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——中鋁鄭州研究院技術創(chuàng)新推動鋁工業(yè)綠色發(fā)展

    建設生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計，關系人民福祉，關乎民族未來。中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司（以下簡稱鄭州研究院）作為全國唯一輕金屬大型科研機構，不忘初心、牢記使命，以綠色低碳、生態(tài)環(huán)保為己任，堅持創(chuàng)新是實現(xiàn)低碳發(fā)展的動力源，以技術創(chuàng)新推動鋁工業(yè)綠色發(fā)展。

    鄭州研究院員工河南省勞動模范陳開斌和他的年輕團隊長期致力于鋁用炭陽極生產(chǎn)技術研發(fā)，特別是針對鋁用炭陽極焙燒過程，通過提質(zhì)節(jié)能型焙燒爐結構創(chuàng)新優(yōu)化設計、焙燒爐提質(zhì)節(jié)能測試診斷技術開發(fā)、焙燒爐提質(zhì)節(jié)能運行技術研發(fā)等，形成了鋁用炭陽極焙燒爐提質(zhì)節(jié)能綜合技術。2017年該技術經(jīng)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會評價，達到國際先進水平。

理論到實踐 實現(xiàn)結構節(jié)能

    焙燒是鋁用炭陽極生產(chǎn)的主要過程，對陽極生產(chǎn)能耗和質(zhì)量影響極大。焙燒爐爐體龐大，結構復雜，焙燒的各項工藝參數(shù)處于周期性變化過程，工程設計、筑爐材料、工藝操作、爐況變化都對焙燒能耗和陽極質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。陳開斌團隊擁有多年在外生產(chǎn)運營的經(jīng)驗，在運營中發(fā)現(xiàn)了改善焙燒過程，可以達到提質(zhì)節(jié)能的效果，但發(fā)現(xiàn)這是一個系統(tǒng)的技術，難度較大。面對困難，陳開斌說：“萬事開頭難，我們要做鋁工業(yè)發(fā)展的引領者，就要有不怕困難，敢于挑重擔，要有敢為人先的精神。”陳開斌帶領近10名研究生，以實施大型化為目標，開展了焙燒爐大型化的理論可行性研究，從實驗室做起，到擴大試驗，再到工業(yè)試驗，經(jīng)過5年的研究，開發(fā)了焙燒爐大型化技術、新型保溫密封結構產(chǎn)品、可調(diào)節(jié)聯(lián)通火道等新技術和新產(chǎn)品，焙燒爐節(jié)能水平大幅度提高。為了提高焙燒爐綜合熱利用效率，實現(xiàn)大產(chǎn)能、低能耗、高質(zhì)量、低投資的目標，開發(fā)了焙燒爐“三多一大一高”（多系統(tǒng)、多爐室、多料箱、大容量、高填充率）總體結構，將焙燒爐實際填充率提高到61%，降低了耐火材料用量15%～20%，起到了可觀的節(jié)能效果。 

采用新材料 實現(xiàn)保溫節(jié)能

    技術團隊雖然在焙燒爐大型化方面取得了突破，但并不滿足于取得的成績，在項目階段的總結會上，大家討論認為加強爐體保溫性能是下一個重點攻關項目，保溫性能的提高是有效的節(jié)能途徑，符合企業(yè)節(jié)省費用的需求，也符合資源節(jié)約、環(huán)境保護，形成綠色低碳的發(fā)展方式。對于一直從事冶金方向研究的團隊而言，新材料的研究是一個“新科目”，查閱文獻，請教專家成為了每一個成員的日常工作，對待碰到的新名詞，做到理會透徹為止。10名研發(fā)人員，500多個日日夜夜，1000多次試驗，數(shù)萬個數(shù)據(jù)，功夫不負有心人，終于創(chuàng)新性開發(fā)出包括新型可調(diào)節(jié)負壓連通火道、新型保溫爐面預制塊、新型高性能耐火材料和保溫材料等系列新技術產(chǎn)品。其中新型可調(diào)節(jié)負壓連通火道結構首次通過特殊結構實現(xiàn)了連通火道分至各火道負壓可調(diào)節(jié)，并在國內(nèi)首次采用了含鋯耐火纖維預制模塊保溫材料，耐火保溫結構采用預制耐火含鋯纖維模塊，現(xiàn)場錨固組裝，高溫工作面內(nèi)襯采用先進陶瓷耐火涂層，解決了連通火道需熱量大，保溫不佳的問題。

