电解铝产品产量和主要技术经济指标

电解铝产品产量和主要技术经济指标

一、电解铝冶炼方法概述

现代的炼铝工业，普遍采用冰晶石一氧化铝融盐电解法，

即霍尔・埃鲁法，其实质是在电解槽内以氧化铝为原料，以氟

化盐为熔剂，以碳素材料分别为阳极和阴极，在直流电的作

用下，通过阴极和阳极之间发生电化学反应，在950・970的

温度下，使溶解于电解质中的氧化铝被还原成金属铝，铝液

集中于阴极，阳极产生二氧化碳和一氧化碳气体。定期地将

铝液从电解槽内吸出铸锭，便是金属铝。

电解生产的主要设备是电解槽。目前国内有自焙阳极电解

槽和预焙阳极电解槽两种。自焙槽分为上插式和侧插式；预

焙槽分为连续式和间断式。电解槽生产中要消耗大量的电

能。新建或修理后的电解槽投入生产时都必需经过焙烧启动

和启动后期管理等过程才能转入正常生产。在焙烧启动和启

动后期管理中也要消耗一定的电能，这些电能的消耗在企业

管理上要单独计算而不能计入正常生产消耗中。电解铝的生

产工艺流程略图如下：

二、电解铝的产品产量概念

电解槽出铝量是指从电解槽内吸出供铸造用的铝液

的数量，习惯上也称作出铝量，通常是根据电解的出铝周期

按照出铝任务单实际吸出的铝液数量。出铝量是电解槽产出

铝液未作任何调整的原始数据，是计算原铝产量的基数。

电解原铝产量也称作电解原铝或原铝，是铝电解槽实

际产出的计入电流效率的金属铝量。原铝产量是电解生产管

理上一个极为重要的产量指标，是计算一系列技术经济指标

的基准，是反映电解槽电流效率的产出量指标。

铝锭产量也称作铝锭量或铝量，是指经过铸造成型符合

产品质量标准办理了入库手续的产品数量及铝合金中的含

铝量。按照国家统计局《工业统计主要指标解释》规定，铝

锭中含铝量应在98%以上。

原铝产量与铝锭量的关系

1、由于质量和办理入库手续等原因，报告期生产的电解

原铝不一定都能入库成为铝锭，而以前生产待入库的

原铝在报告期入库时，即应计入铝锭产量。当报告期

生产的电解原铝全部入库时，铝锭与原铝产量之差即

为铸造损失量。

2、如果电解铝厂直接生产铝线锭、铝盘条或型材时，可

以按合理的圻算数还原为铝锭产量。

3、电解铝厂直接生产铝合金产品时，应根据合金的含金

量折算成铝产量，以其中自用量列于铝产量之下。铝

合金产量则另外单列。

例如：报告期某厂生产铝锭100吨，铝合金24吨，

合金中含铝量21.564吨，铸造损失率5%。，则该报告

期的铝系列产品产量为100+21.564+0.995=121.672

铝锭121.672吨

其中自用量21.672吨

铝合金24吨

铝冶炼产品系列分类铝冶炼产品按其含铝量的多

少，可以划分为高纯铝、精铝、重熔用铝锭（普通铝锭），

炼钢脱氧部分铁合金用铝锭和各种牌号的铝合金等产品系

列。在普通铝锭中根据杂质含量和产品形状又可以区分为电

工用铝锭（拉丝铝锭）等，表1列出了主要铝锭炼产品的含

铝量。

表一铝及铝合金产品系列分类

产品系列牌号或等含铝量不小于％产品标准

级

高纯铝AL-05599.9995按GB8178-87

AL-0599.999标准

重熔用精特级99.995按GB8644-88

铝锭一级99.99标准

二级99.95

重熔用铝AL99.8599.85GB/1196-93

锭AL99.8099.80国家技术监

AL99.7099.70督局

AL99.6099.601993-12-24发

AL99.5099.50布1994-09-01

AL99.0099.00实施

重熔用电AL99.70E99.70GB12768-91

工铝锭AL99.65E99.65

炼钢脱氧四号铝95.0按YB/Z4-75

部分铁合标准

金用铝

铝合金各种牌号各种含量

三、铝电解生产主要技术经济指标计算方法

铝电解生产是一个化学反应过程，消耗大量的电能、氧

化铝、氟化盐和电极。反映铝电解技术经济效果的主要指标

