精铝产品产量和主要技术经济指标.docx
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精铝产品产量和主要技术经济指标
精铝产品产量和主要技术经济指标
一、精炼生产技术概述
精铝属高纯度铝产品的一种,是普通电解铝经过一定生产工艺提纯到含铝量达到99.95—99.996%以上的金属铝,具有良好的导电性、导热性、反光性、抗腐蚀性和很好的低温性能,被广泛的应用于电工、军工、航天、航空、轻工等领域,在低温电子技术、电子构件、铝电解电容器、喷涂材料等方面有着特殊的用途。
从1901年Hoopes发明三层液电解铝精炼法以来,铝精炼工艺及装备技术有了较大的发展与进步。
椐统计,世界精铝生产主要集中在少数发达国家。
国际上(以俄罗斯为主)已开发利用了60kA级以上的大型三层液精铝槽的生产技术,精铝槽电流效率可达99%,直流电耗低于13000kwh/t.Al。
有的国家甚至拥有100kA大型精铝槽。
国内铝精炼行业开发应用的槽型主要有13.5kA、32kA、65kA精铝槽技术和即将建成投产的引进的60kA级大型三层液精铝槽的生产技术。
铝的电解精炼所依据的原理是:
在阳极合金的各种金属元素当中,只有铝在阴极上析出,并在阴极上沉积,得到纯度为99.99的精铝。
三层液铝精炼过程在高于铝与阳极合金的熔点下进行,此时电解槽中有三层液体:
最下层为阳极合金,由待精炼的原铝和加重剂铜组成,与槽底阳极碳块相连;中间一层为电解质;最上面为精炼所得的高纯度铝,与石墨阴极相连。
三层电解精炼法生产工艺流程图如下:
原铝电解铜NaFBaF2AlF3CaF2
配料配料
直流电生成气体
阳极合金炉电解质熔炼炉净化处理
精铝槽生成气体
区域熔炼炉液体精铝
生成合金渣及表面渣
锯切精铝保持炉
回收处理
高纯铝精铝铸造机
精铝锭
二、精铝产量的概念
精铝产量分为精铝出铝量、精铝产量、精铝交库量三部分。
1、精铝出铝量
精铝出铝量是指精铝槽全部出铝数量,包括合格精铝交库量;期末期初合格精铝库存差额量;期末期初整电极、残电极差额量;期末期初槽内铝水差额量及精铝不合格品数量。
精铝出铝量=精铝产量+精铝不合格品数量
为避免电极在产量中重复计算,日常统计出铝量时,只计算铸锭量(包括不合格品),电极不计算在内,报告期末再将槽外电极及残极的期末、期初差额及槽内铝水在产变化计入出铝量中。
注:
精铝槽阴极部分如果采用全部由精铝浇铸成的阴极,则“精铝出铝量”要包括整电极、残电极期末期初差额量;阴极部分如果采用石墨电极作阴极,则“精铝出铝量”不包括整电极、残电极期末期初差额量。
(以下凡涉及到“精铝出铝量”指标时雷同)
2、精铝产量
精铝产量是指经检验符合产品质量标准、可作为商品铝交库的数量,包括交库和未交库两部分。
在统计日常进度产量时只计算出铝量中合格铝锭可供交库的部分。
月末将电极、铝水等在产变化计入精铝产量中。
精铝产量=精铝实际交库总量±期末期初库存合格精铝差额±期末期初整电极、残电极差额±期末期初槽内铝水差额
注:
精铝槽阴极部分如果采用全部由精铝浇铸成的阴极,则“精铝产量”要包括整电极、残电极期末期初差额量;阴极部分如果采用石墨电极作阴极,则“精铝产量”不包括整电极、残电极期末期初差额量。
精铝产量是计算精铝主要原材料消耗指标的产量依据。
精铝出铝量与精铝产量的关系
如果报告期精铝出铝量全部为合格品时,精铝出铝量和精铝产量相等。
3、精铝交库量
精铝交库量是指经检验符合产品质量标准的并已办理入库手续的精铝数量(包括自用铝),精铝交库量是计算能耗指标的产量依据。
为了准确地计算报告期精铝的三种产量,进而计算主要技术经济指标和物料、能源消耗指标,必须对精铝成品、半成品及在产建立严格的盘点制度并及时、认真地进行盘点。
精铝的质量标准(GB/T8644)
化学成分,%
杂质不大于
牌号Al%FeSiCuZnTi其他杂总和
不小于质每种
