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“小材料”打造大品牌—— 中铝郑州研究院电解铝用防渗料研发纪实

发布时间:2017-03-23

导读: 中国铝业公司从电解铝用小材料研发为基础,对电解铝开展提质增效和安全生产工作,目前自主研发生产的两万多吨防渗料成功下线,并应用于下属一些企业。

  中国铝业公司从电解铝用小材料研发为基础,对电解铝开展提质增效和安全生产工作,目前自主研发生产的两万多吨防渗料成功下线,并应用于下属一些企业。
  电解铝用防渗料,用于电解槽中铺设在阴极炭块下面、保温材料上面的一种防渗材料,作用是阻挡通过阴极炭块渗漏下来的电解质破坏保温材料。该放渗料只是电解槽大修中的小材料,占电解槽大修费比例约3.5%,厚度在160mm~200mm之间,单台槽用量15吨~40吨不等。
  别看这种“小材料”,却引起了中国铝业公司董事长葛红林的高度重视,并亲自批示、督办,在中国铝业郑州有色金属研究院(以下简称郑州研究院)开发、建设了新型电解铝用防渗料基地。原来,这种防渗料“小材料”,却能解决电解铝生产中很多问题,比方减少电解槽破损、延长槽寿命等。
  郑州研究院作为我国铝工业新技术、新工艺、新材料和新装备的研发基地,在长期为电解铝企业进行技术服务的过程中发现,企业在生产中更多关注于大型主体设备及材料的指标和性能,往往忽视了像防渗料对生产过程的影响。如果防渗料选用不当会导致电解槽早期破损,保温材料受到破坏,电解槽的热工状态变差,电解槽运行的经济指标恶化,不仅使电耗上升、效率下降,而且使槽寿命大幅减少,同时大修费用大幅增加,给电解铝企业造成严重损失。
  在此基础上,郑州研究院为防患于未然,对材料进行了深入调研。
  该院经过对防渗料原料和生产现状进行调研后发现,目前防渗料生产企业虽多,但售价很低,市场恶性竞争严重。基本上都不使用理应所用原料焦宝石生产防渗料,而是偷梁换柱,以三级铝石熟料和硅石粉作为生产原料,一些企业甚至采用低廉的各种耐火材料边角废料,如碎砖头、红石头碎渣生料等破碎混配生产防渗料,成本很低,所产防渗料防渗效果往往很差。这给中国铝业公司乃至全行业的铝电解槽寿命和经济生产造成巨大损失。
  开发新型防渗料、建设防渗料基地势在必行。郑州研究院具有这方面的独特优势:一是具有强大的新型防渗料技术研发优势和电解铝技术服务经验,对公司各电解铝企业电解槽现状非常了解。二是靠近原料产地。生产铝电解槽用优质防渗料的主要原料是焦宝石,经高温煅烧后成分稳定,质地均匀、结构致密,具有体积稳定、强度大及吸水率小等特性。主要分布在河南沁阳和济源一带。而郑州研究院下属的沁阳高温氧化铝材料厂就位于沁阳境内,距离原料主产区非常近,可大量节省运输成本。三是有闲置的电解厂房及部分设备,这些设备可通过局部改造后重新利用,对减少投资、加快项目实施进度具有良好的条件。
  郑州研究院沁阳高温氧化铝材料厂原为国家大型铝电解试验基地,是我国大型铝电解槽系列技术与装备的原创孵化基地,在完成试验任务后因市场等多种原因,于2007年停产电解铝,进行产业转型升级改造,转而生产多品种氧化铝。尚有部分废旧厂房和设备可以利用。四是依托挂靠在该院的国家轻金属质量监督检验中心平台,具有无可比拟的原料、产品质量检测与效果评价优势。五是自身拥有有色金属行业甲级咨询、甲级设计资质的河南华慧有色工程设计公司,可自行设计、施工,不仅可减少投资,而且可缩短建设工期。
  为确保中铝公司铝电解用防渗料的质量,尽力避免因防渗料质量给公司电解铝生产造成巨大损失,2015年7月,郑州研究院毅然向公司提出建议:开发、建设年产2万吨防渗料生产基地,确保公司需要。这与公司全力推进技术进步、提质降耗的思路不谋而合。葛红林在郑州研究院请示报告中亲自批示:支持研究院开发新型防渗料、建设防渗料基地。随之,该项目成了葛红林董事长非常关心、多次过问的一把手工程,中铝公司和股份公司上下高度重视,可研、批复等各道程序迅速完备。
  遵照葛红林批示和中铝股份要求,郑州研究院很快组建了防渗料建设项目领导小组,以及技术研发组、标准组、管理组和现场施工、建设与管理组四个专业组,立即分头行动,制订了Tips计划,明确了项目进度及相关负责人。
  在充分向公司内外耐火材料、设计研究院、电解铝等30家企业征求意见的基础上,郑州研究院技术研发组经过对8个配方(化学成分)、15个粒度配比以及5种添加剂含量分别对防渗性能、导热系数、捣实密度等进行了1800组的正交实验,通过对实验数据及各影响因素分析,形成了研究院独有的电解槽用防渗料配方。使其不但能抵抗冰晶石电解质的侵蚀,具有足够的耐火度、良好的体积稳定性和保温性能;而且原料资源丰富、价格相对低廉。
  郑州研究院以充分利用旧厂房、设备、减少投资为主要原则,很快自行完成了设计。并在施工中对原沁阳高温氧化铝材料厂闲置电解厂房及电解槽地坑地坪进行了局部改造,对原天车进行了利旧修理等,不仅盘活了闲置资产,而且共计节约投资415万元。项目于2015年9月份开始施工,3个月即建成投产,以自筹355.51万元的新增投资建成了年产能3万吨的高品质电解槽用防渗料生产线,创造了公司生产线建设上新的中铝速度和奇迹。
  在中铝公司领导的大力支持下,目前已生产防渗料2万多吨。在公司内企业使用后,经科学检测,抗电解质渗透能力,比原市场防渗料产品提升4倍以上。不仅解决了公司电解铝用防渗料的短板问题,避免了因防渗料质量给公司造成的巨大隐形经济损失,而且创造了很好的经济与社会效益。以400kA电解槽为例,大修费用为80万~85万,防渗料费用为3万元,如果防渗料选用不当,导致的防渗效果差,保温材料受到破坏,电解槽的热工状态变差,运行的经济指标恶化,可使吨铝电耗上升300度以上,甚至电解槽早期破损,运用2~3年就停槽(以3年计)。而使用该防渗料后正常槽寿命以8年计,可为电解铝企业吨铝大修成本降低约100元,吨铝节电300度以上。同时,郑州研究院顾全大局,在公司内企业几乎以成本价销售,为支持公司提质增效作出了突出贡献。
  不仅如此,郑州研究院以此为契机,充分利用国家轻金属质量监督检验中心平台,在广泛征求意见和内部讨论的基础上,制定了适应电解铝需要的防渗料新标准。尤其是关键的防渗性能指标,较行业标准大幅提升3.5倍,形成了公司标准,为公司提质增效树立了新的标杆。同时,郑州研究院还正在注册公司防渗料独有商标,以形成中铝新的品牌。
  目前新型防渗料产能已经供不应求,郑州研究院正在对生产线进行提产改造,力争达到5万吨,努力朝年产6万吨目标迈进,以满足公司和行业电解槽大修需要,为公司、为中国铝工业作出更大贡献。
  来源: 中国有色金属报  (杨建民)

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