第９卷增刊２０１０年６月
材料与冶金学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ
ＶｏＬ９Ｓｌ
Ｊｕｎｅ２０１０
新型结构电解槽技术的研发及工业应用
刘风琴１，顾松青２
（１．中国铝业股份有限公司郑州研究院，郑州４５００４１；２．中国铝业股份有限公司，北京１０００８２）
摘要：总结了近年来中铝公司新型结构电解槽技术的研发历程及工业试验结果．中铝公司首次提出通过改变阴极结构和性能，采用可湿润阴极、设置水平网络沟槽及蓄铝池结构系统的新型结构电解槽的技术思路，并于２００５年在４
０００
Ａ自热式电解槽上试验成功，形成了新型结构电解槽的技术原型．在随后的几年内设
计、安装了１６０ｋＡ新型结构电解槽系列，并进行了工业试验，验证了新型结构电解槽技术工业应用的可行性．工业试验结果证明，该项技术大大抑制了由于磁场引起的铝液层的流动和波动，为铝电解槽降低极距和槽电压提供了基本条件和技术支撑，从而实现大幅度节能．同时，还首次提出了新型结构电解槽实现保温节能和零阳极效应系数的技术理念，通过提高能量利用率和加强保温，实现电解槽的热平衡．经过持续优化，目前已将该项技术应用于不同容量的电解槽上，形成了整套生产操作和控制技术．文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－６６２０（２０ｌＯ）ｓ１－００１７－０３
霍尔一埃鲁特冰晶石熔盐电解炼铝法自１８８８年诞生以来，一直是工业上大规模炼铝的唯一方法，但是电能利用率不足５０％是当前该生产技术的重大缺陷．铝电解工业是一个高耗能的行业，受资源、能源和环境等多种因素的制约，降低吨铝电耗和提高铝电解槽的电流效率，实现铝电解生产的高效、低耗、长寿、低污染，是现代铝工业
技术垄垦竺亨苎謇皂‘。…．，．．………。我国铝电解技术自上世纪九十年代自主研发
２８０
图ｌ近年来中国铝电解工业电耗指标的变化一
…～……………………。
ｋＡ大型预焙电解槽技术以来，铝电解技术的
的磁场依然对槽内的铝液有很大的影响，铝液形成的漩涡和铝液面波动，迫使铝电解槽保持高极距操作・
高极距间电解质电阻产生大量的热不仅增加了电解槽保持热平衡的难度，同时也降低了电能利用率，造成现有的电解槽只能变成散热型、高耗能生产设备．
发展突飞猛进，特别是铝电解槽热、电、磁力特性及磁流体数学模型的研究、计算机控制、炭素电极材料、工艺操作及配套技术等方面都取得了一系列重大技术成果．以先进铝电解工艺、高质量炭素材料以及控制技术为核心的大容量预焙电解槽已经成为国内现代铝电解的主流槽型，我国整体铝电解技术水平已经跨人世界先进行列．
但是，目前国内外大部分电解铝企业吨铝直流电耗仍高达１３
０００．１３５００
因此只有革命性地改变铝电解槽结构和生产
工艺，减弱或消除槽内铝液的磁流体波动，才有可能大幅度降低极距和无功能耗，提高电能利用率．１
ｋ％，平均电能利用
竺堡妻竺黧二竺％・图１是近年来中国平均吨铝电耗的变化情况．
由此可见，铝电解过程输入的电能利用效率较低，约有一半转化为热散发掉了，这主要是因为当前大型铝电解槽的结构和设计技术、工艺操作条件所决定的．保持较高铝水平的生产工艺对电解槽母线设计的要求很高，为了最大限度地保持电解槽磁场分布的均匀性及最低的垂直磁场，不惜设计复杂的铝母线配置．即便如此，大电流产生
新型结构电解槽技术的前期研究……………一一…………
