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摘 要：本文围绕240kA铝电解槽上应用的高导电双钢棒技术进行讨论，对高导电双钢棒技术的相关内容加以了解，并对该项技术的具体应用进行探讨和描述。
关键词：高导电双钢棒；240kA铝电解槽；应用
中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0262-01
电解铝生产行业是典型的高能耗产业，其生产活动，不仅会对能源造成大量的消耗，同时也会对环境造成一定的影响，随着资源的枯竭以及可持续发展战略的深化，该行业的发展局势也变得越来越紧张，为了使这种问题得到有效的改善，国家开始针对电解铝生产设置电能消耗指标，只有生产达标企业才能在电价方面获得一定的优惠政策，这也在一定程度上推动了电解铝行业的技术更新，使得越来越多的高效节能技术被应用在了电解铝生产当中，不仅减少了电力消耗，同时也降低了企业的生产成本，使企业的经济效益得到了保证，因此，本文针对相关内容进行具体研究。
1 高导电双钢棒技术
所谓的高导电双钢棒技术，实际就是从材质以及结构等方面入手，对阴极钢棒进行改变，在其中间开缝、端头部分设置绝缘材料，以此来降低电解槽炉的水平电流，使电流效率得到有效的提升，从而达到减少电能消耗的目的。该项技术的主要特点如下：①阴极钢棒主要使用高导电性材料进行制作，能够有效减少钢棒自身的压降；②对双阴极钢棒技术加以应用，对钢棒实施开缝处理，使电流分布得到有效的优化，不仅能够使水平电流有效减少，同时还能推动电流效率的提升；③采用纳米复合材料进行绝缘层的制作，能够使阴极钢棒自身的导电接触面得到合理的优化，可以有效调整电解槽当中的磁场，还能扩大极距，对铝液二次损失的问题具有一定的改善作用；④通过对阴极钢棒本身的组装工艺和尺寸的优化，能够使炭块和钢棒更加紧密的接触，使两者之间的接触压降有效降低；⑤对相关检测标准及设备加以使用，检验组装质量，能够使槽炭块的压降得到保证；⑥对高导电钢棒配套的冷捣糊加以应用，该项技术不会对现有电解槽壳结构、筑炉工艺以及阴极炭块组装进行改变，能够使原有的电解槽设计参数得到有效的保存[1]。
2 高导电双钢棒在240kA铝电解槽上的应用
文章主要选择某公司自主研发的特种合金钢作为钢棒，这种材质与普通钢棒相比具有更高的导电性，具有减少电阻的作用。
（1）优化钢棒尺寸，将钢棒燕尾槽部分的高度设置在1～2mm范围内，原有钢棒的设计尺寸为180×70mm，需要将其改为198×70mm。
（2）对高导电双钢棒自身结构进行合理的优化，通过专用软件进行分析，针对电解槽实施模拟仿真操作，使钢棒开缝及绝缘处理能够得到相应的理论支撑，以此来提升处理方案编制的科学性与合理性，在本方案当中，主要在阴极钢棒与燕尾槽接触面相距80mm的位置、与棒端头相距450mm的位置进行开缝处理，在处理过程中，应该沿着阴极棒的方向进行，开缝的长度为600mm，宽度为2mm，能够使电解槽部分的电流得到有效的阻断，使电解槽当中的水平电流密度有效降低，具有提升电流效率的作用[2]。
（3）将纳米绝缘材料涂刷在钢棒端头，涂刷长度为475mm，钢棒需要有490mm的部分伸出阴极，余量预留长度为15mm，主要是为了避免阳极坐偏对钢棒导电性能造成影响，绝缘层主要设置在浇筑料当中，从理论的角度来看，该浇筑料位置不具备导电性，但在实践过程中，在一些因素影响下，也会出现电流流过的现象，所以需要对其绝缘设置进行不断的优化。
（4）对高导电双钢棒设置配套的冷捣糊，可以有效减低电阻率，在常温状态下，其电阻率能够从65？滋？赘·m降低到45？滋？赘·m以下，对降低炉底压降具有积极的作用，通过研究高导电双钢棒的工作性能，对冷捣糊加以应用，能够将高导电双钢棒与钢棒糊更加紧密的结合在一起，有利于接触压降的控制[3]。