研發(fā)診斷技術 實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能

    在研發(fā)實踐過程中，困難接踵而來，解決了設備和材料的問題，焙燒過程中的參數(shù)成了項目進展中的又一攔路虎。項目團隊研究了焙燒過程中溫度及其分布規(guī)律，做出焙燒曲線，根據(jù)焙燒曲線“兩頭快，中間慢”的原則，以及揮發(fā)分中不同成分充分燃燒的溫度要求，診斷分析焙燒爐在焙燒過程中溫度運行狀況和揮發(fā)分燃燒情況。采用自主開發(fā)的對焙燒過程溫度分布、效果量化、煙氣特性測試等多手段共用的焙燒爐綜合測試技術，實現(xiàn)了對火道料箱內(nèi)溫度場變化和分布的科學評判。新的技術需要新的量化評價方法，團隊又研制了測定用標準樣品（國家標樣B04-3308-2016），實現(xiàn)了對焙燒效果準確評價，也為研判是否存在焙燒過度或不足及保證整體焙燒效果，提升焙燒陽極品質(zhì)提供了依據(jù)。為長期運行狀態(tài)下提升陽極質(zhì)量、降低焙燒能耗提供了技術支撐。

推廣新技術 節(jié)能效果斐然

    經(jīng)過研發(fā)團隊8年的孕育-生產(chǎn)-培護，鋁用炭陽極焙燒爐提質(zhì)節(jié)能綜合技術已逐漸成長、成熟，開始走出家門，走向車間。2015年該技術在山東某合金材料有限公司焙燒爐大修改造工程中推廣應用。項目團隊的每個人都非常興奮，面對60度以上的爐面高溫，每個人都汗流浹背，仍每天24小時“釘”在現(xiàn)場，從沒有任何抱怨，在推廣應用的3個月里，大家團結一致，“5+2”，白加黑，沒有一個人休息過周末，想家人了，通過微信視頻，與家人聊聊天。大家每天監(jiān)測著火道和料箱動態(tài)溫度，得到5萬多個數(shù)據(jù)，通過分析，制定合理的措施，提出20余條優(yōu)化措施，為焙燒過程提質(zhì)降本，成功工業(yè)應用夯實了基礎。天道酬勤，節(jié)能效果斐然。改造后的焙燒爐噸炭塊焙燒天然氣平均消耗降低到54.12Nm3，較改造前降低了43.1%。制品一級品率年平均達到57.8%，較改造前提高了16.4個百分點。在赤壁某炭素制品有限公司焙燒爐推廣后，2017年天然氣平均單耗49.3Nm3/t，較改造前降低了45.6%。制品一級品率年平均達到66%，較搬遷改造前提高了26個百分點。

    焙燒爐提質(zhì)節(jié)能綜合技術的開發(fā)與推廣，降低了焙燒過程天然氣的消耗，符合鋁用炭素行業(yè)全面貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念。天然氣能耗的降低，在節(jié)約化石資源減少企業(yè)成本同時，減少了碳排放。該技術應用以來，僅山東和湖北兩家企業(yè)共計節(jié)省天然氣2300萬NM3，共計折合減少碳排放4.82萬噸。

    鄭州研究院圍繞“產(chǎn)業(yè)升級與節(jié)能降碳”不斷創(chuàng)新，探求綠色、低碳的鋁工業(yè)發(fā)展之路，始終堅持科技降碳，我們一直在路上?。铌唬?/p>