電解鋁產(chǎn)品產(chǎn)量和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1、電解鋁產(chǎn)品產(chǎn)量和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、 電解鋁冶煉方法概述現(xiàn)代的煉鋁工業(yè)，普遍采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法，即霍爾-埃魯法，其實(shí)質(zhì)是在電解槽內(nèi)以氧化鋁為原料，以氟化鹽為熔劑，以碳素材料分別為陽極和陰極，在直流電的作用下，通過陰極和陽極之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在950-970的溫度下，使溶解于電解質(zhì)中的氧化鋁被還原成金屬鋁，鋁液集中于陰極，陽極產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w。定期地將鋁液從電解槽內(nèi)吸出鑄錠，便是金屬鋁。 電解生產(chǎn)的主要設(shè)備是電解槽。目前國內(nèi)有自焙陽極電解槽和預(yù)焙陽極電解槽兩種。自焙槽分為上插式和側(cè)插式；預(yù)焙槽分為連續(xù)式和間斷式。電解槽生產(chǎn)中要消耗大量的電能。新建或修理后的電解槽投入生產(chǎn)時(shí)都

2、必需經(jīng)過焙燒啟動(dòng)和啟動(dòng)后期管理等過程才能轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。在焙燒啟動(dòng)和啟動(dòng)后期管理中也要消耗一定的電能，這些電能的消耗在企業(yè)管理上要單獨(dú)計(jì)算而不能計(jì)入正常生產(chǎn)消耗中。電解鋁的生產(chǎn)工藝流程略圖如下： 氧化鋁 陽極糊（碳陽極） 氟化鹽電解槽電解槽陽極氣體直流電氣體凈化氟化物鋁液氣體凈化（或氧化鋁）配料凈化 廢氣 去加工配料凈化 鑄造成型鑄造成型鋁 錠二、 電解鋁的產(chǎn)品產(chǎn)量概念 電解槽出鋁量 是指從電解槽內(nèi)吸出供鑄造用的鋁液的數(shù)量，習(xí)慣上也稱作出鋁量，通常是根據(jù)電解的出鋁周期按照出鋁任務(wù)單實(shí)際吸出的鋁液數(shù)量。出鋁量是電解槽產(chǎn)出鋁液未作任何調(diào)整的原始數(shù)據(jù)，是計(jì)算原鋁產(chǎn)量的基數(shù)。 電解原鋁產(chǎn)量 也稱作電解原

3、鋁或原鋁，是鋁電解槽實(shí)際產(chǎn)出的計(jì)入電流效率的金屬鋁量。原鋁產(chǎn)量是電解生產(chǎn)管理上一個(gè)極為重要的產(chǎn)量指標(biāo)，是計(jì)算一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基準(zhǔn)，是反映電解槽電流效率的產(chǎn)出量指標(biāo)。 鋁錠產(chǎn)量 也稱作鋁錠量或鋁量，是指經(jīng)過鑄造成型符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)辦理了入庫手續(xù)的產(chǎn)品數(shù)量及鋁合金中的含鋁量。按照國家統(tǒng)計(jì)局工業(yè)統(tǒng)計(jì)主要指標(biāo)解釋規(guī)定，鋁錠中含鋁量應(yīng)在98以上。 原鋁產(chǎn)量與鋁錠量的關(guān)系由于質(zhì)量和辦理入庫手續(xù)等原因，報(bào)告期生產(chǎn)的電解原鋁不一定都能入庫成為鋁錠，而以前生產(chǎn)待入庫的原鋁在報(bào)告期入庫時(shí)，即應(yīng)計(jì)入鋁錠產(chǎn)量。當(dāng)報(bào)告期生產(chǎn)的電解原鋁全部入庫時(shí)，鋁錠與原鋁產(chǎn)量之差即為鑄造損失量。如果電解鋁廠直接生產(chǎn)鋁線錠、鋁盤條或