新型结构电解槽技术的开发历经基础性研究
０００
阶段、４
１６０
Ａ自热式新型结构电解槽试验研究、
ｋＡ新型结构电解槽工业试验、新型结构电解
槽技术在不同容量普通电解槽上的推广应用共４个阶段的研发工作，前后已历经１０年．
１．１
基础性研究
２０００—２００２年，郑州轻金属研究院进行了新
万方数据
１８
材料与冶金学报
第９卷
型结构电解槽的基础性研究，包括国内外文献调研、＂ｌｉＢ：一Ｃ复合可湿润阴极生产技术的开发、新型结构电解槽的初步仿真模拟计算．
１．２
４
ｋＡ自热式新型结构电解槽试验研究２００３—２００５年，中铝公司设立技术开发课题，进行新型结构电解槽技术的实验室研究和技术开发．课题建设了４ｋＡ自热式新型结构电解槽及其完整的配套系统，设计上首次采用了水平放置的ＴｉＢ：一Ｃ可湿润阴极，在阴极表面精心设计了网络状导流沟槽和小型蓄铝池．２００５年９月至１１月正式进行了４ｋＡ自热式新型结构电解槽的扩大试验．试验结果证明：水平可湿润阴极可以使铝液定向流动，铝液也可以在蓄铝池汇集，即使电流规模很小，电流效率也较高．
这次试验在世界上首次提出了水平可湿润阴极导流槽的概念，也首次提出了阴极表面网络状沟槽系统的设计思路，这就是新型结构电解槽的技术原型．通过改变阴极结构，使实现低铝水平生产运行成为可能，为铝电解槽降低极距以及槽电压提供了基本条件和技术支撑．４ｋＡ自热式新型结构电解槽试验于２００５年底进行了项目验收．
１．３
１６０
ｋＡ新型结构电解槽工业试验
２００６年中铝公司把１６０ｋＡ新型结构电解槽工业试验列为公司重大项目，组成了由郑州研究院、中铝国际合作研发的项目组．于２００６年５月确定了新型结构电解槽阴极材料研究和结构设计的技术路线和技术方案．采用新型可湿润阴极材料以提高阴极的抗磨性能、抗钠侵蚀性以及铝液的湿润性；创造性提出阴极表面形成水平网络状沟槽以及蓄铝池的新型结构系统；将大型预焙槽的设计从散热型转变成为保温节能型的技术思路．２００６年底前，项目申报了新型阴极和新型槽结构的专利技术．２００８年，中国铝业公司设计、建设的１６０ｋＡ新型结构电解槽工业试验投入试验运行．至今已连续稳定运行一年多，攻克了供电压负荷、操作设备不配套等种种难题．目前槽电压稳定在３．７２～３．７６Ｖ，电能利用率提高了５％一７％，直流电耗低于１２
３００
ｋＷ（ｔ—ＡＩ）．
１．４新型结构电解槽技术的推广应用
为了加快新型结构电解槽技术的工业化步伐，中铝公司于２００９年５月决定在２００
ｋＡ、２８０
ｋＡ、３００ｋＡ和１６０
ｋＡ电解槽上分别进行扩大应
用试验，以考验该技术在各种槽型上的适应性和节能效果．工业应用试验所用的可湿润阴极由包铝集团生产．
包铝集团克服了技术上、设备上和人员上的
万方数据
困难，仅仅用了５个月时间，就从不具备任何条件到生产出完全合格的可湿润阴极产品．
兰州分公司率先在２００９年１１月开始了首台
２００
ｋＡ工业试验槽的焙烧启动．２００９年１２月启
动第二台，随后又陆续启动３台，至今共运行５台新型结构槽．半年多的工业试验证明，试验槽槽电压可保持在３．７２—３．７５Ｖ长期稳定运行，吨铝电耗降低８００ｋＷｈ．网络沟槽系统通畅；槽底无沉淀；炉帮形成良好，炉膛规整．
焦作万方于２０１０年２月同时焙烧启动了２台２８０ｋＡ新型结构槽．试验槽电压３．７６—
３．７８
Ｖ，运行稳定，槽电压噪声低．试验槽在一个
月之内就迅速降低至设定槽电压．试验槽电流效率与对比槽基本相当，在原有较低的电耗指标上，吨铝再节电６００ｋ％左右．