有电流强度、生产槽日、平均电压、电流效率和单位产品的

电力、原材料消耗量。电解铝厂通常是一些电解槽在正常生

产，而另一些电解槽则刚刚启动，正常生产槽和新启动槽的

技术经济指标有很大的差别。为了准确地反映铝电解生产的

技术经济效果，就应该分别计算正常生产槽和新启动的指

标，而且还要将这两种指标合并为综合指标。铝行业规定，

企业向上级报告的统计指标应该是综合指标。

正常生产指标是电解槽正常生产时期的指标，反映

的是铝电解槽正常生产时期的指标，这个时期较长，通常在

四年左右。

新槽指标也叫启动后期指标，是指从启动次日算起

的30天内的指标。铝行业规定，启动后期的电流效率规定

为80%,新槽和大修理后启动都按此规定。

综合指标是汇总正常生产指标和新启动槽指标计算

出的综合指标，是二级对企业考核的指标。

在铝电解的统计指标计算上，对生产槽日、原铝产量、

电压电量和原材料消耗等都必须计算以上三种指标。

1、生产槽日一台电解槽工作一昼夜叫一个生产

槽日。我国铝行业规定，启动的停槽的那一天都

不计入生产槽日，所以生产槽日都是整数没有小

数。生产槽日是铝电解过程的重要进度指标，在

一定的电流强度下,有一个生产槽日就能获得一

定的铝产量。按照电解槽的生产状况生产槽日分

为正常生产槽日和新启动槽日（也叫新日或启动

后期槽日），30天之后即为正常生产槽日。这两

种槽日的电流效率，电耗等指标差别较大，应该

分别计算。还要将这两种槽日合并成综合槽日。

综合生产槽日=正常生产槽日+新槽槽日

生产槽日也是计算和分配一系列指标的依据

（1）生产槽日是分配正常生产槽电压和新槽电压的依据，

而电压又是分配电量的依据，所以生产槽日也是分配

电量的依据。

（2）生产槽日是分配启动消耗物料和正常生产消耗物料

的依据。

通电槽日前边谈到的生产槽日也可以理解为产量槽日，与此

对应的是通电槽日，也叫电槽日。为了更精确地计算和分配

电量消耗，有的工厂在计算有关电的指标时，将停槽的当天

按小时计入槽日。例如有某厂一台电解槽3月15日中午12

时停槽，该槽3月份的生产槽日是14个，而通电槽日为14.5,

这样做的目的是为了把延续0.5个槽日的电量分摊到该台电

解槽。

2.平均电流强度

通入电解系列的电流强度随时在波动着，在企业管理上要计

算平均电流强度，即通入铝电解槽系列的直流电流强度的平

均值。按照报告期的长短分为日平均电流强度和累计平均

电流强度，其计算方法略有差别。

（1）日平均电流强度

根据工厂具备的计量手段不同分为以下三种计算方法。

（1）只有电流强度指示仪表，未安装电流小时计、直流电

量表和电压小时计的工厂，按照等距间隔时间抄录的

电流指示数来计算报告期平均电流强度

各次记录的电流强度之和

日平均电流强度（安培）二-----------------------

记录次数

（2）安装有电压小时计和直流电量表的工厂，按下式计

算。

日平均电流强度（安培）二直流电量（千瓦小时）义直00

日系列平均电压（伏特）X24

（3）若无直流电量表，则以交流电量乘以整流效率求得直

流电量，计算公式如下：

日平均电流强度（安培）=用于电解系列的交流电量X整流效率X1000

日电解系列平均电压（伏特）X24

（2）累计平均电流强度

计算累计平均电流强度时，以日或月平均电流强度为变

量，用生产槽日加权，求加权平均数。这里的生产槽日应理

解为通电槽日更准确些。

月平均电流强度（安培）二（日平均电流强度义每日生产槽日数）

月度的生产槽日之和

累计平均电流强度（安培）二（月平均电流强度义每月生产槽日数）

累计的每月生产槽日之和

3、电流效率

电流效率是指铝电解生产过程中，电解原铝的实际产出

量与理论析出量的比值，以百分数表示。电流效率是铝电解

生产的重要的技术经济指标，计算公式如下：

电流效率（％）=原铝实际产量

原铝理论产量

原铝理论产量（吨）=平均电流强度（安培）义生产槽日X

