電解鋁產(chǎn)品產(chǎn)量和主要技術經(jīng)濟指標

電解鋁產(chǎn)品產(chǎn)量和主要技術經(jīng)濟指標

一、電解鋁冶煉方法概述

現(xiàn)代的煉鋁工業(yè)，普遍采用冰晶石一氧化鋁融鹽電解法，

即霍爾?埃魯法，其實質(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)生電化學反應，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氣體。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)的主要設備是電解槽。目前國內(nèi)有自焙陽極電解

槽和預焙陽極電解槽兩種。自焙槽分為上插式和側插式；預

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)時都必需經(jīng)過焙燒啟動

和啟動后期管理等過程才能轉入正常生產(chǎn)。在焙燒啟動和啟

動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)

管理上要單獨計算而不能計入正常生產(chǎn)消耗中。電解鋁的生

產(chǎn)工藝流程略圖如下：

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

按照出鋁任務單實際吸出的鋁液數(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)，是計算原鋁產(chǎn)量的基數(shù)。

電解原鋁產(chǎn)量也稱作電解原鋁或原鋁，是鋁電解槽實

際產(chǎn)出的計入電流效率的金屬鋁量。原鋁產(chǎn)量是電解生產(chǎn)管

理上一個極為重要的產(chǎn)量指標，是計算一系列技術經(jīng)濟指標

的基準，是反映電解槽電流效率的產(chǎn)出量指標。

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)量標準辦理了入庫手續(xù)的產(chǎn)品數(shù)量及鋁合金中的含

鋁量。按照國家統(tǒng)計局《工業(yè)統(tǒng)計主要指標解釋》規(guī)定，鋁

錠中含鋁量應在98%以上。

原鋁產(chǎn)量與鋁錠量的關系

1、由于質(zhì)量和辦理入庫手續(xù)等原因，報告期生產(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

原鋁在報告期入庫時，即應計入鋁錠產(chǎn)量。當報告期

生產(chǎn)的電解原鋁全部入庫時，鋁錠與原鋁產(chǎn)量之差即

為鑄造損失量。

2、如果電解鋁廠直接生產(chǎn)鋁線錠、鋁盤條或型材時，可

以按合理的圻算數(shù)還原為鋁錠產(chǎn)量。

3、電解鋁廠直接生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品時，應根據(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%。，則該報告

期的鋁系列產(chǎn)品產(chǎn)量為100+21.564+0.995=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，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)品系列牌號或等含鋁量不小于％產(chǎn)品標準

級

高純鋁AL-05599.9995按GB8178-87

AL-0599.999標準

重熔用精特級99.995按GB8644-88

鋁錠一級99.99標準

二級99.95

重熔用鋁AL99.8599.85GB/1196-93

錠AL99.8099.80國家技術監(jiān)

AL99.7099.70督局

AL99.6099.601993-12-24發(fā)

AL99.5099.50布1994-09-01

AL99.0099.00實施

重熔用電AL99.70E99.70GB12768-91

工鋁錠AL99.65E99.65

煉鋼脫氧四號鋁95.0按YB/Z4-75

部分鐵合標準

金用鋁

鋁合金各種牌號各種含量

三、鋁電解生產(chǎn)主要技術經(jīng)濟指標計算方法

鋁電解生產(chǎn)是一個化學反應過程，消耗大量的電能、氧

化鋁、氟化鹽和電極。反映鋁電解技術經(jīng)濟效果的主要指標

有電流強度、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，正常生產(chǎn)槽和新啟動槽的

技術經(jīng)濟指標有很大的差別。為了準確地反映鋁電解生產(chǎn)的

技術經(jīng)濟效果，就應該分別計算正常生產(chǎn)槽和新啟動的指

標，而且還要將這兩種指標合并為綜合指標。鋁行業(yè)規(guī)定，

企業(yè)向上級報告的統(tǒng)計指標應該是綜合指標。

正常生產(chǎn)指標是電解槽正常生產(chǎn)時期的指標，反映

的是鋁電解槽正常生產(chǎn)時期的指標，這個時期較長，通常在

四年左右。

新槽指標也叫啟動后期指標，是指從啟動次日算起

的30天內(nèi)的指標。鋁行業(yè)規(guī)定，啟動后期的電流效率規(guī)定

為80%,新槽和大修理后啟動都按此規(guī)定。

綜合指標是匯總正常生產(chǎn)指標和新啟動槽指標計算

出的綜合指標，是二級對企業(yè)考核的指標。

在鋁電解的統(tǒng)計指標計算上，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算以上三種指標。

1、生產(chǎn)槽日一臺電解槽工作一晝夜叫一個生產(chǎn)

