铝已成为世界上用途最广泛的矿物之一。 它被用于制造从飞机和汽车到食品包装和炊具的大量产品。 人口增长和日益繁荣（尤其在中国）正推动全球需求。 人们对环境保护的兴趣也与日俱增，因为铝越来越多地用于制造更轻的车辆和飞机，与许多其他金属相比，铝的可回收性使其成为一种更可持续的选择。

然而，其最大的缺点是主要生产工艺需要大量的能源，而且需要排放大量二氧化碳。 实际上，按照目前的全球平均水平，每生产一吨铝就会排放 11.5 吨二氧化碳。 总的来说，全球温室气体排放量的 0.8% 来自铝生产。

有前景的惰性阳极技术

这些排放中的绝大多数（约 90%）是还原工艺造成，该工艺将精炼氧化铝熔炼成熔融铝。 因此，生产工艺的这一部分是许多有前景计划的重点。 Rio Tinto 和 Alcoa 的合资企业 Elysis 目前正使用惰性阳极技术开发一种释放氧气而不是碳的冶炼工艺。 Rusal 是全球领先的低碳铝制造商之一，该公司也在研究惰性阳极技术的潜力，并希望其位于俄罗斯克拉斯诺亚尔斯克的工厂能够在 2023 年之前实现大规模生产。

Ole Stadum, Sales Area Manager, Kanthal.Kanthal 销售区域经理 Ole Stadum 说：“如果能够完善惰性阳极技术，则意味着还原工艺的二氧化碳排放量几乎为零，这将具有变革性意义。” ”目前，我们在该工艺的这一部分能做的不多。 然而，铝生产商还可以采取其他措施，进一步降低下游能耗和二氧化碳排放 – 用电加热取代燃气燃烧器。”

增效举措

在还原区之后，随着金属运输至保温炉，然后运输至铸造车间，生产工艺将涉及许多加热应用。 出于安全考虑，所有与熔融金属接触的设备都需要预热并完全干燥，因为任何与水分或湿气的接触都可能引起爆炸。 以往，大部分预热是由燃气燃烧器完成。 但是，通过改用电加热设备，铝生产商可以大大提高能效，并将这些应用中的二氧化碳排放量减少到几乎为零。

Stadum 解释道：“这是因为电加热更加精确和高效。” “燃气燃烧器系统的整体效率通常在 15% 到 30% 之间，而燃烧器提供的其余热量通过烟囱流失或直接散发到周围环境中。 然而，对于电气元件，效率通常为 90% 至 95%。 我们的客户提供了很好的数据，他们已经用电气解决方案替代了现有的燃气/燃油燃烧器，节省了大量资金。”

对于用于将熔融金属从锅中取出的虹吸管/攻丝管，可以使用电动气流加热器进行预热和清洁。 对于输送坩埚，可以使用金属盒或碳化硅 (SiC) 加热元件。

降低铸造车间能耗

在铸造车间，将保温炉由燃烧器改为电炉，既能降低能耗，又能减少浮渣形成。 一旦金属在保温炉中混合和合金化，并在辐射管系统的盒式元件中加热，通常会使用流水槽将金属输送到铸造工位。 如果流水槽预热充分，有助于防止温度下降并使保温炉温度较低，从而节约能源并减少保温炉中产生的浮渣。

流动加热器可以非常高效地执行这项功能。 或者，也可以使用碳化硅加热元件或带有金属元件的陶瓷纤维模块提供一种铰链式解决方案，使流水槽易于打开和关闭以进行清洗。

对于需要在保温炉和铸造车间之间进行过滤的更高质量等级的铝，可以使用盒式加热元件或碳化硅加热元件在铸造循环之间加热和清洁过滤器。

流动加热器提高效率

对于预热脱气装置，事实证明流动加热器非常高效，与燃气燃烧器相比，达到高温所需的时间要短得多。 它们也可用于更换滤筒之后和两次生产之间对陶瓷泡沫过滤器 (CFF) 进行快速预热。

在铸造工位内部，含有二硅化钼 (MoSi2) 元件的陶瓷纤维模块能够非常有效地去除涂覆石墨涂层后的铸模的所有水分。

在组装车间，可以使用电钢包加热系统对铸铁钢包和坩埚进行干燥和预热。 二硅化钼元件也可用于干燥阳极块中的棒孔以及干燥涂有石墨的阳极棒。 采用二硅化钼电加热可以安全有效地进行阴极密封。

减少二氧化碳排放的多种可能性

在这些应用中，与传统的燃气/燃油燃烧器相比，电气解决方案将可实现快速高效的加热，降低能耗，并减少二氧化碳排放。

Stadum 说：“我们看到许多铝生产工厂正朝着更大的可持续性方向发展，由于在还原区所能取得的成效并不大，因此在下游其他生产步骤中尽可能减少排放非常重要。” “从气到电的转换将大大降低能耗和减少排放。 即使燃气和电力价格相等，由于电加热效率要大得多，结果也会令人满意。”