400kA全石墨阴极电解槽生产实践

【摘要】本报告所阐述的内容为400ka系列电解槽全石墨阴极运行情况及经济指标分析，报告中所选取的6台电解槽（6077、6078、6079、6080、6081、6082）均为2011年11月份启动，其中6077、6078、6079三台槽为高石墨（石墨含量为50%）阴极槽型，6080、6081、6082三台槽为全石墨阴极槽型。报告中数据为2012年1月至12月全年数据，所选的6台电解槽均采用低电压运行（全年设定电压在3.85V左右）。

【关键词】全石墨阴极 运用情况 数据分析

一、运用情况及数据对比

2011年11月份开始通电焙烧、启动，经过2012年全年的跟踪、记录，我们将数据整理如下表：

表1

二、数据分析

1、技术指标分析

首先，试验槽的大部分数据都达到了先进标准。但是试验槽在提高电流效率、降低吨铝电耗、降低槽温、降低侧壁及钢棒温度、降低炉底压降等方面只表现出较为微弱的优势，同时也存在效应系数偏高的问题，在平均电压方面也没有体现出预计的优势。这主要是由于我公司采取低电压管理理念，全年设定电压仅3.851V，大大的压缩了极距。过低的极距，大幅度的削减了电解质压降，降低电流效率，使试验槽难以体现出自身应有的优越性能。

在低电压运行的情况下，对于全石墨阴极试验槽，我们有如下结论：

1.1 提高电流效率

试验槽较普通槽电流效率高0.3%，即全年多出铝3.5-3.6吨（电流按400kA计算）。另外，铝水平高出0.17cm。从年末盘存结果来看，试验槽较普通槽单槽高出1.98吨（启动时灌入的铝量相同）。这说明全石墨阴极槽型在提高电流效率方面有一定的优势。

1.2增加导热性，有效降低各种温度

全石墨阴极较半石墨阴极具有更好的导热性能，在全年设定电压相同、极距基本相同等前提下，槽温降低1℃，侧壁及钢棒温度分别降低3.2℃、5.5℃。有效促进电流效率的提高、降低高温对电解槽的冲击和破坏。

1.3增加导电性，有效降低炉底压降

试验槽较普通槽炉底压降减少37.6mV，与此同时，吨铝直流电耗降低了35kwh，全年单槽可节约电能38022kwh。有一定的节能效果，但不是特别明显。

1.4效应系数偏高

经过统计，全石墨阴极电解槽2012年全年的效应系数为0.602，较正常槽的0.367高出64%。这与电解槽低电压运行而造成电解槽不稳定有关。若是高电压运行，效应系数是否依然偏高，我们暂时还无法判断。

2、经济运行分析

单槽成本的统计见下表（以当时的采购价格为准）：

表2

从表中数据不难看出，全石墨阴极电解槽较普通高石墨阴极电解槽单槽成本高出约421390元或147%。若在低电压运行的情况下，试验槽全年可节约电能38022kwh，按0.45元/ kwh的电费计算，全年可节约成本：38022kwh×0.45元/ kwh=17109元。预计可收回成本的年限为：421390÷17109=24.6年。

三、结论

400kA全石墨阴极电解槽在提高电流效率、降低吨铝电耗等方面有一定的优势，但是由于采用低电压运行，使得其绝大部分优势无法体现出来。另外，全石墨阴极电解槽在造价方面高出正常槽147%，投资回报期过长。

因此，在低电压运行的情况下，我们不建议推广使用该槽型。

参考文献：

[1]谷万铎，王玉昭.400kA电解槽二次焙烧启动生产实践[J].轻金属，2010，7.

[2]耿玉伟，刘方波.万基铝业400kA电解系列的设计创新点与生产效果[J].轻金属，2011，8.

[3]辛红.铝电解槽用半石墨化阴极炭块的研制与生产[J].轻金属，2004，10.