——中鋁鄭州研究院技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)鋁工業(yè)綠色發(fā)展

    建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)，關(guān)系人民福祉，關(guān)乎民族未來(lái)。中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱鄭州研究院）作為全國(guó)唯一輕金屬大型科研機(jī)構(gòu)，不忘初心、牢記使命，以綠色低碳、生態(tài)環(huán)保為己任，堅(jiān)持創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的動(dòng)力源，以技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)鋁工業(yè)綠色發(fā)展。

    鄭州研究院?jiǎn)T工河南省勞動(dòng)模范陳開斌和他的年輕團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于鋁用炭陽(yáng)極生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)，特別是針對(duì)鋁用炭陽(yáng)極焙燒過(guò)程，通過(guò)提質(zhì)節(jié)能型焙燒爐結(jié)構(gòu)創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計(jì)、焙燒爐提質(zhì)節(jié)能測(cè)試診斷技術(shù)開發(fā)、焙燒爐提質(zhì)節(jié)能運(yùn)行技術(shù)研發(fā)等，形成了鋁用炭陽(yáng)極焙燒爐提質(zhì)節(jié)能綜合技術(shù)。2017年該技術(shù)經(jīng)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)價(jià)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

理論到實(shí)踐 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)能

    焙燒是鋁用炭陽(yáng)極生產(chǎn)的主要過(guò)程，對(duì)陽(yáng)極生產(chǎn)能耗和質(zhì)量影響極大。焙燒爐爐體龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焙燒的各項(xiàng)工藝參數(shù)處于周期性變化過(guò)程，工程設(shè)計(jì)、筑爐材料、工藝操作、爐況變化都對(duì)焙燒能耗和陽(yáng)極質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。陳開斌團(tuán)隊(duì)擁有多年在外生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)，在運(yùn)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)了改善焙燒過(guò)程，可以達(dá)到提質(zhì)節(jié)能的效果，但發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)，難度較大。面對(duì)困難，陳開斌說(shuō)：“萬(wàn)事開頭難，我們要做鋁工業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)者，就要有不怕困難，敢于挑重?fù)?dān)，要有敢為人先的精神。”陳開斌帶領(lǐng)近10名研究生，以實(shí)施大型化為目標(biāo)，開展了焙燒爐大型化的理論可行性研究，從實(shí)驗(yàn)室做起，到擴(kuò)大試驗(yàn)，再到工業(yè)試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)5年的研究，開發(fā)了焙燒爐大型化技術(shù)、新型保溫密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)品、可調(diào)節(jié)聯(lián)通火道等新技術(shù)和新產(chǎn)品，焙燒爐節(jié)能水平大幅度提高。為了提高焙燒爐綜合熱利用效率，實(shí)現(xiàn)大產(chǎn)能、低能耗、高質(zhì)量、低投資的目標(biāo)，開發(fā)了焙燒爐“三多一大一高”（多系統(tǒng)、多爐室、多料箱、大容量、高填充率）總體結(jié)構(gòu)，將焙燒爐實(shí)際填充率提高到61%，降低了耐火材料用量15%～20%，起到了可觀的節(jié)能效果。 

采用新材料 實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能

    技術(shù)團(tuán)隊(duì)雖然在焙燒爐大型化方面取得了突破，但并不滿足于取得的成績(jī)，在項(xiàng)目階段的總結(jié)會(huì)上，大家討論認(rèn)為加強(qiáng)爐體保溫性能是下一個(gè)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，保溫性能的提高是有效的節(jié)能途徑，符合企業(yè)節(jié)省費(fèi)用的需求，也符合資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)，形成綠色低碳的發(fā)展方式。對(duì)于一直從事冶金方向研究的團(tuán)隊(duì)而言，新材料的研究是一個(gè)“新科目”，查閱文獻(xiàn)，請(qǐng)教專家成為了每一個(gè)成員的日常工作，對(duì)待碰到的新名詞，做到理會(huì)透徹為止。10名研發(fā)人員，500多個(gè)日日夜夜，1000多次試驗(yàn)，數(shù)萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)，功夫不負(fù)有心人，終于創(chuàng)新性開發(fā)出包括新型可調(diào)節(jié)負(fù)壓連通火道、新型保溫爐面預(yù)制塊、新型高性能耐火材料和保溫材料等系列新技術(shù)產(chǎn)品。其中新型可調(diào)節(jié)負(fù)壓連通火道結(jié)構(gòu)首次通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了連通火道分至各火道負(fù)壓可調(diào)節(jié)，并在國(guó)內(nèi)首次采用了含鋯耐火纖維預(yù)制模塊保溫材料，耐火保溫結(jié)構(gòu)采用預(yù)制耐火含鋯纖維模塊，現(xiàn)場(chǎng)錨固組裝，高溫工作面內(nèi)襯采用先進(jìn)陶瓷耐火涂層，解決了連通火道需熱量大，保溫不佳的問(wèn)題。