4、型材時(shí)，可以按合理的折算數(shù)還原為鋁錠產(chǎn)量。電解鋁廠直接生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)根據(jù)合金的含金量折算成鋁產(chǎn)量，以其中自用量列于鋁產(chǎn)量之下。鋁合金產(chǎn)量則另外單列。例如：報(bào)告期某廠生產(chǎn)鋁錠100噸，鋁合金24噸，合金中含鋁量21.564噸，鑄造損失率5，則該報(bào)告期的鋁系列產(chǎn)品產(chǎn)量為100+21.5640.995=121.672鋁錠 121.672噸其中自用量 21.672噸鋁合金 24噸鋁冶煉產(chǎn)品系列分類 鋁冶煉產(chǎn)品按其含鋁量的多少，可以劃分為高純鋁、精鋁、重熔用鋁錠（普通鋁錠），煉鋼脫氧部分鐵合金用鋁錠和各種牌號的鋁合金等產(chǎn)品系列。在普通鋁錠中根據(jù)雜質(zhì)含量和產(chǎn)品形狀又可以區(qū)分為電工用鋁錠（拉絲鋁錠）等

5、，表1列出了主要鋁錠煉產(chǎn)品的含鋁量。表一 鋁及鋁合金產(chǎn)品系列分類產(chǎn)品系列牌號或等級含鋁量不小于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)高純鋁AL-05599.9995按GB8178-87標(biāo)準(zhǔn)AL-0599.999重熔用精鋁錠特級99.995按GB8644-88標(biāo)準(zhǔn)一級99.99二級99.95重熔用鋁錠AL99.8599.85GB/1196-93國家技術(shù)監(jiān)督局1993-12-24發(fā)布1994-09-01實(shí)施AL99.8099.80AL99.7099.70AL99.6099.60AL99.5099.50AL99.0099.00重熔用電工鋁錠AL99.70E99.70GB12768-91AL99.65E99.65煉鋼脫氧部分鐵合金

6、用鋁四號鋁95.0按YB/Z4-75標(biāo)準(zhǔn)鋁合金各種牌號各種含量三、鋁電解生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法鋁電解生產(chǎn)是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，消耗大量的電能、氧化鋁、氟化鹽和電極。反映鋁電解技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的主要指標(biāo)有電流強(qiáng)度、生產(chǎn)槽日、平均電壓、電流效率和單位產(chǎn)品的電力、原材料消耗量。電解鋁廠通常是一些電解槽在正常生產(chǎn)，而另一些電解槽則剛剛啟動(dòng)，正常生產(chǎn)槽和新啟動(dòng)槽的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的差別。為了準(zhǔn)確地反映鋁電解生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，就應(yīng)該分別計(jì)算正常生產(chǎn)槽和新啟動(dòng)的指標(biāo)，而且還要將這兩種指標(biāo)合并為綜合指標(biāo)。鋁行業(yè)規(guī)定，企業(yè)向上級報(bào)告的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)應(yīng)該是綜合指標(biāo)。正常生產(chǎn)指標(biāo) 是電解槽正常生產(chǎn)時(shí)期的指標(biāo)，反映的是

7、鋁電解槽正常生產(chǎn)時(shí)期的指標(biāo)，這個(gè)時(shí)期較長，通常在四年左右。新槽指標(biāo) 也叫啟動(dòng)后期指標(biāo)，是指從啟動(dòng)次日算起的30天內(nèi)的指標(biāo)。鋁行業(yè)規(guī)定，啟動(dòng)后期的電流效率規(guī)定為80，新槽和大修理后啟動(dòng)都按此規(guī)定。綜合指標(biāo) 是匯總正常生產(chǎn)指標(biāo)和新啟動(dòng)槽指標(biāo)計(jì)算出的綜合指標(biāo)，是上級對企業(yè)考核的指標(biāo)。在鋁電解的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算上，對生產(chǎn)槽日、原鋁產(chǎn)量、電壓電量和原材料消耗等都必須計(jì)算以上三種指標(biāo)。生產(chǎn)槽日 一臺電解槽工作一晝夜叫一個(gè)生產(chǎn)槽日。我國鋁行業(yè)規(guī)定，啟動(dòng)的停槽的那一天都不計(jì)入生產(chǎn)槽日，所以生產(chǎn)槽日都是整數(shù)沒有小數(shù)。生產(chǎn)槽日是鋁電解過程的重要進(jìn)度指標(biāo)，在一定的電流強(qiáng)度下，有一個(gè)生產(chǎn)槽日就能獲得一定的鋁產(chǎn)量。按照電解

