丁吉林 ，张红亮，刘永强，张大信

(1. 中南大学 冶金科学与工程学院，湖南 长沙，410083；2. 云南铝业股份有限公司，云南 昆明，650502)

铝是产量最大、用途最为广泛的有色金属，长期以来，金属铝都采用熔盐电解法生产。铝电解工业是重要的基础材料产业，但同时也是主要的高耗能产业之一。我国作为全球最大的原铝生产国和消费国，面临着巨大的节能减排压力。自21世纪以来，国内铝行业在基础理论、大型铝电解槽开发及工程运用方面取得了一系列成果，成功开发了 240，280，320，350及500 kA特大型铝电解槽技术，使我国铝工业面貌发生了根本的改变[1]。当前，我国铝电解工业在提高效率、降低能耗方面已取得了长足发展，阳极电流密度达0.85 A/cm2以上，电流效率大于95%，部分达96%，吨铝综合交流电耗已突破13 500 kW·h，直逼13 000 kW·h[2]。但与国际先进技术相比，我国铝电解行业还明显存在一定差距，主要体现在：(1) 槽寿命方面，与国际上高指标2 000～2 500 d相比，差距甚远，吨铝大修成本超出国际先进水平 30%左右；(2) 能源综合利用率比国际上高指标低15%左右[3]；(3) 成本与环保问题突出，新工艺新技术新材料开发运用滞后。产生这些差距的主要原因如下[4-5]：一是优质炭块研究开发滞后，电解槽还普遍采用半石墨质炭块；二是槽内衬结构在内应力设计方面还有待完善，内衬材料在满足热平衡设计方面还需要加强对一些新材料的使用。电解槽的能量平衡是指单位时间内电解槽中能量的收、支相等。当电解槽输入的能量等于电解槽支出的能量时，电解槽的能量才能维持平衡状态。……