我國在1980年由貴州鋁廠引進日本日輕公司160kA中間下料大預焙鋁電解技術,同時引進的關鍵設備與技術有:220 kV直降變壓器、PDP型自控計算機、當時世界上先進的DCS鋁電解過程控製係統、ECL多功能天車、幹法煙氣淨化係統、連鑄連軋線坯鑄造機、預焙塊和陰極炭塊生產係統與裝置(基本上是歐美生產的設備與技術)。當時法國彼斯涅、美國鋁業與凱撒鋁業等的大預焙經濟技術指標已相當先進(如電流效率已達95%,原鋁直流電耗13200~13400 kWh/t),但日本的大預焙技術相對落後,日方對歐美大預焙技術與生產設備的消化吸收欠佳,貴鋁二電解電流效率設計指標僅88%,啟動投產後整個20世紀80年代其電流效率一直在83%~88%徘徊,遠低於同行業大多數自焙槽鋁廠,80年代貴鋁二電解實際產量也一直未達到設計生產能力(當時國內實際產量最高的企業是連鋁),其原鋁直流電耗與鋁錠綜合交流電耗都比多數側插自焙槽鋁廠還高。直至80年代後期,由中色總公司組織,鄭州輕金屬研究院承擔項目,貴陽鋁鎂設計院、沈陽鋁鎂設計院及國內數所高校參加,在河南沁陽進行了“280 kA大預焙鋁電解槽工業試驗”,經過曆時8年的產學研聯合攻關,通過專家論證、方案選優、現場試驗,集國內外鋁電解最新科研成果,轉化為工程化技術。通過這次產學研聯合攻關,上述院所已掌握了大預焙鋁電解槽設計、製造、生產管理成套工程化技術,為此後對160~320kA鋁電解槽的設計與生產管理都奠定了堅實的技術基礎。加之我國對計算機技術的應用與推廣都比較成功,因此設計投產於20世紀90年代的蘋果鋁廠160kA“大麵四點進電大預焙鋁電解槽”、貴鋁一電解與雲南鋁業的186kA大預焙鋁電解槽、後來投產的平果鋁業320kA大型預焙鋁電解槽和近年由自焙槽改建的大預焙電解係列,其裝備水平與技術經濟指標都已相當先進。20世紀90年代中期至今,我國在160kA以上大預焙鋁電解槽的一些關鍵工程技術上,已和國際先進水平接近。
下麵向2002年省學術年會介紹“蘭州連城鋁廠環境治理節能降耗技改工程”(以下簡稱“技改工程”)
(三)連鋁在“技改工程”中發揮了比較優勢與後發優勢
連鋁為改變現有75kA側插自焙鋁電解槽與陽極糊生產流程工藝落後、汙染嚴重、機械化與自動化程度低、產能低、能耗高的落後局麵,新建252台200kA四點進電預焙鋁電解槽,形成年產13.5萬噸鋁錠生產能力,同時對整流所進行改造,該項目一期工程還將配套建成年產18萬噸預焙塊的碳素生產係統。電解生產部分將采用:鋁電解煙氣幹法淨化係統、氧化鋁超濃相輸送技術、電解過程模糊控製係統和第四代多功能天車等新技術與設備。碳素生產係統采用了當前世界先進的焙燒爐及其自動控製係統、振動成型機、混捏機及其預熱裝置、計算機配料係統、淨化除塵係統、熱媒鍋爐、55m回轉窯、擁有電耳的球磨機與殘極處理係統等設備與技術。
連鋁在大預焙改造上屬於起步較晚的企業,但連鋁揚長避短,發揮比較優勢和後發優勢,以“沒有最早,但要最好”的信念,優質高效地進行“技改工程”。該工程目前已完成設備技術招標等前期準備工作,土建也已接近尾聲,由企業自己製作的200kA大預焙鋁電解槽搖籃式槽殼、大母線、預焙塊鋁導杆、預焙塊鋼爪等工作正熱火朝天地進行,連鋁“技改工程”將進入設備安裝與調試階段,目前工程形象進度很好。
(四)連鋁在“技改工程”中要解決的主要技術課題
連鋁在分析了國內外大預焙技術現狀,尤其是吸取了國內近年投產的大預焙生產係列及其配套設備運行經驗,確定了本企業在“技改工程”中要解決的主要技術課題:
1.提高電流效率。
我國現有大預焙鋁電解企業的電流效率一般在92%~94%,整體上仍與國際先進水平相差1%~3%。
2.降低預焙塊單耗。
鋁電解預焙塊單耗國際先進水平一般在400kg/t.Al以下,而我國大預焙鋁冶煉廠預焙塊單耗大都在550~650kg/t.Al左右,不但影響鋁錠製造成本,而且還影響鋁電解生產電流效率。究其原因,仍是預焙塊的產品質量較差。
3.提高鋁電解槽壽命。
鋁電解生產規律是:電解槽容量愈大,則由內襯材料引起的大修費用愈高,目前我國160~180kA的預焙鋁電解槽每台大修費用在70萬元左右,我國現有大預焙鋁電解槽的平均爐齡在1400天以下,僅蘋果鋁廠曾達1899天,而國際先進水平爐齡已達2500~3100天。
4.積極應用先進的過程檢測技術與電氣傳動方式。
我國許多鋁冶煉廠甚至一些80年代引進生產線的過程檢測與計量手段都相當落後,電氣傳動方式也較落後。