2010年8月11日，河南省巩义市宾馆的会议室高朋满座、气氛热烈！由东北大学设计研究院（有限公司）、河南中孚实业股份有限公司、郑州中实赛尔科技有限公司和东北大学等单位共同完成的“400kA级高能效铝电解槽技术开发及产业化”等13项科技成果鉴定会在这里隆重召开。

鉴定会由中国有色金属工业协会组织，协会张洪国副秘书长主持，康义会长亲临现场，并发表了重要的讲话。鉴定委员会主任由中国有色金属学会的钮因健副会长担任，副主任由北京矿冶研究总院的邱定蕃院士、北京有色金属研究总院的张国成院士和杨润怀教授以及中国铝业股份有限公司郑州研究院的刘风琴教授担任，鉴定委员会的成员是来自中国国际工程咨询公司、中国科学院电工研究所、北方工业大学、河南省有色金属工业协会、南山集团公司、中电投国际矿业投资有限公司和霍煤鸿骏铝电有限公司等单位的技术专家或行业带头人。

现将由我院主要承担和参与的八项科技成果鉴定结论摘要如下：

1、400kA级高能效铝电解槽技术开发及产业化

（1）采用数字仿真技术和大型铝电解槽开发经验相结合的方式，首次开发了400kA级高能效铝电解槽系列和生产技术，实现了产业化。

（2）采用铝电解槽电磁耦合模拟软件和MHD-NEUI铝电解槽磁流体模拟分析软件包研发的400kA级铝电解槽母线装置，取得了显著的磁流体高稳定效果，确保电解槽在低电压下高效稳定运行；

（3）针对大型电解槽特点研发的“低温差焙烧、快速降电压启动技术”和“低电压稳定生产工艺技术”，保证了优异技术经济指标的实现;

（4）首创的“管桁架式上部结构”、“弹性槽壳结构” 和“烟气分区捕集技术”，优化了电解槽整体钢结构，大幅减少了电解槽投资，有利于延长槽寿命，提高了电解槽集气效率。

该项目经过两年多的生产运行，取得了全系列电解槽平均电压3.85V、直流电耗12328kWh/t和阳极效应系数0.015次/槽•日的先进技术经济指标，整体技术达到国际领先水平。

2、大型铝电解槽磁流体稳定技术与母线装置研究

（1）综合分析影响电解槽磁场模拟计算准确性的因素，经过试验研究优化了大型槽电磁场计算的边界条件，提高了数值模拟的精确度；

（2）首创了“双端非对称强补偿，底部多点弱补偿”母线配置方法；

（3）采用电解槽电平衡模拟和磁场模拟耦合计算方法设计的母线装置，阴、阳极电流分布均匀，提高了电解槽生产运行的安全性和经济性。

该项目研发的母线装置应用于中孚实业400kA级高能效铝电解槽系列，实测结果表明，主要技术指标与模拟计算结果相吻合，经济效益和社会效益显著。该项目技术达到国际先进水平。

3、大型铝电解槽管桁架式上部结构开发研究

（1）首创了大型铝电解槽管桁架式上部结构，强度高、用材少；

（2）基于管桁架结构开发的新型打壳装置、导杆密封装置、潜入式阳极提升机安装方式等均为首次应用，确保了电解槽上部结构的整体性和密闭性。

该项目研发的“管桁架式上部结构”应用于中孚实业400kA级高能效铝电解槽，单位电流的用钢量同比降低约13%，经济效益显著。该项目技术达到国际领先水平。

4、大型铝电解槽集气系统负压平衡技术开发

（1）首次将CFD数值模拟计算技术应用于大型铝电解槽集气系统设计；

（2）铝电解槽集气系统采用分区集气结构，实现了电解槽内负压的均匀分布，提高了电解槽的集气效率；

（3）首次采用双排烟方式，实现了电解槽高效集气，减少了烟气的无组织排放。

该结构比传统集气结构的阻力减少约80Pa，吨铝排烟量下降约20%，净化系统动力能耗降低约100kWh/t。

该技术成功应用于中孚实业400kA级高能效铝电解槽系列，取得了电解槽集气效率＞99%，总氟排放量≤0.6 kg/t和粉尘排放≤1.0kg/t的环保指标，经济效益和社会效益显著。该项目技术达到国际先进水平。

