11月27日，天山铝业集团股份有限公司（证券代码：002532）宣布其140万吨电解铝绿色低碳能效提升改造项目首批电解槽已于近日正式通电启槽。这一里程碑不仅标志着公司产能规模的跃升，更凸显了全石墨化阴极炭块与新式节能阴极结构技术的核心作用——这两项技术以科学原理为基石，正推动电解铝行业向高效、低碳方向转型。
一、全石墨化阴极炭块技术
全石墨化阴极炭块是以优质石油焦为原料,以沥青为粘结剂,经过石油焦和沥青混合，1200℃焙烧后再经2200-2700℃高温石墨化而成。它具有电阻率低､导热性高､抗钠侵蚀能力强和抗热冲击好的性能。
采用全石墨化阴极炭块的电解槽炉底压降大幅度降低，从而降低吨铝综合交流电耗。由于其导热系数高，有利于电解槽侧部散热，有益于电解槽形成良好的侧部炉帮和规整的炉膛内形，有助于提升电流效率。同时，其抗钠侵蚀性较强和钠膨胀率较低，钠吸收和扩散远小于50%石墨质阴极炭块，在电解生产过程中能够有效地阻碍铝液及电解质渗漏而造成的侵蚀，炭块水平方向膨胀小，在受内衬和槽壳约束时，阴极炭块向上隆起和变形小，由热膨胀引起的断裂几率较低，从而有效延长电解槽运行寿命。
二、新式节能阴极结构技术
新式节能阴极结构技术将降低铝液中水平电流的设计理念融入到浇铸阴极组设计之中，通过改变阴极钢棒与阴极炭块的连接方式及组装形式，优化了阴极导电结构，既能抑制铝液中的水平电流又能降低炉底压降。一方面，通过降低铝液中的水平电流提高了电解槽的磁流体稳定性，保持了双钢棒技术的特点；另一方面，通过成熟的浇铸技术，进一步降低了炉底压降，同时阴极电流分布更加均匀和稳定，可以有效延长电解槽内衬寿命。
该技术创新了阴极组导电结构设计，通过改变阴极炭块和钢棒的电阻分配，满足水平电流和阴极压降控制目标；新增了阴极组防渗层，紧贴阴极炭块下部，位于传统防渗层以上，作为第一道屏障阻止电解质向下渗漏；建立了阴极组电-热-应力三维耦合仿真模型，优化阴极炭块燕尾槽结构，消除局部热应力集中，抵抗高温铁水热冲击；开展了系统性的验证试验，通过燃气加热试验、浇铸试验、循环升温试验和成套设备开发，形成了一整套成熟的石墨质阴极的浇铸工艺，浇铸成功率接近100%。