Al99.99699.9960.0010.0010.00150.0010.0010.0010.004
Al99.99399.9930.00150.00130.00300.0010.0010.0010.007
Al99.9999.990.00300.00300.00500.0020.0020.0010.04
Al99.9599.950.0200.0200.0100.0050.0020.0050.05
其中:
含Al99.995以上为特级品、含Al99.99以上为一级品、含Al99.95以上为二级品。
三、精铝生产主要技术经济指标计算方法
(一)质量指标
1、精铝合格率
精铝合格率是指报告期精铝槽生产的合格精铝出铝量占全部精铝出铝量的百分比。
计算公式如下:
精铝合格率(%)=
式中:
母项指报告期精铝槽全部出铝量。
包括合格精铝量、不合格精铝量、精铝库存期末期初差额量±整电极、残电极期末期初差额量。
2、精铝铸锭损失率
精铝铸锭损失率(也称铸造损耗率或称火耗),是指精铝锭在铸造或二级以下精铝锭处理过程中损失的铝量,通常以千分数表示。
计算公式如下:
精铝铸锭损失率(‰)=
式中:
精铝铸造过程金属铝消耗量在企业产品计量设施齐全的条件下,应该建立严格的精铝收、耗、存平衡和投入产出平衡制度,并按下式计算:
精铝铸造过程金属铝消耗量=期初在产精铝结存量+本期精铝产量-入库精铝产量-期末在产精铝结存量
3、精铝一级以上品率
精铝一级以上品率是指报告期已办理了交库手续的一级品以上精铝量占全部交库精铝量的百分比。
计算公式如下:
精铝一级以上品率(%)=
式中:
子项指报告期已办理了交库手续的精铝一级品以上数量。
母项指报告期已办理了交库手续的全部精铝数量。
虽经检验合格已按合格品计算,但尚未办理交库手续的仍不能报交库量。
4、精铝特级品率
精铝特级品率是指报告期已办理了交库手续的特级品精铝数量占全部精铝交库总量的百分比。
计算公式如下:
精铝特级品率(%)=
式中:
子项指报告期已办理了交库手续的精铝特级品数量。
母项同“2”
(二)主要技术指标
1、平均电流强度
平均电流强度是指通入精铝槽系列的直流电流强度的平均值。
按报告期长短可分为日平均电流强度、月平均电流强度和累计平均电流强度。
计算公式如下:
⑴日平均电流强度(安)=
式中:
子项直流电总量=(日交流电总量-日自用电量-转供电量)×整流效率
母项总电压=日精铝系列平均电压(伏)×24(小时)
⑵月(年)平均电流强度(安)=
2、平均电压
平均电压即平均槽电压是指每个槽日的工作电压及分摊的电压平均值,它由工作电压及精铝槽间联结母线电压组成。
计算公式如下:
平均电压(伏)=
报告期精焙烧启熔料停槽短重熔精
铝系列总—动电压—电压—路口电—铝电压
电压(伏)(伏)(伏)压(伏)(伏)
报告期生产槽昼夜(个)
式中:
(1)报告期精铝系列总电压=报告期总电压(供电电压计时累计值)(伏)/24(小时);
(2)焙烧启动电压(伏)=
设计值或规定值;
(3)熔料电压(伏)=
设计值或规定值;
(4)停槽短路口电压按设计值或规定值;
(5)重熔精铝电压=
重熔精铝用电量=精铝直流电单耗(千瓦时/吨)×重熔精铝数量(吨)
注:
重熔精铝量根据市场需求量决定。
3、精铝电流效率
精铝电流效率是指精铝生产中精铝实际出铝量与理论出铝量的比值。
计算公式如下:
精铝电流效率(%)=
式中:
报告期精铝实际出铝量见产量部分的解释
报告期精铝理论出铝量=0.3355×24(小时)×平均电流强度(安)×实际生产槽昼夜×10-6
4、槽日产量(或称槽昼夜生产率)
槽日产量是指平均每台精铝槽一昼夜产出的精铝数量。
计算公式如下:
槽日产量(千克/槽日)=
式中:
报告期精铝实际产量见产量部分解释。
也可按下式计算:
报告期精铝实际产量=报告期精铝出铝量×合格率
5、整流效率
整流器输出的直流电量与输入的交流电量的比值叫整流效率,整流效率越高,则得到的直流电量越多,其转换损失越小。
计算公式如下:
