降低铝电解生产成本、提高国际竞争能力、电解铝厂电流效率等指标的进一步提高，应当依靠良好的电解槽热设计和母线磁场设计以及先进的铝电解槽控制技术，通过提高电解槽内阴极铝液面的稳定性和电解槽工艺操作的稳定性，采用新型阳极材料、阴极材料和新型的槽结构等来实现。 近些年来，虽然我国的电解铝技术取得了突飞猛进的发展，但在电解槽槽寿命等方面与国外先进技术仍有较大的差距。关于电解槽早期破损的原因，除了与电解槽的设计、筑炉质量有关外，还与电解槽的内衬材料以及电解槽的生产操作有关。其中很重要、也是对电解槽早期破损起主要作用的是电解过程中钠和电解质熔体向阴极碳块内部的渗透。由于电解槽铝液渗漏多数出现在槽侧部，沿钢棒孔流出，因此侧下部耐火混凝土的性能对于延长内衬寿命就非常重要。本文对阴极周围耐火混凝土进行了研究。 选用具有较高耐火度和较好化学稳定性的耐火原料，用捣制法制成了泄流式铝电解槽阴极碳块侧下部周围耐火混凝土材料，并取样对其在不同温度下的膨胀系数和抗冰晶石熔体的腐蚀性能进行测定与实验。结果表明，自制的耐火混凝土抗电解质的腐蚀性能明显高于现行铝工业上采用的耐火混凝土。从宏观比较可以看出，经过相同条件腐蚀后，自制的耐火混凝土四周几乎没有明显被腐蚀缩小的迹象。 工艺和操作条件对电解槽内电流场及铝液流速场有很大的影响。本文利用课题组编制的软件对190kA大型预焙阳极电解槽电流场和铝液流速场进行了计算，并实地测量了190kA电解槽铝液流速场，结果表明测试结果和模拟计算结果基本吻合。由此表明利用本文软件计算电解槽的电流场和流速场是可信的。 新型结构电解槽，特别是泄流式电解槽代表着将来电解槽的发展方向。由于泄流式电解槽的特殊结构，本文对94kA泄流式电解槽的电热场首先进行了模拟计算，该泄流式电解槽是在75kA预焙槽的基础上改造而成的。模拟结果表明，电解槽阴、阳极中的电流分布与预焙槽相似，