（5）对炭块组装工艺加以优化，采用石墨粉对燕尾槽当中的糊垫进行替换，提升炭块和钢棒之间接触的均匀性和密实性，其工艺流程包括：采用调运的方式将完成加热的阴极炭块送至组装台，固定好以后进行吹扫，并对两端挡板进行安装，对炭块温度进行测试和记录，使其温度能够保持在80～100℃，石墨粉在燕尾槽当中的敷设厚度为2mm，使用样板进行刮平处理，并将其作为钢棒垫层进行使用，燕尾槽端头需要使用糊料加以封堵，避免放置钢棒的过程中出现石墨粉流失的问题，以组为单位对钢棒进行预热处理，并设置在燕尾槽当中，按照放置要求，进行合理的调整，并使用铁楔进行固定处理，阴极炭块和钢棒的组装需要保证两者的中心对齐，放置钢棒的长度偏差应该低于15mm，而弯曲度要在3mm以下，要保证炭块及钢棒的平整度，钢棒与炭块之间的缝隙需要分多次进行扎固，各层加糊处理以后还要对其进行刮平，确保端头没有多余的糊料，使加糊厚度能够符合相关标准的要求，安排两名工作人員以固定速度对钢棒端头进行捶打，使用层厚样板对钢棒缝隙进行检查，如果厚度过大，需要使用捣固机进行处理，在完成捣固以后，需要进行糊料，并将多余糊料刮去，使用手锤完成锋面压光。
（6）对专用的压降检测仪加以使用，对铁碳压降进行测量，并保证测量值具有较高的准确性，能够为后续工作带来参考，使高导电双钢棒的应用效果得到保证，完成组装的阴极温度恢复到常温水平，对压降进行测量应≤60mV[4]。
3 结 语
综上所述，将高导电双钢棒技术与原有技术结合起来，能够使电解槽炉底部分的水平电压及压降大大降低，有效减少电解铝的生产能耗，并且应用该项技术不会使电解槽出现压极距，能够有效保证电流的效率，另外，高导电双钢棒技术的应用，不需要对电解槽结构及相关工艺进行改变，所以不会出现工作量增加的问题，对电解铝的可持续发展具有积极的作用，因此，有必要对其进行大力的推广和应用。
参考文献
[1]郑永龙.高导电双钢棒在240kA铝电解槽上的应用[J].有色冶金节能，2014，3（4）：16～19.
[2]李 贤.高导电双钢棒铝电解槽生产实践[J].有色金属（冶炼部分），2015，7（2）：17～20.
[3]康 炜.240kA预焙铝电解槽不停电停槽操作实践[J].科技创新与应用，2014，2（24）：14.
[4]伍玉云.300kA铝电解槽电热应力及钠膨胀应力的仿真优化研究[D].中南大学，2013.
收稿日期：2018-9-18
关键词：高导电双钢棒；240kA铝电解槽；应用
中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0262-01
电解铝生产行业是典型的高能耗产业，其生产活动，不仅会对能源造成大量的消耗，同时也会对环境造成一定的影响，随着资源的枯竭以及可持续发展战略的深化，该行业的发展局势也变得越来越紧张，为了使这种问题得到有效的改善，国家开始针对电解铝生产设置电能消耗指标，只有生产达标企业才能在电价方面获得一定的优惠政策，这也在一定程度上推动了电解铝行业的技术更新，使得越来越多的高效节能技术被应用在了电解铝生产当中，不仅减少了电力消耗，同时也降低了企业的生产成本，使企业的经济效益得到了保证，因此，本文针对相关内容进行具体研究。
1 高导电双钢棒技术
所谓的高导电双钢棒技术，实际就是从材质以及结构等方面入手，对阴极钢棒进行改变，在其中间开缝、端头部分设置绝缘材料，以此来降低电解槽炉的水平电流，使电流效率得到有效的提升，从而达到减少电能消耗的目的。该项技术的主要特点如下：①阴极钢棒主要使用高导电性材料进行制作，能够有效减少钢棒自身的压降；②对双阴极钢棒技术加以应用，对钢棒实施开缝处理，使电流分布得到有效的优化，不仅能够使水平电流有效减少，同时还能推动电流效率的提升；③采用纳米复合材料进行绝缘层的制作，能够使阴极钢棒自身的导电接触面得到合理的优化，可以有效调整电解槽当中的磁场，还能扩大极距，对铝液二次损失的问题具有一定的改善作用；④通过对阴极钢棒本身的组装工艺和尺寸的优化，能够使炭块和钢棒更加紧密的接触，使两者之间的接触压降有效降低；⑤对相关检测标准及设备加以使用，检验组装质量，能够使槽炭块的压降得到保证；⑥对高导电钢棒配套的冷捣糊加以应用，该项技术不会对现有电解槽壳结构、筑炉工艺以及阴极炭块组装进行改变，能够使原有的电解槽设计参数得到有效的保存[1]。