8、槽的生產(chǎn)狀況生產(chǎn)槽日分為正常生產(chǎn)槽日和新啟動(dòng)槽日（也叫新日或啟動(dòng)后期槽日），30天之后即為正常生產(chǎn)槽日。這兩種槽日的電流效率，電耗等指標(biāo)差別較大，應(yīng)該分別計(jì)算。還要將這兩種槽日合并成綜合槽日。綜合生產(chǎn)槽日=正常生產(chǎn)槽日+新槽槽日生產(chǎn)槽日也是計(jì)算和分配一系列指標(biāo)的依據(jù)生產(chǎn)槽日是分配正常生產(chǎn)槽電壓和新槽電壓的依據(jù)，而電壓又是分配電量的依據(jù)，所以生產(chǎn)槽日也是分配電量的依據(jù)。生產(chǎn)槽日是分配啟動(dòng)消耗物料和正常生產(chǎn)消耗物料的依據(jù)。通電槽日前邊談到的生產(chǎn)槽日也可以理解為產(chǎn)量槽日，與此對應(yīng)的是通電槽日，也叫電槽日。為了更精確地計(jì)算和分配電量消耗，有的工廠在計(jì)算有關(guān)電的指標(biāo)時(shí)，將停槽的當(dāng)天按小時(shí)計(jì)入槽日。例如有

9、某廠一臺電解槽3月15日中午12時(shí)停槽，該槽3月份的生產(chǎn)槽日是14個(gè)，而通電槽日為14.5，這樣做的目的是為了把延續(xù)0.5個(gè)槽日的電量分?jǐn)偟皆撆_電解槽。2.平均電流強(qiáng)度通入電解系列的電流強(qiáng)度隨時(shí)在波動(dòng)著，在企業(yè)管理上要計(jì)算平均電流強(qiáng)度，即通入鋁電解槽系列的直流電流強(qiáng)度的平均值。按照報(bào)告期的長短分為日平均電流強(qiáng)度和累計(jì) 平均電流強(qiáng)度，其計(jì)算方法略有差別。日平均電流強(qiáng)度根據(jù)工廠具備的計(jì)量手段不同分為以下三種計(jì)算方法。只有電流強(qiáng)度指示儀表，未安裝電流小時(shí)計(jì)、直流電量表和電壓小時(shí)計(jì)的工廠，按照等距間隔時(shí)間抄錄的電流指示數(shù)來計(jì)算報(bào)告期平均電流強(qiáng)度各次記錄的電流強(qiáng)度之和日平均電流強(qiáng)度（安培）= 記錄次數(shù)安

10、裝有電壓小時(shí)計(jì)和直流電量表的工廠，按下式計(jì)算。日平均電流強(qiáng)度（安培）=直流電量（千瓦小時(shí)）1000日系列平均電壓（伏特）24若無直流電量表，則以交流電量乘以整流效率求得直流電量，計(jì)算公式如下：日平均電流強(qiáng)度（安培）=用于電解系列的交流電量整流效率1000日電解系列平均電壓（伏特）24累計(jì)平均電流強(qiáng)度 計(jì)算累計(jì)平均電流強(qiáng)度時(shí)，以日或月平均電流強(qiáng)度為變量，用生產(chǎn)槽日加權(quán)，求加權(quán)平均數(shù)。這里的生產(chǎn)槽日應(yīng)理解為通電槽日更準(zhǔn)確些。月平均電流強(qiáng)度（安培）=（日平均電流強(qiáng)度每日生產(chǎn)槽日數(shù)） 月度的生產(chǎn)槽日之和累計(jì)平均電流強(qiáng)度（安培）=（月平均電流強(qiáng)度每月生產(chǎn)槽日數(shù)） 累計(jì)的每月生產(chǎn)槽日之和3、電流效率 電流