郑州研究院沁阳试验厂从２００８年１２月起，共焙烧启动了８台１６０ｋＡ新型结构电解槽，持续进行了新型结构电解槽技术的优化工业试验，为中铝公司各分公司的工业应用源源不断地提供新的改进技术．
至２０１０年４月，全中铝公司共有１７台不同槽型的新型结构槽投人生产运行，节电效果显著．工业应用结果证明，中国铝业公司开发的新型结构电解槽技术具有如下特点：
（１）明显抑制了铝液面的波动，为电解槽在低极距下稳定运行、大幅度降低槽电压和电耗提供了理论支持．电解产生的铝液在新型结构电解槽内流动通畅，实现了阴极表面低铝水平运行，铝液与阴极表面有良好的湿润性，从根本上减弱了磁场对较高铝液层的受扰动，确保了较高的电流效率．
（２）首次提出了保温电解槽的设计理念，形成了保温型电解槽的设计技术．启动后采用了快速降温、降分子比的方法，一个月内即可迅速达到设定的槽电压，因而明显降低了启动初期的电能消耗，并使电解槽快速达到稳定状态．
（３）不存在原来高铝液层引起的侧部散热和对侧部的冲刷，可形成较厚的、规整的具有较好垂直度的炉帮，基本不产生水平电流，这有利于提高电流效率和槽的寿命．
（４）极距的降低和产生内热的减少，有利于实现高阳极电流密度的生产以及提高电解槽单位产能．
（５）阴极表面不易形成氧化铝沉淀，可在较高的氧化铝浓度区间运行，因此具备了实现零阳极效应生产的基本条件．
增刊刘风琴等：新型结构电解槽技术的研发２ｆｍ９＿应用
１９
（６）可采用成熟、简单易行且有利于提高槽
寿命的焦粒焙烧方法以及常规的启动方法，操作
简单，不存在增加设备和工序等技术难题．
（７）新型结构电解槽热容量比正常槽小，容易产生温度波动，因而对工艺参数的保持、换阳极、出铝等各项作业要求更严格．
中国铝业公司的新型结构电解槽技术的研发尽管取得了重要的进展，但需要经受长时间运行的考验，铝电解各种操作技术和控制技术也必须根据新型结构电解槽的特点和需要，进行相应的优化和改进，生产管理也要适应新型结构电解槽的要求，才能充分发挥新型结构槽节能的优势．
２新一代铝电解节能技术研究开发
的思考
新一代节能铝电解槽的开发应关注如下问题：
（１）从热平衡的理论公式可以看出：无论多大容量的电解槽，只要槽电压、电流效率和体外电压（导体压降）是在同一个水平上，其单位电流（ｋＡ）的热损失是同等的．
Ｑ＝，｛ｙ一（１．６４７７／％＋Ｏ．４８）一Ｒ体外Ｊ『｝
上式两侧各除以电流，，则得单位安培的热损失ａ热损．
口热损＝Ｖ一（１．６４７７／％＋０．４８）一ｙ体外但是必须注意的是：虽然在同等电压、电流效率和体外电压下，小容量电解槽的单位安培的热损失与大容量的电解槽是相等的，但反映到电解槽单位散热面积上，则是小容量电解槽的单位面积热损失量或热流束小于大容量的电解槽．这意味着在同等技术条件下，小容量电解槽要求的保温程度大于大容量电解槽．
槽电压（或极距ＡＣＤ）降低以后，电解槽的内
万方数据
热必然减少，若不加强保温，电解质温度和过热度
将随之降低．因此，为在低槽电压条件下稳定运
行，较小容量电解槽需要更好地保温，特别是侧部和侧下部，而３００ｋＡ以上电解槽的保温则较易实现．
现有电解槽的设计以及进一步的强化保温措施往往难于补偿内热的不足，而过好的保温则在启动初期会产生难于形成炉帮的问题，因此必须认真研究解决这一技术难题，形成新一代保温节能电解槽设计技术．
（２）降低极距和槽电压是实现节能的主要突