电化当量X24小时XI。%

式中铝的电化当量为0.3355克/安培•小时

计算电流效率应注意以下几个问题

（1）计算原铝理论产量的平均电流强度应该严格按

规定的办法，即求月度的平均电流强度用每天的生产槽日加

权；求累计的平均电流强度用月的生产槽日加权。

（2）理论产量的累计数计算有两种计算方法。第一种

方法是按月的电流强度计算月的理论产量。然后逐月相加；

第二种方法是按累计电流强度计算累计理论产量。在精确计

算下这两种方法的计算结果偏差不大，第一种方法较为合

理，建议采用第一种方法。

（3）原铝实际产量是计算电解槽电流效率的净出铝

量。电解槽的出铝量常常要做人为的调整，要扣除班组为了

调整产品质量和操作条件而借用的铝量，假若有开停时，原

铝产量中应该扣除该开停槽的启动用铝量。所以原铝产量应

该按下式计算。

电解原铝产量=电解槽出铝量土开停在产铝量-大组借用的

铝土产量调整土其它

电流强度、生产槽日和电流效率是电解铝生产的三项重要

的技术经济指标，也称构成电解铝生产的三要素。

4、槽日产量

槽日产量是指平均每台电解槽一昼夜产出的原铝数量，计

算公式如下

槽日产量（公斤/嘈日）二原铝实际产量

生产槽日

或槽日产量（公斤/槽日）二平均电流强度X电流效率X

0.3355X24X103

5、工作电压

电解槽的工作电压是指电解槽正常工作状态的电压，由电

压表测定。工作电压不含公共母线应分摊的电压和效应分

摊的电压，计算公式如下：

工作电压（伏）=每日各电解槽测量的电压总和

生产槽日数

6、平均电压

平均电压由工作电压、分摊的将效应电压、分摊的电解槽

间联接母线压降组计算公式如下：

报告期逐日系列总停槽母线及短路口启动

平均电压=电压之和・应分摊的电压・电压

报告期生产槽日

式中报告期逐日系列电压之和是指电解系列总电压的逐日

累计数；停槽母线及短路口应分摊的电压按每个槽日0.3

伏计算，如果有架设临时母线，一面或两面均按每天0.8

伏计算；启动电压规定每台槽为30伏。平均电压要按四舍

五入保留三位小数。

附电解系列电后组成

停槽母线及短路口应分摊的电压

系列总电压启动电压

新槽电压（启动后期电压）

综合生产槽电压

正常生产槽电压

有的企业供电整流所距电解车房较远，认为应该分摊到这一

段供电母线一些电压，称作外部母线电压。

7、效应系数

铝电解槽阳极效应系数是指在铝电解过程中，平均每个槽

日发生阳极效应的次数，计算公式如下

效应系数（次/槽日）二报告期发生阳极效应的次数

报告期生产槽日

电解槽每发生一次效应都要消耗大量的电能

附：电解槽发生效应多消耗电量的计算

设电解槽电流强度为75000安培，一次效应持续3分钟，效

应电压30伏，正常工作电压4伏，一次阳极效应多消耗的

电量为

75000义（30-4）X3=97.5千瓦时

1000X60

8、整流效率

整流效器输出的直流电量与输入的交流电量的比值叫整流

效率，计算公式如下：

整流效率（%）二整流器输出直流电量

输入整流器的交流电量

整流效率应该经常测定。国内各铝厂尚未安装大电流直流

计量你仪表，整流效率暂时按系列电压确定。全系列为硅

整流机组，整流器额定电压为825伏时，系列电压与整流

效率的对应值可参照下表

系列直流200优200-300-400-500-600-700-

电压以下300400500600700825

整流效率9091939494.59595.5

整流器额定电压不足825伏或超过825伏时，整流效率与

电压的对应值应该另行规定。

电解铝的电能消耗

铝电解生产过程消耗的电能。单位铝产品消耗的电能是最

重要的技术经济指标之一。铝的电耗指标有原铝直流电耗、

原铝交流电耗和铝锭综合交流电耗三个指标。

9、原铝直流电耗

产出每吨电解原铝消耗的直流电量称作原铝直流电耗，

原铝直流电耗的理论计算公式如下

