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创新突破！长寿命铝电解槽打壳锤头技术助力每吨铝成本缩减32.5元

2025-08-22 10:25:05 来源：中铝郑州研究院

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简介：该技术已形成6项国家发明专利，主导制定行业标准2项。目前已在山东、河南等地的18家重点企业完成规模化应用，累计装机超12万套。据企业实测数据，采用新型锤头后，电解槽停槽检修次数减少40%，吨铝电耗降低82kWh，直接生产成本下降32.5元。以年产4000万吨电解铝计算，年均可创造经济效益超13亿元。

近日，由中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定会上，中铝郑州有色金属研究院有限公司（简称“中铝郑州研究院”）自主研发的“铝电解槽用长寿命打壳锤头技术及其产业化应用”项目，凭借多项核心技术突破荣获国际领先水平认证。这项成果标志着我国在电解铝关键耗材领域实现了重大技术跨越。

据项目负责人、中铝郑州研究院铝电解研究所所长张亚楠介绍，作为电解铝生产中打壳-下料系统的核心部件，打壳锤头承担着周期性破开电解质硬壳、保障氧化铝原料持续供给的关键任务。当前全国电解铝行业在役的52.8万套打壳锤头，普遍面临高温氧化（达950℃）、强HF腐蚀（浓度5%-8%）及氧化铝颗粒磨损的三重考验。数据显示，国产锤头平均寿命仅6个月，而进口产品虽能维持2-3年使用寿命，但其高昂价格（约为国产3倍）严重制约了行业降本增效进程。频繁更换不仅导致电解槽热平衡波动影响工艺稳定性，更会增加工人劳动强度，且锤头磨损产生的金属杂质会直接劣化原铝品质。

针对行业痛点，科研团队历时三年攻关，构建了“材料-工艺-装备”三位一体的创新体系。通过揭示合金元素交互作用规律，团队开发出具有梯度结构的多元耦合耐磨耐蚀材料，其硬度达HRC58以上，抗腐蚀速率较传统材料降低76%。创新采用的激光熔覆-原位合成复合工艺，使涂层与基体形成致密冶金结合层，结合强度超过350MPa。更突破性的是，团队研发的原位自修复钝化膜技术，可在涂层表面动态生成致密保护层，实现"损伤-修复"的智能循环。经第三方检测，新型锤头在模拟工况下连续运行48个月仍保持完整形貌，实际寿命较传统产品提升6倍。

该技术已形成6项国家发明专利，主导制定行业标准2项。目前已在山东、河南等地的18家重点企业完成规模化应用，累计装机超12万套。据企业实测数据，采用新型锤头后，电解槽停槽检修次数减少40%，吨铝电耗降低82kWh，直接生产成本下降32.5元。以年产4000万吨电解铝计算，年均可创造经济效益超13亿元。这项突破不仅重塑了电解铝耗材市场格局，更为行业绿色转型提供了关键技术支撑。