深夜的电解铝厂房灯火通明,橘红色的铝液在槽内翻涌,空气中弥漫着灼热的金属气息。程久元俯身盯着眼前的电解槽,笔记本上密密麻麻地记满了数据和符号。这样的场景,是他职业生涯中无数个日夜的缩影。
从普通操作工到技术研发骨干,集团公司优秀工程师、东兴铝业公司铝业研究院技术协理工程师程久元用13年时间,写下了一段实践与创新交织的成长故事。
2012年7月,刚从兰州理工大学冶金工程专业毕业的程久元加入东兴铝业公司。彼时,东兴铝业公司一期电解铝项目刚刚投产,车间里充斥着机器的轰鸣和铝液蒸腾的热浪。他的第一个岗位是电解槽操作工,每天的工作是观察槽电压、调整电解质水平、处理阳极效应。“那时候,我连电解槽的构造都摸不透,只能跟着老师傅一步步学。”程久元回忆道。
生产一线的重复性工作并未让程久元感到枯燥,反而激发了他对铝电解工艺的探索欲。他随身携带笔记本,记录每台电解槽的运行参数,并在下班后学习《现代铝电解》《预焙槽炼铝》等专业书籍。一年后,程久元获得赴东北大学参加铝电解专业技术培训的机会。5个月的系统学习,让他将实践经验与电解工艺理论串联起来。“培训结束后回到车间,我突然发现那些抽象的概念变得具象了。”程久元坦言,这段“回炉再造”的经历,让他从“凭经验操作”转向“靠理论指导”,顺利打开了技术认知新维度。
培训归来后不久,程久元被调至新产区担任班组长,管理42台电解槽。“电解槽管理没有捷径,就是日复一日地观察、记录、验证。”程久元回忆,“那时每天走2万步,鞋底都被高温地面烫得变形。”正是这些付出让他逐渐摸清了电解槽的“脾气”。他观察发现每台槽子的波动规律不同:有的因电解质黏度变化导致电压不稳,有的因炉膛形状偏差引发电流分布不均。为了摸清规律,他自创“槽况日志”,逐一记录每台设备的异常现象、调整方法和运行效果。
这段经历为程久元打下了坚实的技术基础,他也被提拔为工区长。面对频繁的槽况波动,他总结出一套“经验+数据”的管理模式:通过观察电解质颜色、槽电压曲线变化预判问题,再结合出铝量、电压段调整工艺参数。“有一次,一台槽子连续三天电压异常,我们通过调整参数,硬是把指标拉回正常范围。”程久元说。
2020年,程久元迎来职业生涯的转折点——调入铝业研究院担任技术协理工程师,从事铝电解及铝加工技术研究工作。
岗位变了,挑战也更大了。当时,东兴铝业公司正面临严峻考验:国家“双碳”目标倒逼能耗下降,而500kA大型电解槽的电流效率已接近理论极限。如何突破瓶颈?程久元将目光投向了一个被忽视的领域——阴极电流分布。
“电流分布不均就像血压不稳定,影响电解槽健康。”为了摸清规律,他带着团队在电解槽旁一蹲就是半个月。通过上万组数据对比,他们发现:阴极电流分布不均匀,主要受电阻变化和阳极电流分布的影响。基于此,他主导开展“阴极电流分布与500kA铝电解槽运行关系研究”项目,探究在不同电压、不同槽龄、不同槽况下,500kA全石墨电解槽阴极电流分布对电流效率的影响。
为了攻克此项难题,程久元和团队先选择槽龄2至3年、生产稳定的4台电解槽,开展阴极电流分布均匀性提升试验,通过调整铝水平、规整炉膛、炉底处理等措施提升阴极电流分布的均匀性,从而提高电流效率,降低生产成本。通过努力,4台试验槽铝液综合交流电耗较平均值降低40kWh/t.Al以上,炭阳极单耗较平均值降低1.5kg/t.Al以上。
科研的挑战远不止于此。在研发“铝电解阳极组钢爪全寿命防腐技术”时,团队遭遇镀层材料性能不稳定的难题。“高温下镀层容易开裂。”程久元带领团队反复试验,研究了铝电解钢爪氧化腐蚀的基本原理,创新性地采用高性能合金线材和非晶态材料为基材,采取手工喷砂机热涂镀方式,开发出一种适用于铝电解钢爪表面防氧化的镀层材料及制作工艺,成功解决了抗高温氧化性能差、热膨胀收缩性能差、钢基结合力不足和致密性低的问题。
“技术创新不是闭门造车,而是要解决产线实际问题。”这是程久元常挂在嘴边的一句话。长期以来,车间内铝灰堆积却无法有效利用。“铝灰含铝量高达60%,直接填埋是浪费,但传统工艺提取成本又太高。”他与团队耗时两年,通过添加化学助剂、优化真空炉参数,成功提升了铝回收率。2023年,他主导的“真空炉提取铝灰中单质铝”技术获得发明专利授权。
类似的案例比比皆是。在铝电解网络化母线磁流体稳定性原位升级技术研究中,他提出,采用网络化自均衡母线技术路线,建立新的等电位网络,提高了电解槽磁流体稳定性,电解槽阳极效应减少21.4%,电流效率提升了0.81%,铝液交流电耗降低了162.4kWh/t.Al;在高纯AlTi10中间合金制备中,他将铝灰提取铝单质与制备铝合金中间合金有机结合起来,避免了常规制备工艺熔铝过程中的能源消耗和铝液二次烧损,有效降低了产品的综合能耗,提高了产品成材率。近三年,他申请专利28件,发表论文11篇,成果覆盖铝电解、再生铝、合金制备等多个领域。
面对荣誉,他却格外清醒:“专利和论文只是‘副产品’,真正的价值在于促进生产。”2023年,他参与的“大型铝电解槽嵌入式智能控制及绿色降碳技术集成创新与工业化应用”项目通过甘肃省科技成果评价,科技成果被评价为“国际先进”。
深夜的办公室,程久元的电脑屏幕依然亮着。桌上一摞摞实验报告和项目方案,记录着他13年来的坚持。记者问他:“科研这么苦,靠什么坚持?”他回答:“兴趣是最好的老师。当你把难题拆解成一个个小目标,每次突破一点都是成就感。”