铁碳压降“降压” 40万吨铝冶炼规模年净增利润逾5000万元

2013年10月29日 9:51 10330次浏览 来源:   分类: 新技术

  在降低铝电解电耗工作的诸多方案中,降低系统各部位欧姆电阻是最直接、最有效的硬性方法,它与工艺参数、电解工人的操作水平基本不存在关联性,简单易行,无副作用,不需固定资产投资,成本及投入产出比极低。当系统欧姆电阻降低之后,选择降低电耗的技术路线有两条:一是直接降低电解槽设定电压;二是不降低槽电压而使极距自然提高,从而提高电效、降低电耗。两条路线有着异曲同工之妙。
  近年来,阳极系统中的铁碳压降引起科技工作者高度重视,资深铝电解专家张松江曾提出了要将铁碳压降由目前较好水平的130毫伏降低10~20毫伏的大胆设想和目标,并希望降低到80毫伏以下。实践证明,目前铁碳压降为130毫伏的企业,经过创新技术集成开发,完全可以使铁碳压降的控制技术经达60毫伏以下的先进水平。
  在现有技术中,阳极钢爪与阳极碳块的连接均采用磷生铁浇铸方法,这个工艺装备暴露出四方面的先天性不足:一是钢爪材质采用ZG200-400铸钢,耐蚀性差,电阻大;二是钢-碳接触面偏小;三是钢爪腿抵抗电解质冲刷的能力不强,当较高水平的电解质冲刷到碳块上面的钢爪腿时使该部位形成“拉沟”,直径变细,一般以每年减少直径1厘米的速度推进;四是磷生铁浇铸后内部空腔及缝隙较大,直径Φ160毫米钢爪腿浇铸后,每个碳丸处的空隙容积用灌注法试验可灌入50~150毫升的液体,甚至达到200毫升。
  针对导致铁碳压降高的4个缺陷,有4项措施可以解决问题,其中大部分经实践检验切实可行,综合效果明显。一是在解决钢爪电阻大问题上,提出了高导电性阳极钢爪方案,材质选用电阻小的合金钢(郑州经纬科技有限公司用类似材料成功地解决了阴极钢棒导电性差的问题),该方案可降低铁碳压降20毫伏以上。二是在解决铁碳接触面小的问题上,成功地采用了扩大钢爪腿下部直径的方法,且为上细下粗的圆台,类似电杆状,大大增强了钢爪腿与磷铁环结合的稳定性,奇迹般地解决了浇铸后出现的导杆榥动和上槽后脱极事故的发生,与之相配套的碳丸直径也随之扩大。实践证明该方案可降低铁碳压降24毫伏左右。三是在解决抵抗高温电解质冲刷碳块上面或保护环上面的钢爪腿部位时,新的设计方案为扩大直径的弧形环状,该形状可明显抵抗高温电解质的冲刷,大约应用两年后才会变成同径腿,与现有技术的同径腿钢爪相同,也就是说可提高使用寿命两年时间,而且避免了使用中冲刷拉沟问题,使用期间电阻小,该技术可降低铁碳压降17毫伏。四是在解决磷生铁浇铸中出现空洞及缝隙问题时,采用了纳米导电材料补缩的技术方案,经应用该方法降低了铁碳压降21毫伏。
  综上所述,以上4项集成技术共可降低铁碳压降82毫伏,现阶段已达130毫伏较好水平的企业可实现60毫伏以下的先进水平,仅此一项综合技术即可降低吨铝工艺交流电耗246千瓦时,如果电价按0.51元/千瓦时计算,吨铝成本可下降125元。如年产40万吨规模的铝冶炼企业年增净利润将超过5000万元,年节电接近1亿千瓦时,相当于节约标煤约4万吨,按能量系统优化项目申报国家节能技术改造项目,每吨按国家财政奖励250~300元计算,可享受国家奖励资金1000万元以上,可谓利国利企,值得大力应用和推广。

责任编辑:晓晓

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