破口，同时必须兼顾电流效率．准确测定真实可信
的电流效率是评判新一代节能铝电解技术的关键，容不得半点浮躁和主观偏差．应采用可靠的直接测定方法或经过长时期的准确计量，才能得出可靠的结论．此外，还必须认真研究极限极距与电流效率的关系，得出不同结构和磁场设计水平的电解槽，可能达到的最低极距和节能效果．
（３）在低极距的条件下，多阳极间的极距和浓度分布的不均匀性的问题将变得更突出．因此，如何解决新一代铝电解槽可能产生的这种不均匀性，保持阳极电流分布的基本均匀和稳定，对技术开发的完全成功十分重要．
（４）必须进一步开发、优化新型结构铝电解槽的各种操作技术和控制技术，适应在低槽电压和节能的条件下稳定运行的需要．
（５）必须强化新型结构铝电解槽所需配套的各种新材料的开发研究，如新型保温材料、防渗材料、阴极材料和耐火材料等．
（６）新型结构电解槽技术还需要经过长期、稳定运行的考验和优化改进，电流效率的考核也必须经大量数据积累分析后，才能得出可靠的结果．因此，应采取科学、求实的态度，进行深入全面的试验研究，稳步推进工业应用进程．
新型结构电解槽技术的研发及工业应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
刘风琴， 顾松青
刘风琴(中国铝业股份有限公司,郑州研究院,郑州,450041)， 顾松青(中国铝业股份有限公司,北京,100082)
材料与冶金学报
JOURNAL OF MATERIALS AND METALLURGY2010,09(z1)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_clyyjxb2010z1006.aspx
第９卷增刊２０１０年６月
材料与冶金学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ
ＶｏＬ９Ｓｌ
Ｊｕｎｅ２０１０
新型结构电解槽技术的研发及工业应用
刘风琴１，顾松青２
（１．中国铝业股份有限公司郑州研究院，郑州４５００４１；２．中国铝业股份有限公司，北京１０００８２）
摘要：总结了近年来中铝公司新型结构电解槽技术的研发历程及工业试验结果．中铝公司首次提出通过改变阴极结构和性能，采用可湿润阴极、设置水平网络沟槽及蓄铝池结构系统的新型结构电解槽的技术思路，并于２００５年在４
０００
Ａ自热式电解槽上试验成功，形成了新型结构电解槽的技术原型．在随后的几年内设
计、安装了１６０ｋＡ新型结构电解槽系列，并进行了工业试验，验证了新型结构电解槽技术工业应用的可行性．工业试验结果证明，该项技术大大抑制了由于磁场引起的铝液层的流动和波动，为铝电解槽降低极距和槽电压提供了基本条件和技术支撑，从而实现大幅度节能．同时，还首次提出了新型结构电解槽实现保温节能和零阳极效应系数的技术理念，通过提高能量利用率和加强保温，实现电解槽的热平衡．经过持续优化，目前已将该项技术应用于不同容量的电解槽上，形成了整套生产操作和控制技术．文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－６６２０（２０ｌＯ）ｓ１－００１７－０３
霍尔一埃鲁特冰晶石熔盐电解炼铝法自１８８８年诞生以来，一直是工业上大规模炼铝的唯一方法，但是电能利用率不足５０％是当前该生产技术的重大缺陷．铝电解工业是一个高耗能的行业，受资源、能源和环境等多种因素的制约，降低吨铝电耗和提高铝电解槽的电流效率，实现铝电解生产的高效、低耗、长寿、低污染，是现代铝工业