5、大型铝电解系列平式拓扑整流供电系统

（1）该平式拓扑整流供电系统采用正负母线分开布置结构和大元件等措施，有效地降低了整流装置的电动力，提高了装置的防爆能力，并降低了装置的电磁噪音；

（2）该整流装置采用大元件与双体快熔的匹配、元件轴式压装、桥臂正负分开的方式，提高了系统的抗短路能力和安全性；该装置还采用了整流变阀侧与整流装置平行直排连接，使各支路电感和电阻大小相同，谐波含量减少，从而使整流效率提高到98.29%以上；

（3）该整流装置采用铝合金六孔母线，解决了4寸以上元件的压装、母线应力、元件冷却及母线电腐蚀等问题。

该系统与传统同相逆并联整流供电系统相比，解决了电解单系列大型化带来的整流设备的安全隐患问题，经济效益和社会效益显著。

该项目研发的超大型铝电解系列平式拓扑整流供电技术属世界首创，整体装备技术达到国际领先水平。

6、铝电解槽本征值智能控制系统

（1）项目采用神经网络对电解槽的固有特性进行寻踪，采用遗传算法加快寻踪速度，得到电解槽氧化铝浓度、极距、温度等工艺参数的本征值；

（2）以电解槽的本征值为控制依据，对电解槽进行个性化控制。 该控制技术应用于中孚实业400kA电解槽，在低槽电压槽况下，电压控制精度在10mV以内；氧化铝浓度控制在1.5~2.5%wt的目标范围内；效应系数<0.015次/槽•日，控制效果良好，经济效益和社会效益显著。

研制的铝电解槽本征值智能控制系统控制策略先进，达到国际先进水平。

7、大型铝电解槽生产综合节能技术开发

（1）首次将数字化、网络化技术应用于铝电解系列稳流供电技术及装置的开发，采用了不停电停开槽和不停电焊接技术，实现了大型铝电解系列的恒流稳定运行；

（2）首创了铝电解槽“内衬可压缩结构”、“高效抗渗砖”和“均流型阴极导电体结构”，并采用了 “常温固化硼化钛材料”，有效提高了槽寿命和生产的稳定性；

（3）研制的“网格型”铝母线压接面处理方法及母线施工技术、低电阻阴极钢棒捣固技术，以及阳极钢—炭接触电阻控制技术，有效降低了电解槽无功能耗；

（4）开发成功了阳极焙烧炉燃气焙烧控制技术及成套装置，焙烧过程的能量消耗降低，阳极质量明显改善。

该项目在中孚实业6台320kA试验槽应用，取得了电流效率95.2%、直流电耗12200kWh/t的先进试验指标，经过4年整系列运行，生产运行稳定，减少了大修废物及PFC的排放，整体技术达到国际先进水平。

8、400kA级铝电解槽生产工艺技术开发

（1）首创了“低温差焙烧技术”，通过优化焦粒配比方案，降低冲击电压，减小焙烧区阴极裂缝，降低焙烧期电耗;

（2）开发了“铝电解槽快速降电压启动技术”，采用低铝水平、高保温料等技术条件，降低启动期槽电压和温度，减少了启动期电耗；

（3）开发了“低电压生产工艺技术”，实现了低电压稳定运行。

该项目开发的“400kA级高能效铝电解槽生产工艺技术”在中孚年产23万吨生产系列上运行近两年，取得了槽平均电压3.85V、直流电耗12328kWh/t和阳极效应系数0.015次/槽.日等优异的技术经济指标，整体技术达到国际先进水平。

十三项成果中有三项达到国际领先水平，九项达到国际先进水平，一项达到国内领先水平。

本次鉴定会的专家阵容如此强大，鉴定成果数量如此之多，是历次电解铝行业技术鉴定会前所未有的。这标志着在这里鉴定的科技成果重新书写中国电解铝工业技术创新的新篇章！也预示这些科技成果将助推中国电解铝工业和装备技术整体水平实现新飞跃。