11、效率是指鋁電解生產(chǎn)過程中，電解原鋁的實(shí)際產(chǎn)出量與理論析出量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。電流效率是鋁電解生產(chǎn)的重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，計(jì)算公式如下：電流效率（）=原鋁實(shí)際產(chǎn)量 原鋁理論產(chǎn)量原鋁理論產(chǎn)量（噸）=平均電流強(qiáng)度（安培）生產(chǎn)槽日電化當(dāng)量24小時(shí)10-6式中鋁的電化當(dāng)量為0.3355克/安培小時(shí)計(jì)算電流效率應(yīng)注意以下幾個(gè)問題計(jì)算原鋁理論產(chǎn)量的平均電流強(qiáng)度應(yīng)該嚴(yán)格按規(guī)定的辦法，即求月度的平均電流強(qiáng)度用每天的生產(chǎn)槽日加權(quán)；求累計(jì)的平均電流強(qiáng)度用月的生產(chǎn)槽日加權(quán)。理論產(chǎn)量的累計(jì)數(shù)計(jì)算有兩種計(jì)算方法。第一種方法是按月的電流強(qiáng)度計(jì)算月的理論產(chǎn)量。然后逐月相加；第二種方法是按累計(jì)電流強(qiáng)度計(jì)算累計(jì)理論產(chǎn)量。在精確

12、計(jì)算下這兩種方法的計(jì)算結(jié)果偏差不大，第一種方法較為合理，建議采用第一種方法。原鋁實(shí)際產(chǎn)量是計(jì)算電解槽電流效率的凈出鋁量。電解槽的出鋁量常常要做人為的調(diào)整，要扣除班組為了調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量和操作條件而借用的鋁量，假若有開停時(shí)，原鋁產(chǎn)量中應(yīng)該扣除該開停槽的啟動(dòng)用鋁量。所以原鋁產(chǎn)量應(yīng)該按下式計(jì)算。 電解原鋁產(chǎn)量=電解槽出鋁量+開停在產(chǎn)鋁量-大組借用的鋁+產(chǎn)量調(diào)整+其它電流強(qiáng)度、生產(chǎn)槽日和電流效率是電解鋁生產(chǎn)的三項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也稱構(gòu)成電解鋁生產(chǎn)的三要素。槽日產(chǎn)量槽日產(chǎn)量是指平均每臺電解槽一晝夜產(chǎn)出的原鋁數(shù)量，計(jì)算公式如下槽日產(chǎn)量（公斤/槽日）=原鋁實(shí)際產(chǎn)量生產(chǎn)槽日或 槽日產(chǎn)量（公斤/槽日）=平均電流

13、強(qiáng)度電流效率0.33552410-3工作電壓電解槽的工作電壓是指電解槽正常工作狀態(tài)的電壓，由電壓表測定。工作電壓不含公共母線應(yīng)分?jǐn)偟碾妷汉托?yīng)分?jǐn)偟碾妷?，?jì)算公式如下：工作電壓（伏）=每日各電解槽測量的電壓總和 生產(chǎn)槽日數(shù)平均電壓平均電壓由工作電壓、分?jǐn)偟膶⑿?yīng)電壓、分?jǐn)偟碾娊獠坶g聯(lián)接母線壓降組計(jì)算公式如下： 報(bào)告期逐日系列總 停槽母線及短路口 啟動(dòng)平均電壓=電壓之和 - 應(yīng)分?jǐn)偟碾妷? 電壓 報(bào)告期生產(chǎn)槽日式中報(bào)告期逐日系列電壓之和是指電解系列總電壓的逐日累計(jì)數(shù)；停槽母線及短路口應(yīng)分?jǐn)偟碾妷喊疵總€(gè)槽日0.3伏計(jì)算，如果有架設(shè)臨時(shí)母線，一面或兩面均按每天0.8伏計(jì)算；啟動(dòng)電壓規(guī)定每臺槽為30伏

