500kA綠色低碳鋁冶煉創(chuàng)新技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用

鶴慶溢鑫鋁業(yè)有限公司

1 公司簡況

鶴慶溢鑫鋁業(yè)有限公司（以下簡稱“云鋁溢鑫”）位于云南鶴慶產(chǎn)業(yè)園區(qū)，是中鋁、云鋁股份子公司，成立于2007年10月，是滇西第一家集鋁冶煉、鋁加工生產(chǎn)為一體的綠色鋁企業(yè)，云鋁溢鑫2017年7月28日開工建設(shè)，2019年2月28日通電投產(chǎn),擁有1條年產(chǎn)45萬噸500kA大型曲面陰極電解生產(chǎn)線、2條年產(chǎn)10萬噸輪帶合金生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)重熔用鋁錠、重熔用精鋁錠、鑄造鋁合金產(chǎn)品。

公司始終堅持“科技引領(lǐng)行業(yè) 創(chuàng)新引領(lǐng)未來”的發(fā)展思路，以“以人為本、綠色低碳、精益求精、鑄造卓越”的工作思路，嚴格按國際標準執(zhí)行生產(chǎn)組織，先后通過了ISO9001、ISO14001、ISO45001、ISO50001和IATF16949 5個國際標準認證，獲得兩化融合管理體系評定證書；高新技術(shù)企業(yè)、大理州企業(yè)技術(shù)中心認定；公司授權(quán)專利 23項；同時公司“云鋁”商標被認定為中國馳名商標；“三化”改造試點示范項目，云南省2021年數(shù)字新基建第一批示范項目。

2 500kA綠色低碳鋁冶煉創(chuàng)新技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用創(chuàng)新點及應(yīng)用情況

圖1 公司全景

圖2 電解車間現(xiàn)場

溢鑫公司500kA大容量高效能鋁電解槽系列采用了貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司開發(fā)設(shè)計的“56組陽極＋大面7點進電” 的均流配置模式，并配套“內(nèi)外母線聯(lián)合磁補償”最佳磁流體設(shè)計方式，使用大型槽獨立腔體焙燒技術(shù)，通過“120h平穩(wěn)控電焙燒工藝”，等，實現(xiàn)鋁液綜合交流電耗13114.11kWh/t；電流效率94.21%；氧化鋁單耗1903.46kg/t；氟化鋁單耗12.48kg/t，2019年-2020年，企業(yè)新增工業(yè)總產(chǎn)值78.99億元，上繳利稅7.46億元。該槽型具有大容量、高效、低耗、低投資、低污染等技術(shù)特點，形成了具有領(lǐng)先優(yōu)勢的系列電解槽匹配節(jié)能型電解槽系列，代表著目前鋁電解槽的最先進技術(shù)。

應(yīng)用電解煙氣凈化無動力引射加料方法及裝置。在無外部動力的情況下實現(xiàn)了噴射加料，降低了凈化系統(tǒng)的能耗和成本，同時配套上線4套脫硫系統(tǒng)，監(jiān)測結(jié)果顯示HF排放濃度為0mg/m3，SO2排放濃度為25 mg/m3，粉塵排放濃度為4.2mg/m3，遠低于《鋁工業(yè)污染物排放標準》（GB25465-2010）規(guī)定的HF排放限值3mg/m3，SO2排放限值150 mg/m3，粉塵排放限值20mg/m3，實現(xiàn)超凈排放。

圖3 脫硫系統(tǒng)

圖4 高精鋁產(chǎn)品

應(yīng)用精確感知與智能決策的鋁電解MES系統(tǒng)，致力于打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及“5G+”數(shù)字孿生智慧工廠。它是基于鋁錠價格、鋁錠產(chǎn)量、電耗成本、陽極成本、氧化鋁成本的影響因子的多目標決策模型，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備折舊信息的實時采集，結(jié)合電價、原材料、地區(qū)人工成本市場變化信息，進行噸鋁生產(chǎn)綜合成本和利潤分析，給出利潤最大化的生產(chǎn)策略，指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，企業(yè)取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

開發(fā)出500kA電解槽“一段式”短流程直接生產(chǎn)高純鋁技術(shù)。采用短流程一段式鋁電解槽精鋁冶煉技術(shù)，替代傳統(tǒng)電解鋁+精鋁的兩段式生產(chǎn)方法，探索出直接利用500kA電解槽生產(chǎn)出純度達到Al99.90-Al99.95的高純鋁錠，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了直接利用500kA電解槽生產(chǎn)高純鋁的控制技術(shù)工藝。該技術(shù)可大幅節(jié)約傳統(tǒng)精鋁制備的能耗，降低噸鋁當量碳排放，社會環(huán)境效益明顯。同時，為了實現(xiàn)高精鋁產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，研究開發(fā)出電解煙氣半干法雙流程分區(qū)凈化調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中高精鋁與普通鋁的有序生產(chǎn)切換，可實現(xiàn)不同品質(zhì)的氧化鋁在凈化系統(tǒng)中形成載氟氧化鋁供高精鋁槽使用，降低氟化鋁單耗，提供了技術(shù)裝備保障。