研發(fā)診斷技術(shù) 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能

    在研發(fā)實(shí)踐過(guò)程中，困難接踵而來(lái)，解決了設(shè)備和材料的問(wèn)題，焙燒過(guò)程中的參數(shù)成了項(xiàng)目進(jìn)展中的又一攔路虎。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研究了焙燒過(guò)程中溫度及其分布規(guī)律，做出焙燒曲線，根據(jù)焙燒曲線“兩頭快，中間慢”的原則，以及揮發(fā)分中不同成分充分燃燒的溫度要求，診斷分析焙燒爐在焙燒過(guò)程中溫度運(yùn)行狀況和揮發(fā)分燃燒情況。采用自主開發(fā)的對(duì)焙燒過(guò)程溫度分布、效果量化、煙氣特性測(cè)試等多手段共用的焙燒爐綜合測(cè)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火道料箱內(nèi)溫度場(chǎng)變化和分布的科學(xué)評(píng)判。新的技術(shù)需要新的量化評(píng)價(jià)方法，團(tuán)隊(duì)又研制了測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)樣品（國(guó)家標(biāo)樣B04-3308-2016），實(shí)現(xiàn)了對(duì)焙燒效果準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，也為研判是否存在焙燒過(guò)度或不足及保證整體焙燒效果，提升焙燒陽(yáng)極品質(zhì)提供了依據(jù)。為長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)下提升陽(yáng)極質(zhì)量、降低焙燒能耗提供了技術(shù)支撐。

推廣新技術(shù) 節(jié)能效果斐然

    經(jīng)過(guò)研發(fā)團(tuán)隊(duì)8年的孕育-生產(chǎn)-培護(hù)，鋁用炭陽(yáng)極焙燒爐提質(zhì)節(jié)能綜合技術(shù)已逐漸成長(zhǎng)、成熟，開始走出家門，走向車間。2015年該技術(shù)在山東某合金材料有限公司焙燒爐大修改造工程中推廣應(yīng)用。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的每個(gè)人都非常興奮，面對(duì)60度以上的爐面高溫，每個(gè)人都汗流浹背，仍每天24小時(shí)“釘”在現(xiàn)場(chǎng)，從沒有任何抱怨，在推廣應(yīng)用的3個(gè)月里，大家團(tuán)結(jié)一致，“5+2”，白加黑，沒有一個(gè)人休息過(guò)周末，想家人了，通過(guò)微信視頻，與家人聊聊天。大家每天監(jiān)測(cè)著火道和料箱動(dòng)態(tài)溫度，得到5萬(wàn)多個(gè)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析，制定合理的措施，提出20余條優(yōu)化措施，為焙燒過(guò)程提質(zhì)降本，成功工業(yè)應(yīng)用夯實(shí)了基礎(chǔ)。天道酬勤，節(jié)能效果斐然。改造后的焙燒爐噸炭塊焙燒天然氣平均消耗降低到54.12Nm3，較改造前降低了43.1%。制品一級(jí)品率年平均達(dá)到57.8%，較改造前提高了16.4個(gè)百分點(diǎn)。在赤壁某炭素制品有限公司焙燒爐推廣后，2017年天然氣平均單耗49.3Nm3/t，較改造前降低了45.6%。制品一級(jí)品率年平均達(dá)到66%，較搬遷改造前提高了26個(gè)百分點(diǎn)。

    焙燒爐提質(zhì)節(jié)能綜合技術(shù)的開發(fā)與推廣，降低了焙燒過(guò)程天然氣的消耗，符合鋁用炭素行業(yè)全面貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念。天然氣能耗的降低，在節(jié)約化石資源減少企業(yè)成本同時(shí)，減少了碳排放。該技術(shù)應(yīng)用以來(lái)，僅山東和湖北兩家企業(yè)共計(jì)節(jié)省天然氣2300萬(wàn)NM3，共計(jì)折合減少碳排放4.82萬(wàn)噸。

    鄭州研究院圍繞“產(chǎn)業(yè)升級(jí)與節(jié)能降碳”不斷創(chuàng)新，探求綠色、低碳的鋁工業(yè)發(fā)展之路，始終堅(jiān)持科技降碳，我們一直在路上?。铌唬?/p>