，平均电流效率94.2%，铝液直流电耗12242kWh/t·Al。技术经济指标先进。

　　该项目采用数值模拟方法研究揭示了阴极及导电棒应力应变、界面稳定和低电压能量平衡等机理，开发了一体化铜炭复合阴极技术，降低了界面接触压降，提高了阴极导电性能，均化了铝液电流分布，大幅降低了水平电流，解决了超大容量铝电解槽磁流体稳定空间小、槽寿命短，以及低电压热平衡匹配等一系列技术难题。技术难度大，复杂程度高。

　　该项目自2016年7月陆续应用于邹平汇盛、邹平宏正、云南宏泰和云南宏合400kA和600kA生产线，截至2023年7月底，累计应用104台，电解槽长期运行平稳、高效，技术重现性好，成熟度高。

　　据杨青辰介绍，铝电解一体化铜炭复合阴极技术由山东魏桥创业集团所属山东宏拓实业有限公司、东北大学设计研究院（有限公司）、德国TOKAI COBEX GmbH公司、中国有色金属建设股份有限公司联合研发。项目紧紧围绕国家“双碳”目标和高能耗产业政策的要求，最早于2016年开始在魏桥创业集团进入试验阶段，从最初的两台电解槽到10台电解槽，逐步扩大到现在的100多台电解槽，花费了7年时间。他告诉记者，之所以耗时7年，目的是拉长时间周期，以验证技术的安全性、稳定性和可靠性。通过分析魏桥集团内部400kA和600kA槽型的生产数据，600kA槽型上取得了最好的节能效果。目前该技术已经非常成熟，在行业内有很强的示范作用。在节能降碳的大背景下，其市场前景广阔。

　　贾明星告诉记者：“600kA电解槽有了铝电解一体化铜炭复合阴极这项最新的迭代技术加持，可谓是‘又大又强’，魏桥创业集团坚持创新发展，舍得投入，勇于担当，为行业节能降碳贡献自己的力量。”