14、。平均電壓要按四舍五入保留三位小數(shù)。 附電解系列電壓組成 停槽母線及短路口應(yīng)分?jǐn)偟碾妷合盗锌傠妷?啟動(dòng)電壓 新槽電壓（啟動(dòng)后期電壓） 綜合生產(chǎn)槽電壓正常生產(chǎn)槽電壓有的企業(yè)供電整流所距電解車房較遠(yuǎn)，認(rèn)為應(yīng)該分?jǐn)偟竭@一段供電母線一些電壓，稱作外部母線電壓。效應(yīng)系數(shù)鋁電解槽陽極效應(yīng)系數(shù)是指在鋁電解過程中，平均每個(gè)槽日發(fā)生陽極效應(yīng)的次數(shù)，計(jì)算公式如下 效應(yīng)系數(shù)（次/槽日）=報(bào)告期發(fā)生陽極效應(yīng)的次數(shù) 報(bào)告期生產(chǎn)槽日電解槽每發(fā)生一次效應(yīng)都要消耗大量的電能附：電解槽發(fā)生效應(yīng)多消耗電量的計(jì)算設(shè)電解槽電流強(qiáng)度為75000安培，一次效應(yīng)持續(xù)3分鐘，效應(yīng)電壓30伏，正常工作電壓4伏，一次陽極效應(yīng)多消耗的電量為750

15、00（30-4）3=97.5千瓦時(shí)100060整流效率整流效器輸出的直流電量與輸入的交流電量的比值叫整流效率，計(jì)算公式如下： 整流效率（）=整流器輸出直流電量 輸入整流器的交流電量整流效率應(yīng)該經(jīng)常測定。國內(nèi)各鋁廠尚未安裝大電流直流計(jì)量你儀表，整流效率暫時(shí)按系列電壓確定。全系列為硅整流機(jī)組，整流器額定電壓為825伏時(shí)，系列電壓與整流效率的對應(yīng)值可參照下表系列直流電壓200伏以下200-300300-400400-500500-600600-700700-825整流效率9091939494.59595.5 整流器額定電壓不足825伏或超過825伏時(shí)，整流效率與電壓的對應(yīng)值應(yīng)該另行規(guī)定。 電解鋁的電

16、能消耗 鋁電解生產(chǎn)過程消耗的電能。單位鋁產(chǎn)品消耗的電能是最重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。鋁的電耗指標(biāo)有原鋁直流電耗、原鋁交流電耗和鋁錠綜合交流電耗三個(gè)指標(biāo)。原鋁直流電耗 產(chǎn)出每噸電解原鋁消耗的直流電量稱作原鋁直流電耗，原鋁直流電耗的理論計(jì)算公式如下 原鋁直流電耗（千瓦時(shí)/噸）= 平均電壓 電流效率0.335510-3 =2.98平均電壓 電流效率10-3原式為IUT10-3 = U 千瓦時(shí)/公斤 0.3355IUT10-3 0.3355電流效率式中 I 電流強(qiáng)度 U 電壓 T 電解時(shí)間R 電流效率 生產(chǎn)管理上通常采用下式計(jì)算原鋁直流電耗（千瓦時(shí)/噸）= 消耗直流電量原鋁實(shí)際產(chǎn)量這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果應(yīng)

17、該接近，若偏差較大時(shí)，可能是電壓電量計(jì)算問題。 直流電量通常是按照電壓數(shù)值分配的，系列總電壓可以分為正常生產(chǎn)槽電壓、啟動(dòng)后期電壓、停槽母線及短路口分?jǐn)傠妷汉蛦?dòng)時(shí)所消耗的電壓，（有一些工廠還列出架容母線應(yīng)分?jǐn)偟碾妷海?，所以直流電量也?yīng)該分解為上述部分，在計(jì)算直流電耗時(shí)，可以依據(jù)計(jì)算正常指標(biāo)、啟動(dòng)后期指標(biāo)和綜合指標(biāo)的不同需要，選用不同的直流電量，計(jì)算出不同的單耗指標(biāo)。電能效率 表示電解槽生產(chǎn)一定量鋁時(shí)，理論上應(yīng)耗電能與實(shí)際消耗電能之比，通常以百分?jǐn)?shù)表示。電能消耗（）=理論電能消耗量實(shí)際電能消耗設(shè)電解槽的電流強(qiáng)度為I（安培）電解槽的平均電壓為V平均（伏特）電解槽的電流效率為X電解槽的理論電壓為V理