2 高导电双钢棒在240kA铝电解槽上的应用
文章主要选择某公司自主研发的特种合金钢作为钢棒，这种材质与普通钢棒相比具有更高的导电性，具有减少电阻的作用。
（1）优化钢棒尺寸，将钢棒燕尾槽部分的高度设置在1～2mm范围内，原有钢棒的设计尺寸为180×70mm，需要将其改为198×70mm。
（2）对高导电双钢棒自身结构进行合理的优化，通过专用软件进行分析，针对电解槽实施模拟仿真操作，使钢棒开缝及绝缘处理能够得到相应的理论支撑，以此来提升处理方案编制的科学性与合理性，在本方案当中，主要在阴极钢棒与燕尾槽接触面相距80mm的位置、与棒端头相距450mm的位置进行开缝处理，在处理过程中，应该沿着阴极棒的方向进行，开缝的长度为600mm，宽度为2mm，能够使电解槽部分的电流得到有效的阻断，使电解槽当中的水平电流密度有效降低，具有提升电流效率的作用[2]。
（3）将纳米绝缘材料涂刷在钢棒端头，涂刷长度为475mm，钢棒需要有490mm的部分伸出阴极，余量预留长度为15mm，主要是为了避免阳极坐偏对钢棒导电性能造成影响，绝缘层主要设置在浇筑料当中，从理论的角度来看，该浇筑料位置不具备导电性，但在实践过程中，在一些因素影响下，也会出现电流流过的现象，所以需要对其绝缘设置进行不断的优化。
（4）对高导电双钢棒设置配套的冷捣糊，可以有效减低电阻率，在常温状态下，其电阻率能够从65？滋？赘·m降低到45？滋？赘·m以下，对降低炉底压降具有积极的作用，通过研究高导电双钢棒的工作性能，对冷捣糊加以应用，能够将高导电双钢棒与钢棒糊更加紧密的结合在一起，有利于接触压降的控制[3]。
（5）对炭块组装工艺加以优化，采用石墨粉对燕尾槽当中的糊垫进行替换，提升炭块和钢棒之间接触的均匀性和密实性，其工艺流程包括：采用调运的方式将完成加热的阴极炭块送至组装台，固定好以后进行吹扫，并对两端挡板进行安装，对炭块温度进行测试和记录，使其温度能够保持在80～100℃，石墨粉在燕尾槽当中的敷设厚度为2mm，使用样板进行刮平处理，并将其作为钢棒垫层进行使用，燕尾槽端头需要使用糊料加以封堵，避免放置钢棒的过程中出现石墨粉流失的问题，以组为单位对钢棒进行预热处理，并设置在燕尾槽当中，按照放置要求，进行合理的调整，并使用铁楔进行固定处理，阴极炭块和钢棒的组装需要保证两者的中心对齐，放置钢棒的长度偏差应该低于15mm，而弯曲度要在3mm以下，要保证炭块及钢棒的平整度，钢棒与炭块之间的缝隙需要分多次进行扎固，各层加糊处理以后还要对其进行刮平，确保端头没有多余的糊料，使加糊厚度能够符合相关标准的要求，安排两名工作人員以固定速度对钢棒端头进行捶打，使用层厚样板对钢棒缝隙进行检查，如果厚度过大，需要使用捣固机进行处理，在完成捣固以后，需要进行糊料，并将多余糊料刮去，使用手锤完成锋面压光。
（6）对专用的压降检测仪加以使用，对铁碳压降进行测量，并保证测量值具有较高的准确性，能够为后续工作带来参考，使高导电双钢棒的应用效果得到保证，完成组装的阴极温度恢复到常温水平，对压降进行测量应≤60mV[4]。
3 结 语
综上所述，将高导电双钢棒技术与原有技术结合起来，能够使电解槽炉底部分的水平电压及压降大大降低，有效减少电解铝的生产能耗，并且应用该项技术不会使电解槽出现压极距，能够有效保证电流的效率，另外，高导电双钢棒技术的应用，不需要对电解槽结构及相关工艺进行改变，所以不会出现工作量增加的问题，对电解铝的可持续发展具有积极的作用，因此，有必要对其进行大力的推广和应用。
参考文献
[1]郑永龙.高导电双钢棒在240kA铝电解槽上的应用[J].有色冶金节能，2014，3（4）：16～19.
[2]李 贤.高导电双钢棒铝电解槽生产实践[J].有色金属（冶炼部分），2015，7（2）：17～20.
[3]康 炜.240kA预焙铝电解槽不停电停槽操作实践[J].科技创新与应用，2014，2（24）：14.
[4]伍玉云.300kA铝电解槽电热应力及钠膨胀应力的仿真优化研究[D].中南大学，2013.
收稿日期：2018-9-18