成果簡介：
一、技術(shù)內(nèi)容
1.物理化學(xué)性質(zhì)最優(yōu)化的電解質(zhì)體系參數(shù)合理匹配，既不用刻意強(qiáng)調(diào)額外添加鋰、鉀、鎂等堿金屬氟化物添加劑，又可適應(yīng)含有鋰、鉀、鎂等堿金屬氟化物一定量的電解質(zhì)體系，具有低成本經(jīng)濟(jì)性、高技術(shù)含量和廣泛可用性特點(diǎn)和顯著的鋁電解質(zhì)優(yōu)化體系科技進(jìn)步;
2.對過熱度合理要求和控制技術(shù)，可以形成穩(wěn)固的所需爐幫厚度，具有充分高效長壽命鋁電解生產(chǎn)特點(diǎn)和顯著的節(jié)能減排及長周期運(yùn)行技術(shù)進(jìn)步;
3.
鋁電解槽技術(shù)條件體系是在自創(chuàng)的合理耦合匹配平衡優(yōu)化原理與方法基礎(chǔ)上，以對電流效率最大相關(guān)性的低窄
氧化鋁濃度為核心的耦合匹配優(yōu)化技術(shù)條件體系，具有穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和陽極效應(yīng)“趨零化”的領(lǐng)先控制技術(shù)特點(diǎn)以及顯著的陽極效應(yīng)有效控制機(jī)理性進(jìn)步。
二、解決關(guān)鍵問題
1.通過對影響臨界電流密度的氧化鋁濃度、電解溫度、過熱度、初晶溫度等關(guān)鍵技術(shù)條件實(shí)施整體綜合平衡耦合控制，使各工藝技術(shù)條件參數(shù)在氧化鋁濃度1.0～2.5%、電解溫度930～945℃、過熱度5～15℃、初晶溫度915～940℃之間進(jìn)行合理匹配，揭示了控制陽極效應(yīng)的技術(shù)條件優(yōu)化機(jī)制，解決了鋁電解領(lǐng)域通過生產(chǎn)技術(shù)條件耦合匹配降低陽極效應(yīng)系數(shù)和持續(xù)時間的技術(shù)難題;
2.通過物理化學(xué)性質(zhì)最優(yōu)化電解質(zhì)體系參數(shù)合理匹配，既不用刻意強(qiáng)調(diào)額外添加鋰、鉀、鎂等堿金屬氟化物添加劑，又可適應(yīng)含有鋰、鉀、鎂等堿金屬氟化物一定量的電解質(zhì)體系，創(chuàng)新提出了鋁行業(yè)低成本控制陽極效應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，解決了控制陽極效應(yīng)所需鋁電解質(zhì)體系優(yōu)化的技術(shù)難題;
3.首創(chuàng)了鋁電解槽控制陽極效應(yīng)的技術(shù)條件體系合理耦合匹配平衡優(yōu)化原理，形成對電流效率最大相關(guān)性的低窄氧化鋁濃度為核心，兼顧對過熱度合理技術(shù)要求和控制方法以形成穩(wěn)固的所需爐幫厚度而充分高效長壽命穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了鋁電解生產(chǎn)控制陽極效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)鋁電解行業(yè)節(jié)能減排及長周期穩(wěn)定優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)難題。
三、市場應(yīng)用與前景
1.目前已應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍
該技術(shù)目前已應(yīng)用到冶金領(lǐng)域
有色金屬冶煉
電解鋁專業(yè)，應(yīng)用范圍包括酒鋼集團(tuán)所屬的全資子公司甘肅東興鋁業(yè)有限公司3個500kA鋁電解槽系列1008臺電解槽上，2013年應(yīng)用至今已有6年以上的應(yīng)用時間。
2.還可以應(yīng)用的其他領(lǐng)域和范圍
由于該技術(shù)是從降低陽極效應(yīng)系數(shù)和減少持續(xù)時間的基礎(chǔ)方法上有效解決降低陽極效應(yīng)系數(shù)和減少持續(xù)時間的根本技術(shù)方法問題，因此，由于該技術(shù)可以應(yīng)用到鋁行業(yè)其他各種電流強(qiáng)度的各個鋁電解槽系列，在科技成果鑒定證書(甘科鑒字[2014]第0053號)的鑒定意見中，以中國工程院院士為首的技術(shù)鑒定專家組給出一致的鑒定和推廣意見，建議加快該技術(shù)成果在
鋁工業(yè)全行業(yè)的推廣應(yīng)用。
以本技術(shù)為支撐，形成以甘肅東興鋁業(yè)有限公司為首起草的國家標(biāo)準(zhǔn)《500鋁電解槽技術(shù)規(guī)范》(GBT34492-2017)，有效指導(dǎo)我國鋁行業(yè)500kA鋁電解槽生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)步，在我國鋁行業(yè)具有極其廣泛的技術(shù)通用性。
應(yīng)用案例
1.獨(dú)立研究開發(fā)的降低鋁電解陽極效應(yīng)系數(shù)和效應(yīng)持續(xù)時間技術(shù)，從2013年開始正式在酒鋼集團(tuán)甘肅東興鋁業(yè)有限公司3個500kA超大型鋁電解槽上應(yīng)用，2013年至2018年共創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益21413.41 萬元。