18、論電解時(shí)間為T則電能效率（%）=IV理論T I V平均X X公式簡化變換=V理論X=電壓效率電流將效率V平均在工業(yè)上一般不用百分?jǐn)?shù)表示電能效率，而采用每千瓦時(shí)電能實(shí)際生產(chǎn)鋁的克數(shù)來表示，單位是克/千瓦時(shí)，恰是直流電耗的倒數(shù)。 電能效率（克/千瓦時(shí)）=0.3355TXT IV平均10-3 =0.3355X V平10-3 =335.5X V平例如：電流效率為0.88，槽平均電壓為4.3伏時(shí)， 電能效率=335.5 0.88 =68.7克/千瓦時(shí)4.3=0.0687KG/千瓦時(shí)相當(dāng)于14556千瓦時(shí)/噸原鋁交流電耗原鋁交流電是電解鋁廠的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，反映的是每噸原鋁消耗的交流電量，既反映電解

19、的工藝水平，又反映整流效率，是一項(xiàng)綜合的電耗指標(biāo)，也稱作可比交流電耗，是鋁廠升級的考核指標(biāo)之一，計(jì)算公式如下：原鋁交流電耗（千瓦時(shí)/噸）=消耗直流電量整流效率 原鋁實(shí)際產(chǎn)量 =消耗交流電量 原鋁實(shí)際產(chǎn)量鋁錠綜合交流電耗鋁錠綜合交流電耗反映每噸鋁錠消耗的綜合交流電量，計(jì)算公式如下：鋁錠綜合交流電耗（千瓦小時(shí)/噸）=綜合交電量 鋁錠產(chǎn)量式中子項(xiàng)綜合交流電量包括鋁電解生產(chǎn)全部用電量，含電解工藝用直流電量、電解鋁車間和鑄造車間動(dòng)力照明用電、混合爐用電、分?jǐn)偟妮o助部門用電量及線路損失。母項(xiàng)鋁錠產(chǎn)量指各品種鋁的產(chǎn)量之和，如果生產(chǎn)鋁合金應(yīng)該將鋁合金中的含鋁量折合成鋁產(chǎn)量，該指標(biāo)的子項(xiàng)、母項(xiàng)計(jì)算口徑應(yīng)該一致，

20、如果待入庫的周轉(zhuǎn)鋁量波動(dòng)較大時(shí)，對鋁錠綜合交流電耗將有較大的影響，應(yīng)盡量避免。 電解鋁的用電量與單位產(chǎn)品電耗關(guān)系如圖2所示動(dòng)力用（照明、混合爐、天車、空壓機(jī)等）用于鋁電解系列的交流電量 停槽母線及斷路口分?jǐn)傠娏浚ê謹(jǐn)偟妮o助部門用電量） 電解槽用 折直流 啟動(dòng)用電 新槽用電 折交流 計(jì)算原鋁直流電耗正常生產(chǎn)槽用電 計(jì)算鋁錠綜合交流電耗 計(jì)算原鋁交電耗12、鋁錠工藝能耗和綜合能耗鋁錠工藝能耗是指電解鋁生產(chǎn)中各項(xiàng)能源的直接消耗，通常以產(chǎn)品的各項(xiàng)單耗乘以折算成標(biāo)準(zhǔn)煤（或焦氣109）的系數(shù)計(jì)算，消耗的項(xiàng)目有電焦和水。計(jì)算公式如下： 鋁錠工藝能耗（標(biāo)準(zhǔn)煤噸或GJ） =（各能耗項(xiàng)目單耗折算系數(shù)）鋁錠綜合能耗是工藝能耗加上產(chǎn)品應(yīng)分?jǐn)偟拈g接能源消耗，