刘 驰

(内蒙古锦联铝材有限公司， 内蒙古 霍林郭勒 029200)

0 前言

受新冠疫情得到控制、经济恢复利好的刺激，2020年4月电解铝价格从12 200元/t一路攀升至2021年4月的17 700元/t，吨铝利润、铝价创近9年新高。在国家“能源双控”及“碳达峰、碳中和”的要求下，如何在确保安全、环保的前提下，降低吨铝能源消耗、提高铝液产量、增加企业经济和社会环保效益是电解铝企业需要认真研究的问题。

随着中国电解铝的飞速发展，电解槽的设计水平越来越高，国内铝电解槽的阳极电流密度逐步从0.70 A/cm2提升至0.81 A/cm2。某企业500 kA电解槽设计电流密度为0.804 A/cm2，通过工艺技术条件的优化、智能打壳及槽控系统的升级及精准的操作管理，成功地将500 kA电解槽的电流提升至518 kA，解决了电解槽的热平衡和稳定性问题，取得了吨铝能耗降低150 kW·h以上，铝液产量提升近4.65%的良好效果，经济效益、环保效益显著。

1 铝电解槽电流强化的空间

铝产量计算公式[1]为：

Q=0.335 6Itη

(1)

式中：Q——铝产量，t；

I——系列电流强度，kA；

t——时间，h；

η——电流效率，%。

根据式(1)，提高电解槽产量有两种途径：一是提高电解槽的电流效率；二是提高系列电流强度。众所周知，对于电解铝厂来说，电解槽设计完成后，再要提高电流效率非常困难，一般电流效率有0%～3%的上升空间，但可能会以增加电力消耗为代价。而提高电流强度一直是国外电解铝广泛采用的成熟技术。表1是国内外电解铝厂提升电流的案例[2]。

表1 电解铝企业强化电流的实施情况

从表1可以看出，国外阳极电流密度都超过了0.85 A/cm2，个别企业甚至达到了1 A/cm2，不仅产量得到了提升，而且电解槽指标优秀，成本降低明显。……