槽日。我國鋁行業(yè)規(guī)定，啟動的停槽的那一天都

不計入生產(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度指標，在

一定的電流強度下,有一個生產(chǎn)槽日就能獲得一

定的鋁產(chǎn)量。按照電解槽的生產(chǎn)狀況生產(chǎn)槽日分

為正常生產(chǎn)槽日和新啟動槽日（也叫新日或啟動

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，電耗等指標差別較大，應該

分別計算。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)槽日也是計算和分配一系列指標的依據(jù)

（1）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)。

（2）生產(chǎn)槽日是分配啟動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

對應的是通電槽日，也叫電槽日。為了更精確地計算和分配

電量消耗，有的工廠在計算有關電的指標時，將停槽的當天

按小時計入槽日。例如有某廠一臺電解槽3月15日中午12

時停槽，該槽3月份的生產(chǎn)槽日是14個，而通電槽日為14.5,

這樣做的目的是為了把延續(xù)0.5個槽日的電量分攤到該臺電

解槽。

2.平均電流強度

通入電解系列的電流強度隨時在波動著，在企業(yè)管理上要計

算平均電流強度，即通入鋁電解槽系列的直流電流強度的平

均值。按照報告期的長短分為日平均電流強度和累計平均

電流強度，其計算方法略有差別。

（1）日平均電流強度

根據(jù)工廠具備的計量手段不同分為以下三種計算方法。

（1）只有電流強度指示儀表，未安裝電流小時計、直流電

量表和電壓小時計的工廠，按照等距間隔時間抄錄的

電流指示數(shù)來計算報告期平均電流強度

各次記錄的電流強度之和

日平均電流強度（安培）二-----------------------

記錄次數(shù)