2.該技術(shù)用于3個工業(yè)化500kA鋁電解槽系列生產(chǎn)中，降低當(dāng)量二氧化碳2013年6.969萬噸，2014年22.71萬噸，2015年29.07萬噸，2016年29.18萬噸，2017年31.85萬噸，2018年32.30 萬噸，6年合計152.07萬噸，二氧化碳價格按60元/噸計算，節(jié)約當(dāng)量二氧化碳創(chuàng)造潛在二氧化碳交易效益9124.43 萬元，減少大量溫室氣體二氧化碳創(chuàng)造了著益的環(huán)保效顯。
研發(fā)背景
陽極是鋁電解槽的關(guān)鍵(“心臟”)，陽極效應(yīng)趨零化標(biāo)志著陽極乃至鋁電解槽工作狀態(tài)的最佳化，減少陽極效應(yīng)是鋁電解核心技術(shù)。
作用原理
該技術(shù)涉及鋁電解工藝優(yōu)化控制過程的一種降低鋁電解陽極效應(yīng)的控制方法和一種將陽極效應(yīng)系數(shù)和持續(xù)時間有效控制而使之越來越小的具體工藝控制技術(shù)措施，即控制氧化鋁濃度1.0～2.5%、電解溫度930～945℃、過熱度5～15℃、初晶溫度915～940℃范圍(一旦超出范圍則及時拉回)內(nèi)的耦合匹配。在低濃度區(qū)域控制氧化鋁濃度1.0～1.75%、電解溫度945～938℃、過熱度5～10℃、初晶溫度940～928℃范圍，在高濃度區(qū)域控制氧化鋁濃度1.75～2.5%、電解溫度938～930℃、過熱度10～15℃、初晶溫度928～915℃范圍。調(diào)整周期不大于7天/次，溫度調(diào)整不大于2℃/天，溫度波動不大于5℃/天，和控制陽極效應(yīng)“趨零化”技術(shù)條件的具體措施，在保持高電流效率基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)陽極效應(yīng)“趨零化”，是在傳統(tǒng)的控制陽極效應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)控制理念和控制策略，創(chuàng)新控制方法，取得陽極效應(yīng)系數(shù)由行業(yè)平均的0.164次/槽.日降到0.008次/槽·日以下、陽極效應(yīng)持續(xù)時間由行業(yè)平均的300秒/次降到82秒/次以下的良好效果。
市場分析
該技術(shù)實(shí)施對鋁行業(yè)發(fā)展及技術(shù)趨勢產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響：
1.通過對降低陽極效應(yīng)系數(shù)和持續(xù)時間的耦合匹配優(yōu)化技術(shù)研究，實(shí)施對鋁電解工藝技術(shù)條件進(jìn)行耦合匹配的優(yōu)化平衡控制，有效地推進(jìn)了陽極效應(yīng)系數(shù)和持續(xù)時間“趨零化”控制的技術(shù)進(jìn)步，形成一條行之有效的陽極效應(yīng)“趨零化”控制技術(shù)路線，提供了一套重要的技術(shù)控制策略，不僅推動了500kA大型鋁電解槽平穩(wěn)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)進(jìn)步，對其它槽型也具有相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)作用，具有廣泛的技術(shù)方法適用性;
2.通過降低陽極效應(yīng)系數(shù)和持續(xù)時間技術(shù)的研究與應(yīng)用，對企業(yè)節(jié)能降耗和綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展方面的科技進(jìn)步具有直接推動作用，該技術(shù)在酒鋼東興鋁業(yè)500kA鋁電解領(lǐng)域已成功應(yīng)用，實(shí)施效果顯著。該技術(shù)成熟穩(wěn)定，具有廣泛的適用性，可在國內(nèi)外各個鋁電解工業(yè)生產(chǎn)系列進(jìn)行推廣和應(yīng)用，對于鋁電解領(lǐng)域節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)和工業(yè)應(yīng)用起到了良好的示范作用;
3.以該技術(shù)為核心，進(jìn)一步引領(lǐng)其他技術(shù)相關(guān)鋁電解技術(shù)進(jìn)步，有力地推動甘肅東興鋁業(yè)有限公司在2017年通過甘肅省知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)以及國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證，完成的《500kA鋁電解槽技術(shù)規(guī)范》(GB/T34492-2017)國家標(biāo)準(zhǔn)已于2017年正式發(fā)布，現(xiàn)已實(shí)施，在鋁行業(yè)中具有很大的影響力;
4.以該技術(shù)為支撐，形成以甘肅東興鋁業(yè)有限公司為首起草的國家標(biāo)準(zhǔn)《500鋁電解槽技術(shù)規(guī)范》(GBT34492-2017)，有效指導(dǎo)我國鋁行業(yè)500kA鋁電解槽生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)步，在我國鋁行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
聲明：
“降低鋁電解陽極效應(yīng)的控制方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
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2024年10月25日 ~ 27日 
