鐵碳壓降“降壓” 40萬噸鋁冶煉規(guī)模年凈增利潤逾5000萬元
2013年10月29日 9:51 10253次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 新技術(shù)
在降低鋁電解電耗工作的諸多方案中,降低系統(tǒng)各部位歐姆電阻是最直接、最有效的硬性方法,它與工藝參數(shù)、電解工人的操作水平基本不存在關(guān)聯(lián)性,簡單易行,無副作用,不需固定資產(chǎn)投資,成本及投入產(chǎn)出比極低。當(dāng)系統(tǒng)歐姆電阻降低之后,選擇降低電耗的技術(shù)路線有兩條:一是直接降低電解槽設(shè)定電壓;二是不降低槽電壓而使極距自然提高,從而提高電效、降低電耗。兩條路線有著異曲同工之妙。
近年來,陽極系統(tǒng)中的鐵碳壓降引起科技工作者高度重視,資深鋁電解專家張松江曾提出了要將鐵碳壓降由目前較好水平的130毫伏降低10~20毫伏的大膽設(shè)想和目標,并希望降低到80毫伏以下。實踐證明,目前鐵碳壓降為130毫伏的企業(yè),經(jīng)過創(chuàng)新技術(shù)集成開發(fā),完全可以使鐵碳壓降的控制技術(shù)經(jīng)達60毫伏以下的先進水平。
在現(xiàn)有技術(shù)中,陽極鋼爪與陽極碳塊的連接均采用磷生鐵澆鑄方法,這個工藝裝備暴露出四方面的先天性不足:一是鋼爪材質(zhì)采用ZG200-400鑄鋼,耐蝕性差,電阻大;二是鋼-碳接觸面偏小;三是鋼爪腿抵抗電解質(zhì)沖刷的能力不強,當(dāng)較高水平的電解質(zhì)沖刷到碳塊上面的鋼爪腿時使該部位形成“拉溝”,直徑變細,一般以每年減少直徑1厘米的速度推進;四是磷生鐵澆鑄后內(nèi)部空腔及縫隙較大,直徑Φ160毫米鋼爪腿澆鑄后,每個碳丸處的空隙容積用灌注法試驗可灌入50~150毫升的液體,甚至達到200毫升。
針對導(dǎo)致鐵碳壓降高的4個缺陷,有4項措施可以解決問題,其中大部分經(jīng)實踐檢驗切實可行,綜合效果明顯。一是在解決鋼爪電阻大問題上,提出了高導(dǎo)電性陽極鋼爪方案,材質(zhì)選用電阻小的合金鋼(鄭州經(jīng)緯科技有限公司用類似材料成功地解決了陰極鋼棒導(dǎo)電性差的問題),該方案可降低鐵碳壓降20毫伏以上。二是在解決鐵碳接觸面小的問題上,成功地采用了擴大鋼爪腿下部直徑的方法,且為上細下粗的圓臺,類似電桿狀,大大增強了鋼爪腿與磷鐵環(huán)結(jié)合的穩(wěn)定性,奇跡般地解決了澆鑄后出現(xiàn)的導(dǎo)桿榥動和上槽后脫極事故的發(fā)生,與之相配套的碳丸直徑也隨之?dāng)U大。實踐證明該方案可降低鐵碳壓降24毫伏左右。三是在解決抵抗高溫電解質(zhì)沖刷碳塊上面或保護環(huán)上面的鋼爪腿部位時,新的設(shè)計方案為擴大直徑的弧形環(huán)狀,該形狀可明顯抵抗高溫電解質(zhì)的沖刷,大約應(yīng)用兩年后才會變成同徑腿,與現(xiàn)有技術(shù)的同徑腿鋼爪相同,也就是說可提高使用壽命兩年時間,而且避免了使用中沖刷拉溝問題,使用期間電阻小,該技術(shù)可降低鐵碳壓降17毫伏。四是在解決磷生鐵澆鑄中出現(xiàn)空洞及縫隙問題時,采用了納米導(dǎo)電材料補縮的技術(shù)方案,經(jīng)應(yīng)用該方法降低了鐵碳壓降21毫伏。
綜上所述,以上4項集成技術(shù)共可降低鐵碳壓降82毫伏,現(xiàn)階段已達130毫伏較好水平的企業(yè)可實現(xiàn)60毫伏以下的先進水平,僅此一項綜合技術(shù)即可降低噸鋁工藝交流電耗246千瓦時,如果電價按0.51元/千瓦時計算,噸鋁成本可下降125元。如年產(chǎn)40萬噸規(guī)模的鋁冶煉企業(yè)年增凈利潤將超過5000萬元,年節(jié)電接近1億千瓦時,相當(dāng)于節(jié)約標煤約4萬噸,按能量系統(tǒng)優(yōu)化項目申報國家節(jié)能技術(shù)改造項目,每噸按國家財政獎勵250~300元計算,可享受國家獎勵資金1000萬元以上,可謂利國利企,值得大力應(yīng)用和推廣。
責(zé)任編輯:曉曉
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