（2）安裝有電壓小時計和直流電量表的工廠，按下式計

算。

日平均電流強度（安培）二直流電量（千瓦小時）義直00

日系列平均電壓（伏特）X24

（3）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，計算公式如下：

日平均電流強度（安培）=用于電解系列的交流電量X整流效率X1000

日電解系列平均電壓（伏特）X24

（2）累計平均電流強度

計算累計平均電流強度時，以日或月平均電流強度為變

量，用生產(chǎn)槽日加權，求加權平均數(shù)。這里的生產(chǎn)槽日應理

解為通電槽日更準確些。

月平均電流強度（安培）二（日平均電流強度義每日生產(chǎn)槽日數(shù)）

月度的生產(chǎn)槽日之和

累計平均電流強度（安培）二（月平均電流強度義每月生產(chǎn)槽日數(shù)）

累計的每月生產(chǎn)槽日之和

3、電流效率

電流效率是指鋁電解生產(chǎn)過程中，電解原鋁的實際產(chǎn)出

量與理論析出量的比值，以百分數(shù)表示。電流效率是鋁電解

生產(chǎn)的重要的技術經(jīng)濟指標，計算公式如下：

電流效率（％）=原鋁實際產(chǎn)量

原鋁理論產(chǎn)量

原鋁理論產(chǎn)量（噸）=平均電流強度（安培）義生產(chǎn)槽日X

電化當量X24小時XI。%

式中鋁的電化當量為0.3355克/安培?小時

計算電流效率應注意以下幾個問題

（1）計算原鋁理論產(chǎn)量的平均電流強度應該嚴格按

規(guī)定的辦法，即求月度的平均電流強度用每天的生產(chǎn)槽日加

權；求累計的平均電流強度用月的生產(chǎn)槽日加權。

（2）理論產(chǎn)量的累計數(shù)計算有兩種計算方法。第一種

方法是按月的電流強度計算月的理論產(chǎn)量。然后逐月相加；

第二種方法是按累計電流強度計算累計理論產(chǎn)量。在精確計

算下這兩種方法的計算結果偏差不大，第一種方法較為合

理，建議采用第一種方法。

（3）原鋁實際產(chǎn)量是計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，原

鋁產(chǎn)量中應該扣除該開停槽的啟動用鋁量。所以原鋁產(chǎn)量應

該按下式計算。

電解原鋁產(chǎn)量=電解槽出鋁量土開停在產(chǎn)鋁量-大組借用的

鋁土產(chǎn)量調(diào)整土其它

電流強度、生產(chǎn)槽日和電流效率是電解鋁生產(chǎn)的三項重要

的技術經(jīng)濟指標，也稱構成電解鋁生產(chǎn)的三要素。

4、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

算公式如下

槽日產(chǎn)量（公斤/嘈日）二原鋁實際產(chǎn)量

生產(chǎn)槽日

或槽日產(chǎn)量（公斤/槽日）二平均電流強度X電流效率X

0.3355X24X103

5、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分攤的電壓和效應分

攤的電壓，計算公式如下：

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)

6、平均電壓

平均電壓由工作電壓、分攤的將效應電壓、分攤的電解槽

間聯(lián)接母線壓降組計算公式如下：

報告期逐日系列總停槽母線及短路口啟動

平均電壓=電壓之和?應分攤的電壓?電壓

報告期生產(chǎn)槽日

式中報告期逐日系列電壓之和是指電解系列總電壓的逐日

累計數(shù)；停槽母線及短路口應分攤的電壓按每個槽日0.3

伏計算，如果有架設臨時母線，一面或兩面均按每天0.8

伏計算；啟動電壓規(guī)定每臺槽為30伏。平均電壓要按四舍

五入保留三位小數(shù)。

附電解系列電后組成

停槽母線及短路口應分攤的電壓

系列總電壓啟動電壓

新槽電壓（啟動后期電壓）

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，認為應該分攤到這一

段供電母線一些電壓，稱作外部母線電壓。

7、效應系數(shù)

鋁電解槽陽極效應系數(shù)是指在鋁電解過程中，平均每個槽

日發(fā)生陽極效應的次數(shù)，計算公式如下

效應系數(shù)（次/槽日）二報告期發(fā)生陽極效應的次數(shù)