技术垄垦竺亨苎謇皂‘。…．，．．………。我国铝电解技术自上世纪九十年代自主研发
２８０
图ｌ近年来中国铝电解工业电耗指标的变化一
…～……………………。
ｋＡ大型预焙电解槽技术以来，铝电解技术的
的磁场依然对槽内的铝液有很大的影响，铝液形成的漩涡和铝液面波动，迫使铝电解槽保持高极距操作・
高极距间电解质电阻产生大量的热不仅增加了电解槽保持热平衡的难度，同时也降低了电能利用率，造成现有的电解槽只能变成散热型、高耗能生产设备．
发展突飞猛进，特别是铝电解槽热、电、磁力特性及磁流体数学模型的研究、计算机控制、炭素电极材料、工艺操作及配套技术等方面都取得了一系列重大技术成果．以先进铝电解工艺、高质量炭素材料以及控制技术为核心的大容量预焙电解槽已经成为国内现代铝电解的主流槽型，我国整体铝电解技术水平已经跨人世界先进行列．
但是，目前国内外大部分电解铝企业吨铝直流电耗仍高达１３
０００．１３５００
因此只有革命性地改变铝电解槽结构和生产
工艺，减弱或消除槽内铝液的磁流体波动，才有可能大幅度降低极距和无功能耗，提高电能利用率．１
ｋ％，平均电能利用
竺堡妻竺黧二竺％・图１是近年来中国平均吨铝电耗的变化情况．
由此可见，铝电解过程输入的电能利用效率较低，约有一半转化为热散发掉了，这主要是因为当前大型铝电解槽的结构和设计技术、工艺操作条件所决定的．保持较高铝水平的生产工艺对电解槽母线设计的要求很高，为了最大限度地保持电解槽磁场分布的均匀性及最低的垂直磁场，不惜设计复杂的铝母线配置．即便如此，大电流产生
新型结构电解槽技术的前期研究……………一一…………
新型结构电解槽技术的开发历经基础性研究
０００
阶段、４
１６０
Ａ自热式新型结构电解槽试验研究、
ｋＡ新型结构电解槽工业试验、新型结构电解
槽技术在不同容量普通电解槽上的推广应用共４个阶段的研发工作，前后已历经１０年．
１．１
基础性研究
２０００—２００２年，郑州轻金属研究院进行了新
万方数据
１８
材料与冶金学报
第９卷
型结构电解槽的基础性研究，包括国内外文献调研、＂ｌｉＢ：一Ｃ复合可湿润阴极生产技术的开发、新型结构电解槽的初步仿真模拟计算．
１．２
４
ｋＡ自热式新型结构电解槽试验研究２００３—２００５年，中铝公司设立技术开发课题，进行新型结构电解槽技术的实验室研究和技术开发．课题建设了４ｋＡ自热式新型结构电解槽及其完整的配套系统，设计上首次采用了水平放置的ＴｉＢ：一Ｃ可湿润阴极，在阴极表面精心设计了网络状导流沟槽和小型蓄铝池．２００５年９月至１１月正式进行了４ｋＡ自热式新型结构电解槽的扩大试验．试验结果证明：水平可湿润阴极可以使铝液定向流动，铝液也可以在蓄铝池汇集，即使电流规模很小，电流效率也较高．
这次试验在世界上首次提出了水平可湿润阴极导流槽的概念，也首次提出了阴极表面网络状沟槽系统的设计思路，这就是新型结构电解槽的技术原型．通过改变阴极结构，使实现低铝水平生产运行成为可能，为铝电解槽降低极距以及槽电压提供了基本条件和技术支撑．４ｋＡ自热式新型结构电解槽试验于２００５年底进行了项目验收．
１．３
１６０
ｋＡ新型结构电解槽工业试验
