铝电解节能与提高槽寿命是我国铝业界高度关注的技术研发主题。本文在国家科技支撑计划项目和国家重大产业技术开发专项项目的支持下,以实现铝电解过程大幅度节能和提高铝电解槽寿命为目标,从电解槽内衬材料、电解槽结构以及电解系列不停电停/开槽装置与技术等方面开展了创新研究。论文主要工作及创新如下：(1)针对大型铝电解槽内衬破损的特征,研究设计了一种可压缩的阴极内衬结构,研制出一种新型的抗电解质渗透的阴极内衬材料—高效抗渗砖,并提出了可压缩材料的应用技术条件。工业应用试验表明,可压缩阴极结构及材料的应用可有效延长电解槽寿命。(2)开发出一种400kA级高能效铝电解槽技术,并成功实现了产业化。通过对电解槽物理场配置进行优化,并采用双排烟技术、两段逆流烟气干法净化技术和净化系统的综合自动化控制技术,取得了如下主要技术经济指标：电流强度：400±10%kA；槽工作电压：≤3.85V；吨铝直流电耗：≤12328kWh/t-Al；电解槽集气效率：≥99%；阳极效应系数：≤0.015；总氟排放量：≤0.6kg/t-Al；总尘排放量：≤1.Okg/t-Al。(3)提出了一种“静流式”铝电解槽结构。该种电解槽采用阴极垂直出电的方式代替目前水平出电方式,从而大幅度降低铝液层中的水平电流,大幅度削弱电磁力对槽内熔体的影响,进而减小铝液流动和波动；同时,对电解槽母线配置进行结构优化,得到一种可使磁场分布最优的母线结构。应用该种母线配置的400kA铝电解槽的垂直磁场最大值为8.963Gs,平均值为3.602Gs,远低于同规格普通电解槽,从而可望提高电解槽运行稳定性,为大幅度降低极距,实现大幅度节能创造条件。(4)开发了一种大型铝电解槽系列全电流条件下停／开槽技术,研制出由分置式多点分流、同步运行开关组装置和可变电阻分流装置等构成的不停电停开槽装置,解决了电解系列不停电条件下实现电解槽停开操作的技术难题,消除了停开槽导致的系列停电对整流装置及电网的冲击,改善了电解系列的运行稳定性,有利于提高电解槽寿命和能源利用率。