原铝直流电耗（千瓦时/吨）=平均电压____________

电流效率X0.3355X10-3

=2.98X平均电压

电流效率义10-3

原式为IUTX10-3=u千瓦时/

公斤

0.3355X1UTX1030.3355X电流效率

式中I电流强度

U电压

T电解时间

R电流效率

生产管理上通常买用下式计算

原铝直流电耗（千瓦时/吨）=消耗直流电量

原铝实际产量

这两个公式的计算结果应该接近，若偏差较大时，可能是电

压电量计算问题。

直流电量通常是按照电压数值分配的，系列总电压可以

分为正常生产槽电压、启动后期电压、停槽母线及短路口分

摊电压和启动时所消耗的电压，（有一些工厂还列出架容母

线应分摊的电压），所以直流电量也应该分解为上述部分，

在计算直流电耗时，可以依据计算正常指标、启动后期指标

和综合指标的不同需要，选用不同的直流电量，计算出不同

的单耗指标。

电能效率表示巴解槽生产一定量铝时，理论上应耗电能

与实际消耗电能之比，通常以百分数表示。

电能消耗（％）二理论电能消耗量

实际电能消耗

设电解槽的电流强度为I（安培）

电解槽的平均电压为V平均（伏特）

电解槽的电流效率为X

电解槽的理论电压为V理论

电解时间为T

则电能效率（％）=[•V理论•T

L•V平均・x

X

公式简化变换二V理论•*=电压效率X电流将效率

V平均

在工业上一般不用百分数表示电能效率，而采用每千瓦时电

能实际生产铝的克数来表示，单位是克/千瓦•时，恰是直流

电耗的倒数。

电能效率（克/千瓦时）=0.3355T•X♦T

IV平均・10-3

=0.3355XX

V平X10-3

=335.5XX

V平

例如：电流效率为0.88,槽平均电压为4.3伏时，

电能效率=335.5X0.88=68.7克/千瓦时

4.3

R.0687KG/千瓦时

相当于14556千瓦时/吨

10^原铝交流电耗

原铝交流电是电解铝厂的一项重要技术经济指标，反

映的是每吨原铝消耗的交流电量，既反映电解的工艺水平,

又反映整流效率，是一项综合的电耗指标，也称作可比交

流电耗，是铝厂升级的考核指标之一，计算公式如下：

原铝交流电耗（千瓦时/吨）=消耗直流电量+整流效率

原铝实际产量

=消耗交流电量

原铝实际产量

11、铝锭综合交流电耗

铝锭综合交流电耗反映每吨铝锭消耗的综合交流电量，计

算公式如下：

铝锭综合交流电耗（千瓦小时/吨）=综合交电量

铝锭产量

式中子项综合交流电量包括铝电解生产全部用电量，含电

解工艺用直流电量、电解铝车间和铸造车间动力照明用电、

混合炉用电、分摊的辅助部门用电量及线路损失。母项铝

锭产量指各品种铝的产量之和，如果生产铝合金应该将铝

合金中的含铝量折合成铝产量，该指标的子项、母项计算

口径应该一致，如果待入库的周转铝量波动较大时，对铝

锭综合交流电耗将有较大的影响，应尽量避免。

电解铝的用电量与单位产品电耗关系如图2所示

动力用（照明、混合炉、天车、空压机等）

用于铝电解系列的交流电量停槽母线及断路口分掩电量

（含分摊的辅助部门用电量）电解槽用＞＞折直流•动用电

新槽用电

折交流计算原铝直流电耗

正常生产槽用电

计算铝矗合交流电耗

计算原%交电耗

12、铝锭工艺能耗和综合能耗

铝锭工艺能耗是指电解铝生产中各项能源的直接消耗，通常

以产品的各项单耗乘以折算成标准煤（或焦气X109）的系数

计算，消耗的项目有电焦和水。计算公式如下：

铝锭工艺能耗（标准煤吨或GJ）

=（各能耗项目单耗义折算系数）

铝锭综合能耗是工艺能耗加上产品应分摊的间接能源消耗，

按照中国色金属工业总公司1986年10月颂发的（铝冶炼企

业合理使用能源考核标准）规定，间接能源消耗是指企业辅

助、附属部门能耗的分摊量，企业能源转换损耗分摊量、企

业内部能源正常损耗量。

12、每吨原铝消耗原料料

计算电解铝的原材料消耗的产量要来用电解原铝