２００６年中铝公司把１６０ｋＡ新型结构电解槽工业试验列为公司重大项目，组成了由郑州研究院、中铝国际合作研发的项目组．于２００６年５月确定了新型结构电解槽阴极材料研究和结构设计的技术路线和技术方案．采用新型可湿润阴极材料以提高阴极的抗磨性能、抗钠侵蚀性以及铝液的湿润性；创造性提出阴极表面形成水平网络状沟槽以及蓄铝池的新型结构系统；将大型预焙槽的设计从散热型转变成为保温节能型的技术思路．２００６年底前，项目申报了新型阴极和新型槽结构的专利技术．２００８年，中国铝业公司设计、建设的１６０ｋＡ新型结构电解槽工业试验投入试验运行．至今已连续稳定运行一年多，攻克了供电压负荷、操作设备不配套等种种难题．目前槽电压稳定在３．７２～３．７６Ｖ，电能利用率提高了５％一７％，直流电耗低于１２
３００
ｋＷ（ｔ—ＡＩ）．
１．４新型结构电解槽技术的推广应用
为了加快新型结构电解槽技术的工业化步伐，中铝公司于２００９年５月决定在２００
ｋＡ、２８０
ｋＡ、３００ｋＡ和１６０
ｋＡ电解槽上分别进行扩大应
用试验，以考验该技术在各种槽型上的适应性和节能效果．工业应用试验所用的可湿润阴极由包铝集团生产．
包铝集团克服了技术上、设备上和人员上的
万方数据
困难，仅仅用了５个月时间，就从不具备任何条件到生产出完全合格的可湿润阴极产品．
兰州分公司率先在２００９年１１月开始了首台
２００
ｋＡ工业试验槽的焙烧启动．２００９年１２月启
动第二台，随后又陆续启动３台，至今共运行５台新型结构槽．半年多的工业试验证明，试验槽槽电压可保持在３．７２—３．７５Ｖ长期稳定运行，吨铝电耗降低８００ｋＷｈ．网络沟槽系统通畅；槽底无沉淀；炉帮形成良好，炉膛规整．
焦作万方于２０１０年２月同时焙烧启动了２台２８０ｋＡ新型结构槽．试验槽电压３．７６—
３．７８
Ｖ，运行稳定，槽电压噪声低．试验槽在一个
月之内就迅速降低至设定槽电压．试验槽电流效率与对比槽基本相当，在原有较低的电耗指标上，吨铝再节电６００ｋ％左右．
郑州研究院沁阳试验厂从２００８年１２月起，共焙烧启动了８台１６０ｋＡ新型结构电解槽，持续进行了新型结构电解槽技术的优化工业试验，为中铝公司各分公司的工业应用源源不断地提供新的改进技术．
至２０１０年４月，全中铝公司共有１７台不同槽型的新型结构槽投人生产运行，节电效果显著．工业应用结果证明，中国铝业公司开发的新型结构电解槽技术具有如下特点：
（１）明显抑制了铝液面的波动，为电解槽在低极距下稳定运行、大幅度降低槽电压和电耗提供了理论支持．电解产生的铝液在新型结构电解槽内流动通畅，实现了阴极表面低铝水平运行，铝液与阴极表面有良好的湿润性，从根本上减弱了磁场对较高铝液层的受扰动，确保了较高的电流效率．
（２）首次提出了保温电解槽的设计理念，形成了保温型电解槽的设计技术．启动后采用了快速降温、降分子比的方法，一个月内即可迅速达到设定的槽电压，因而明显降低了启动初期的电能消耗，并使电解槽快速达到稳定状态．
（３）不存在原来高铝液层引起的侧部散热和对侧部的冲刷，可形成较厚的、规整的具有较好垂直度的炉帮，基本不产生水平电流，这有利于提高电流效率和槽的寿命．
（４）极距的降低和产生内热的减少，有利于实现高阳极电流密度的生产以及提高电解槽单位产能．
（５）阴极表面不易形成氧化铝沉淀，可在较高的氧化铝浓度区间运行，因此具备了实现零阳极效应生产的基本条件．
增刊刘风琴等：新型结构电解槽技术的研发２ｆｍ９＿应用
１９
（６）可采用成熟、简单易行且有利于提高槽
寿命的焦粒焙烧方法以及常规的启动方法，操作
简单，不存在增加设备和工序等技术难题．
（７）新型结构电解槽热容量比正常槽小，容易产生温度波动，因而对工艺参数的保持、换阳极、出铝等各项作业要求更严格．