報告期生產(chǎn)槽日

電解槽每發(fā)生一次效應都要消耗大量的電能

附：電解槽發(fā)生效應多消耗電量的計算

設電解槽電流強度為75000安培，一次效應持續(xù)3分鐘，效

應電壓30伏，正常工作電壓4伏，一次陽極效應多消耗的

電量為

75000義（30-4）X3=97.5千瓦時

1000X60

8、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，計算公式如下：

整流效率（%）二整流器輸出直流電量

輸入整流器的交流電量

整流效率應該經(jīng)常測定。國內(nèi)各鋁廠尚未安裝大電流直流

計量你儀表，整流效率暫時按系列電壓確定。全系列為硅

整流機組，整流器額定電壓為825伏時，系列電壓與整流

效率的對應值可參照下表

系列直流200優(yōu)200-300-400-500-600-700-

電壓以下300400500600700825

整流效率9091939494.59595.5

整流器額定電壓不足825伏或超過825伏時，整流效率與

電壓的對應值應該另行規(guī)定。

電解鋁的電能消耗

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

重要的技術經(jīng)濟指標之一。鋁的電耗指標有原鋁直流電耗、

原鋁交流電耗和鋁錠綜合交流電耗三個指標。

9、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算公式如下

原鋁直流電耗（千瓦時/噸）=平均電壓____________

電流效率X0.3355X10-3

=2.98X平均電壓

電流效率義10-3

原式為IUTX10-3=u千瓦時/

公斤

0.3355X1UTX1030.3355X電流效率

式中I電流強度

U電壓

T電解時間

R電流效率

生產(chǎn)管理上通常買用下式計算

原鋁直流電耗（千瓦時/噸）=消耗直流電量

原鋁實際產(chǎn)量

這兩個公式的計算結果應該接近，若偏差較大時，可能是電

壓電量計算問題。

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、啟動后期電壓、停槽母線及短路口分

攤電壓和啟動時所消耗的電壓，（有一些工廠還列出架容母

線應分攤的電壓），所以直流電量也應該分解為上述部分，

在計算直流電耗時，可以依據(jù)計算正常指標、啟動后期指標

和綜合指標的不同需要，選用不同的直流電量，計算出不同

的單耗指標。

電能效率表示巴解槽生產(chǎn)一定量鋁時，理論上應耗電能

與實際消耗電能之比，通常以百分數(shù)表示。

電能消耗（％）二理論電能消耗量

實際電能消耗

設電解槽的電流強度為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理論

電解時間為T

則電能效率（％）=[?V理論?T

L?V平均?x

X

公式簡化變換二V理論?*=電壓效率X電流將效率

V平均

在工業(yè)上一般不用百分數(shù)表示電能效率，而采用每千瓦時電

能實際生產(chǎn)鋁的克數(shù)來表示，單位是克/千瓦?時，恰是直流

電耗的倒數(shù)。

電能效率（克/千瓦時）=0.3355T?X?T

IV平均?10-3

=0.3355XX

V平X10-3

=335.5XX

V平

例如：電流效率為0.88,槽平均電壓為4.3伏時，

電能效率=335.5X0.88=68.7克/千瓦時

4.3

R.0687KG/千瓦時

相當于14556千瓦時/噸

10^原鋁交流電耗

原鋁交流電是電解鋁廠的一項重要技術經(jīng)濟指標，反

映的是每噸原鋁消耗的交流電量，既反映電解的工藝水平,

又反映整流效率，是一項綜合的電耗指標，也稱作可比交

流電耗，是鋁廠升級的考核指標之一，計算公式如下：

原鋁交流電耗（千瓦時/噸）=消耗直流電量+整流效率

原鋁實際產(chǎn)量

=消耗交流電量

原鋁實際產(chǎn)量

11、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

算公式如下：

鋁錠綜合交流電耗（千瓦小時/噸）=綜合交電量

鋁錠產(chǎn)量

式中子項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力照明用電、

混合爐用電、分攤的輔助部門用電量及線路損失。母項鋁

錠產(chǎn)量指各品種鋁的產(chǎn)量之和，如果生產(chǎn)鋁合金應該將鋁

合金中的含鋁量折合成鋁產(chǎn)量，該指標的子項、母項計算

口徑應該一致，如果待入庫的周轉鋁量波動較大時，對鋁

錠綜合交流電耗將有較大的影響，應盡量避免。

電解鋁的用電量與單位產(chǎn)品電耗關系如圖2所示

動力用（照明、混合爐、天車、空壓機等）

用于鋁電解系列的交流電量停槽母線及斷路口分掩電量

（含分攤的輔助部門用電量）電解槽用＞＞折直流?動用電

新槽用電

折交流計算原鋁直流電耗

正常生產(chǎn)槽用電

計算鋁矗合交流電耗

計算原%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)中各項能源的直接消耗，通常

以產(chǎn)品的各項單耗乘以折算成標準煤（或焦氣X109）的系數(shù)

計算，消耗的項目有電焦和水。計算公式如下：

鋁錠工藝能耗（標準煤噸或GJ）

=（各能耗項目單耗義折算系數(shù)）

鋁錠綜合能耗是工藝能耗加上產(chǎn)品應分攤的間接能源消耗，

按照中國色金屬工業(yè)總公司1986年10月頌發(fā)的（鋁冶煉企

業(yè)合理使用能源考核標準）規(guī)定，間接能源消耗是指企業(yè)輔

助、附屬部門能耗的分攤量，企業(yè)能源轉換損耗分攤量、企

業(yè)內(nèi)部能源正常損耗量。

12、每噸原鋁消耗原料料

計算電解鋁的原材料消耗的產(chǎn)量要來用電解原鋁