本网讯   近日，郑州研究院牵头研发的“基于多尺度多场耦合理论的大型铝电解槽长寿命关键技术开发与应用”项目实现突破。新技术在延长电解槽寿命40%以上的同时，进一步降低了大修成本，减少了大修渣排放，取得了较好的经济效益和社会效益，荣获2025年度河南省科学技术进步奖二等奖。

据郑州研究院铝电解研究所副所长、一级研究员包生重介绍，阴极炭块是铝电解槽的核心部件，承担导电与底部内衬双重功能。随着电解槽向500千安和600千安的大型化发展，电解槽阴极炭块局部应力集中问题日益凸显，开裂风险升高，严重制约电解槽寿命与生产效率。针对这一行业共性难题，郑州研究院科研团队从电解槽基础技术研究入手，经过近10年的持续攻关，逐步建立并完善了融合“阴极、熔体、阳极”三大区域于一体的“纵深防御”技术体系，系统性提升大型电解槽整体寿命。

项目团队开发的“阴极炭块应力—应变无损识别”技术，可精准诊断阴极炭块内部应力状态。在此基础上，他们进一步研发了阴极区域应力缓释立体抗渗保温技术，开发出电解槽底部“一体化柔性抗渗层”。该抗渗层在阴极炭块侧部区域形成“刚柔协同”的应力缓释机制，有效解决了水平方向应力释放与吸收的适配难题，为大型电解槽延寿提供了关键技术支撑。

针对电解质渗透侵蚀与氧化铝浓度分布不均易导致阴极炭块局部应力集中加剧等问题，郑州研究院团队研发出兼具抗渗与保温性能的超强抗渗材料制备技术，新材料的抗渗性能较现有同类产品提升2倍以上，为电解槽延寿提供了可靠的材料保障；开发出大型铝电解槽多参数协同优化控制技术及协同寻优控制系统，实现氧化铝浓度采样偏差降低20%。

目前，基于多尺度多场耦合理论的长寿命关键技术已在国内多家电解铝企业超4500台电解槽推广应用，电解槽平均寿命从2000天延长至2800天以上；每吨铝大修成本降低85元，大修渣排放量减少5公斤，每年可节约大修费用3.4亿元，减少大修渣排放2万吨，有力推动了铝电解行业绿色低碳发展。

业内专家评价认为，这一成果为我国铝工业绿色低碳发展提供了重要技术支撑，对铝电解行业向智能化、绿色化方向转型升级具有较强的推动作用。