500kA綠色低碳鋁冶煉創新技術工業化應用

鶴慶溢鑫鋁業有限公司

1 公司簡況

鶴慶溢鑫鋁業有限公司（以下簡稱“云鋁溢鑫”）位于云南鶴慶產業園區，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、鋁加工生產為一體的綠色鋁企業，云鋁溢鑫2017年7月28日開工建設，2019年2月28日通電投產,擁有1條年產45萬噸500kA大型曲面陰極電解生產線、2條年產10萬噸輪帶合金生產線，主要生產重熔用鋁錠、重熔用精鋁錠、鑄造鋁合金產品。

公司始終堅持“科技引領行業 創新引領未來”的發展思路，以“以人為本、綠色低碳、精益求精、鑄造卓越”的工作思路，嚴格按國際標準執行生產組織，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；高新技術企業、大理州企業技術中心認定；公司授權專利 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年數字新基建第一批示范項目。

2 500kA綠色低碳鋁冶煉創新技術工業化應用創新點及應用情況

圖1 公司全景

圖2 電解車間現場

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計研究院有限公司開發設計的“56組陽極＋大面7點進電” 的均流配置模式，并配套“內外母線聯合磁補償”最佳磁流體設計方式，使用大型槽獨立腔體焙燒技術，通過“120h平穩控電焙燒工藝”，等，實現鋁液綜合交流電耗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，企業新增工業總產值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、低污染等技術特點，形成了具有領先優勢的系列電解槽匹配節能型電解槽系列，代表著目前鋁電解槽的最先進技術。

應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了噴射加料，降低了凈化系統的能耗和成本，同時配套上線4套脫硫系統，監測結果顯示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《鋁工業污染物排放標準》（GB25465-2010）規定的HF排放限值3mg/m3，SO2排放限值150 mg/m3，粉塵排放限值20mg/m3，實現超凈排放。

圖3 脫硫系統

圖4 高精鋁產品

應用精確感知與智能決策的鋁電解MES系統，致力于打造工業互聯網平臺及“5G+”數字孿生智慧工廠。它是基于鋁錠價格、鋁錠產量、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，根據生產數據和設備折舊信息的實時采集，結合電價、原材料、地區人工成本市場變化信息，進行噸鋁生產綜合成本和利潤分析，給出利潤最大化的生產策略，指導企業生產經營，企業取得了顯著的經濟和社會效益。

開發出500kA電解槽“一段式”短流程直接生產高純鋁技術。采用短流程一段式鋁電解槽精鋁冶煉技術，替代傳統電解鋁+精鋁的兩段式生產方法，探索出直接利用500kA電解槽生產出純度達到Al99.90-Al99.95的高純鋁錠，在國內首次實現了直接利用500kA電解槽生產高純鋁的控制技術工藝。該技術可大幅節約傳統精鋁制備的能耗，降低噸鋁當量碳排放，社會環境效益明顯。同時，為了實現高精鋁產業化生產，研究開發出電解煙氣半干法雙流程分區凈化調控技術，實現生產過程中高精鋁與普通鋁的有序生產切換，可實現不同品質的氧化鋁在凈化系統中形成載氟氧化鋁供高精鋁槽使用，降低氟化鋁單耗，提供了技術裝備保障。