中国铝业公司的新型结构电解槽技术的研发尽管取得了重要的进展，但需要经受长时间运行的考验，铝电解各种操作技术和控制技术也必须根据新型结构电解槽的特点和需要，进行相应的优化和改进，生产管理也要适应新型结构电解槽的要求，才能充分发挥新型结构槽节能的优势．
２新一代铝电解节能技术研究开发
的思考
新一代节能铝电解槽的开发应关注如下问题：
（１）从热平衡的理论公式可以看出：无论多大容量的电解槽，只要槽电压、电流效率和体外电压（导体压降）是在同一个水平上，其单位电流（ｋＡ）的热损失是同等的．
Ｑ＝，｛ｙ一（１．６４７７／％＋Ｏ．４８）一Ｒ体外Ｊ『｝
上式两侧各除以电流，，则得单位安培的热损失ａ热损．
口热损＝Ｖ一（１．６４７７／％＋０．４８）一ｙ体外但是必须注意的是：虽然在同等电压、电流效率和体外电压下，小容量电解槽的单位安培的热损失与大容量的电解槽是相等的，但反映到电解槽单位散热面积上，则是小容量电解槽的单位面积热损失量或热流束小于大容量的电解槽．这意味着在同等技术条件下，小容量电解槽要求的保温程度大于大容量电解槽．
槽电压（或极距ＡＣＤ）降低以后，电解槽的内
万方数据
热必然减少，若不加强保温，电解质温度和过热度
将随之降低．因此，为在低槽电压条件下稳定运
行，较小容量电解槽需要更好地保温，特别是侧部和侧下部，而３００ｋＡ以上电解槽的保温则较易实现．
现有电解槽的设计以及进一步的强化保温措施往往难于补偿内热的不足，而过好的保温则在启动初期会产生难于形成炉帮的问题，因此必须认真研究解决这一技术难题，形成新一代保温节能电解槽设计技术．
（２）降低极距和槽电压是实现节能的主要突
破口，同时必须兼顾电流效率．准确测定真实可信
的电流效率是评判新一代节能铝电解技术的关键，容不得半点浮躁和主观偏差．应采用可靠的直接测定方法或经过长时期的准确计量，才能得出可靠的结论．此外，还必须认真研究极限极距与电流效率的关系，得出不同结构和磁场设计水平的电解槽，可能达到的最低极距和节能效果．
（３）在低极距的条件下，多阳极间的极距和浓度分布的不均匀性的问题将变得更突出．因此，如何解决新一代铝电解槽可能产生的这种不均匀性，保持阳极电流分布的基本均匀和稳定，对技术开发的完全成功十分重要．
（４）必须进一步开发、优化新型结构铝电解槽的各种操作技术和控制技术，适应在低槽电压和节能的条件下稳定运行的需要．
（５）必须强化新型结构铝电解槽所需配套的各种新材料的开发研究，如新型保温材料、防渗材料、阴极材料和耐火材料等．
（６）新型结构电解槽技术还需要经过长期、稳定运行的考验和优化改进，电流效率的考核也必须经大量数据积累分析后，才能得出可靠的结果．因此，应采取科学、求实的态度，进行深入全面的试验研究，稳步推进工业应用进程．
新型结构电解槽技术的研发及工业应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
刘风琴， 顾松青
刘风琴(中国铝业股份有限公司,郑州研究院,郑州,450041)， 顾松青(中国铝业股份有限公司,北京,100082)
材料与冶金学报
JOURNAL OF MATERIALS AND METALLURGY2010,09(z1)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_clyyjxb2010z1006.aspx