引领铝电解生产技术变革 柔性生产专利池优势凸显

　　在“双碳”目标和能源结构转型的推动下，铝电解行业正面临绿色低碳与高效生产的双重挑战。如何在保障产能稳定的同时，有效适应水电、风电、光伏等清洁能源的波动性，成为行业亟须破解的核心问题。针对这一行业痛点，郑州大学联合郑州轻冶科技股份有限公司历经十余年技术攻关，成功构建了完整的铝电解柔性生产技术体系。该体系在热调控、余热利用、智能控制等关键领域取得系列突破，累计获得40余件专利，形成了具有局域自主知识产权的“铝电解柔性生产技术专利池”，为行业绿色低碳转型提供了系统性解决方案。

　　传统铝电解槽的核心困境在于其刚性运行模式——必须依赖恒定电流。然而，作为未来能源主力的水电、风电、光伏等清洁能源，其供电天然具有波动性和季节性。这种矛盾导致两大问题：一方面，电流波动极易打破电解槽的能量平衡，影响生产稳定性与产品质量；另一方面，电流变化直接引起电解槽欧姆热剧烈波动，破坏电解槽的温度场。温度过高，会导致槽帮熔化，降低电解槽使用寿命；温度过低，则导致电解质凝固，阻碍生产流程，增加能耗。

　　铝电解柔性生产技术专利池的核心价值在于赋予电解槽强大的动态调节能力，使其能主动适应清洁能源的波动。专利池中的代表性成果之一，发明专利“一种侧部带热管换热器的铝电解槽”，创新性地在电解槽侧部集成热管换热器，成为热平衡调控的“智能阀门”。当电流增大、槽温升高时，它能高效导出并散发多余热量；当电流减小、槽温有下降风险时，可切换至保温模式减少热损。该技术直击行业长期存在的热平衡精准调控难题，是维持热稳定性的核心装置。

　　在智能热平衡调控系统方面，“一种铝电解工艺参数优化方法以及铝电解槽组”“基于分子比的铝电解能量平衡调节方法、系统、铝电解槽”“基于过热度的铝电解能量平衡调节方法、系统、铝电解槽”等专利，通过在槽壳侧壁等关键部位部署高精度传感器网络，实时采集温度、炉帮厚度、电流电压、电解质成分等多维数据。智能控制系统基于分子比、过热度等核心参数进行综合分析，自动生成并执行最优工艺方案，动态调控各分区散热功率。这确保了电解槽在电流大幅波动时，依然能维持稳定的温度场和能量平衡，从而稳定生产并有效消纳波动性绿电。

　　在多元化余热高效回收利用方面，“用于褐煤提水的铝电解槽热量回收装置”“用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置”等专利，提供了多种余热回收解决方案，可将电解槽散发的余热转化为蒸汽、热水、冷量或电力，适用于不同场景，显著提升能源利用效率。

　　在安全保障机制方面，“电解槽余热回收系统导热介质排出单元”等专利，针对余热回收系统，设计了快速响应机制，能在紧急工况下3分钟内安全排空导热介质，保障系统可靠运行。

　　此外，专利池还涵盖了关键装备制造、在产槽安装、性能测试平台等环节，为柔性生产技术的大规模工业应用奠定了坚实的基础。

　　铝电解柔性生产技术专利池通过全方位、系统化的布局，不仅显著提升了企业在市场中的核心竞争力，更为整个铝电解行业的绿色、高效转型注入了强大动力，引领行业朝着柔性化、智能化、低碳化方向加速迈进。未来，随着相关技术的进一步推广应用与创新突破，铝电解行业有望在绿色转型的道路上取得更大进展，实现经济效益与环境效益的双赢。