整流效率(%)=
式中:
整流器输出的直流电量为表记数。
输入整流器的交流电量为供给精铝系列的交流电量。
整流效率应该经常测定,以测定值为计算依据。
(三)精铝主要原材料、能源消耗指标
精铝消耗的主要原材料有普通铝锭、氟化铝、氯化钡(或氟化钡)、氟化钙、氯化钠(或氟化钠)、冰晶石、纯铜、阴极碳块;消耗的主要能源有水、电、蒸汽等
为了正确计算各项消耗指标,必须建立严格的盘点制度,报告期末对各项原材物料进行盘点,盘点结果作为各项消耗指标的计算依据。
1、精铝直流电单耗
精铝直流电单耗是指报告期内生产每吨精铝所消耗的直流电量。
计算公式如下:
精铝直流电单耗(千瓦时/吨)=
直流电量通常是按照电压数值分配的,系列总电压可以区分为正常生产槽电压、焙烧启动电压、熔料电压及重熔精铝电压,所以直流电量也应该依电压分解为上述部分。
据此:
式中:
报告期电解生产精铝消耗的直流电量=直流电总用量—焙烧启动用直流电量—熔料用直流电量—停槽短路口用直流电量—重熔精铝用直流电量
2、精铝交流电单耗
精铝交流电单耗是指报告期内生产每吨精铝所消耗的交流电量。
计算公式如下:
精铝交流电单耗(千瓦时/吨)=
式中:
报告期生产精铝消耗的交流电量=交流电总用量—焙烧启动用交流电量—熔料用交流电量—停槽短路口用交流电量—重熔精铝用交流电量
注:
式中各扣减部分的口径要与精铝直流电单耗计算式的扣减部分一致。
3、精铝普通铝锭单耗
精铝普通铝锭单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的普通铝锭数量。
计算公式如下:
精铝普通铝锭单耗(千克/吨)=
式中:
报告期普通铝锭消耗量=期初库存量+本期领用量-
期末库存量-开槽用量±期末、期初合金中含铝量差额
4、精铝纯铜单耗
精铝纯铜单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的纯铜数量。
计算公式如下:
精铝纯铜单耗(千克/吨)=
式中:
报告期纯铜消耗量=期初库存量+本期领用量-期末库存量-开槽用量±期末、期初合金中含铜量差额
5、精铝氯化钡(或氟化钡)单耗
精铝氯化钡(或氟化钡)单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的氯化钡(或氟化钡)数量。
计算公式如下:
精铝氯化钡(或氟化钡)单耗(千克/吨)
=
6、精铝冰晶石单耗
精铝冰晶石单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的冰晶石数量。
计算公式如下:
精铝冰晶石单耗(千克/吨)=
7、精铝氟化铝单耗
精铝氟化铝单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的氟化铝数量。
计算公式如下:
精铝氟化铝单耗(千克/吨)=
8、精铝氯化钠(或氟化钠)单耗
精铝氯化钠(或氟化钠)单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的氯化钠(或氟化钠)数量。
计算公式如下:
精铝氯化钠(或氟化钠)单耗(千克/吨)
=
注:
“5”、“6”、“7”、“8”四项精铝原材料总耗量(铜、铝除外)的计算方法均为:
原材料总耗量=期初库存量+本期领用量—期末库存量—开槽用量
期初、期末库存量均含槽内在产量。
9、精铝阴极碳块单耗
精铝阴极碳块单耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的阴极碳块数量。
计算公式如下:
精铝阴极碳块单耗(千克/吨)=
式中:
报告期阴极碳块消耗量要按照毛耗和净耗分别计算。
10、精铝综合交流电耗
精铝综合交流电耗是指报告期每吨精铝产量所消耗的综合交流电量。
计算公式如下:
精铝综合交流电耗(千瓦时/吨)=
式中:
报告期交流电消耗总量=表记交流电总量—转外供电量+辅助、附属部门分摊的交流电量之和。
又可表示为:
报告期交流电消耗总量=精铝生产用电+焙烧启动用电+熔料用电+重熔精铝用电+动力用电+分摊的辅助、附属部门用电
11、精铝工艺能耗
精铝工艺能耗是指报告期精铝生产过程中各项能源的直接消耗,包括电、水、冷风等。
精铝工艺能耗通常以产品的各项消耗乘以折算成标准煤的系数计算。
计算公式如下:
每吨精铝工艺能耗(千克/吨)=
式中:
报告期精铝生产工艺消耗的能源量=精铝生产直接消耗交流电总量×折标煤系数+精铝生产直接消耗水总量×折标煤系数+精铝生产直接消耗冷风总量×折标煤系数
每吨精铝工艺能耗也可用下式计算:
每吨精铝工艺能耗(标准煤吨GJ)=∑(各能耗项目单耗×折算系数)
12、精铝综合能耗
精铝综合能耗是指精铝工艺能耗加上精铝应分摊的间接能源消耗。
计算公式如下;
每吨精铝综合能耗(千克/吨)
=
=
式中:
报告期精铝生产综合消耗能源总量=报告期精铝生产工艺消耗的能源量+辅助、附属部门消耗水量×折标煤系数+辅助、附属部门消耗蒸汽量×折标煤系数
精铝综合能耗指标的各构成项要分别计算实物量消耗指标和折标煤消耗指标。
(1)精铝综合交流电耗
精铝综合交流电耗是指报告期内生产每吨精铝所消耗的交流电量。
实物量计算公式:
精铝综合交流电耗(千瓦时/吨)=
式中解释见前面“精铝综合交流电耗”解释。
折标煤计算公式:
精铝综合交流电耗(千克/吨)=
(2)精铝用水单耗
精铝用水单耗是指报告期内生产每吨精铝所消耗的水量。
实物量计算公式:
精铝用水单耗(立方米/吨)=
式中:
报告期耗水总量=精铝工艺用水量+分摊用水量
折标煤计算公式:
精铝用水单耗(千克/吨)=
(3)精铝用蒸汽单耗
精铝用蒸汽单耗是指报告期内生产每吨精铝所消耗的蒸汽量。
实物量计算公式:
精铝用蒸汽单耗(千克/吨)=
式中:
报告期耗蒸汽总量指辅助、附属部门分摊用蒸汽量
折标煤计算公式:
精铝用蒸汽单耗(千克/吨)=
(4)精铝用冷风单耗
精铝用冷风单耗是指报告期内生产每吨精铝所消耗的冷风量。
实物量计算公式:
精铝用冷风单耗(立方米/吨)=
式中:
报告期耗冷风总量是指精铝生产电解工序耗用冷风量。
折标煤计算公式:
精铝用冷风单耗(千克/吨)=
四.精铝槽焙烧、启动用原材物料、电压、电量的有关事宜
目前全国只有两家企业生产精铝,电流分别为13.5千安、32千安、60千安和65千安,企业可根据设计或实际操作对大修槽及补槽做出相应规定。
具体包括:
①焙烧用电量可根据设计值给定,并据此计算电压;
②开槽电压按实际值计算;
③电解质:
包括开动用料、槽衬吸收、造渣挥发损失等,按实际值计算,并扣除在产部分;
④合金,按实际值计算,包括停槽在产损失;
⑤石墨电极,按实际值计算。
⑥其它未尽事宜,可依企业具体情况作变通处理。
五、精铝生产月末盘点有关事宜
1、报告期末要对槽外产成品、半成品;原料铝、原材料及能源按盘点制度严格进行盘点,
2、报告期末还要对槽内三层液体进行盘点,具体为:
①铝水(或叫铝液),用作阴极。
盘点计算式如下:
报告期末铝水总重量=∑每槽实测铝水公分数×每公分的重量
②电解质,采用的两类电介质成分如下:
纯氟化物体系:
AlF3,NaF,BaF2,CaF2;
氯氟化物体系:
AlF3,NaF,BaCl2,NaCl;
电介质不论采用那一类组合,盘点计算式均为:
报告期末电解质总重量=∑每槽实测电解质公分数×每公分的重量
其中:
电解质的某组成部分重量=报告期末电解质总重量×电解质的某组成部分所占的比重
③阳极合金,由Cu与Al组成,盘点计算式如下:
报告期末阳极合金总重量=∑每槽实测阳极合金公分数×每公分的重量
其中:
阳极合金的某组成部分重量=报告期末阳极合金总重量×阳极合金的某组成部分所占的比重
以上盘点资料作为计算产量及各种消耗的依据。
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