电解铝企业铝用石油焦指标的探讨.pdf

2 0 1 2年 2月 第 1 期 杨 明忠 电解铝企业铝用石油焦指标的探讨 2 3 电解铝企业铝用石油焦指标的探讨 杨 明忠 中国铝业股份有限公司连城分公 司， 甘 肃 兰州 7 3 0 3 3 5 【 摘要] 针对目前国内铝行业炭阳极消耗经济性评价指标存在的不足， 提出采用石油焦单耗指标来综 合评价有 阳极 生产 系统的电解铝企业的 阳极 消耗情 况， 阐述了采用该评价体 系在 生产管理 中的现实意义。 [ 关键词】 电解铝企 业； 铝 用石 油焦； 经济性评价 ； 阳极 消耗 【 中图分类号】 T F 8 2 1 [ 文献标识码】 B [ 文章编号] 1 6 7 2 6 1 0 3 2 0 1 2 0 1 0 0 2 3 0 3 电解铝企业是高能耗的资源性企业 ， 随着国家 产业政策 的逐步调整 ， 高效节能的大型预焙 电解槽 已成为电解铝生产 的主力槽型 。作为铝 电解槽心脏 的炭 阳极 ， 对 电解正常生产和技术经济指标有着重 要的影响 。目前铝行业都用单位铝制品阳极毛耗 、 净耗和单位组装阳极石油焦消耗来分别评价电解 系 统 和阳极系统的阳极消耗情况 ， 这两组指标既相对 独立又互相联系 ， 但都不能较好地反 映电解铝厂终 极产 品的炭素消耗情况 ， 企业之间可 比性不强。因 此 ， 寻找一个能综合反 映铝制品炭阳极消耗的指标 对实际生产管理非常必要。本文提出的电解铝石油 焦消耗 ， 既可反映阳极生产系统 的石油焦消耗情况 ， 又可反映电解生产 中阳极消耗 的情况。 l 电解铝石油焦消耗指标的计算 1 ． 1 电解生产和阳极生产中主要指标 的计算 以下是 目前电解生产和阳极生产中各种指标 的 计算方法 1 1 电解 铝 原 生铝 阳极 毛耗 。电解铝 原生 铝 阳极毛耗是指报告期 内生产每吨铝液所消耗 的 阳极总量。计算公式如下 电解铝阳极毛耗 k g ／ t 报告期消耗 阳极总量 k g 1 报告期电解铝产量 t 【 作 者简介] 杨 明忠 1 9 7 3 一 ， 男 ， 甘 肃天水 人 ， 1 9 9 5年大学 毕业 ， 经 济师 ， 主要从事计划 、 统计 等管理工作。 [ 收稿 13 期] 2 0 1 1 - 0 4 2 0 [ 修订 E t 期] 2 0 1 1 - 1 1 2 1 2 电解铝 原生铝 阳极 净耗。电解铝 原生 铝 阳极净耗是指报告期 内生产每吨铝液消耗的阳 极净耗量 。计算公式如下 电解铝阳极净耗 k g ／ t 报告期阳极净耗量 k g 2 报告期 电解铝产量 t 其中 阳极净耗量 阳极块毛重一 残极重量 残极 的重量在阳极规格尺寸不变的情况下经测 定后确定一个值 ， 在一段时间内应保持相对稳定 。 3 电解系统残极返还率。残极是指预焙阳极 块在 电解槽上使用后的残余部分。残极量一般是阳 极炭块量 的 1 5 ％～ 2 5 ％。残极经过破碎 、 筛分 ， 分成 不 同的粒度 ， 在阳极生产配料时 ， 作 为一种骨料加 人。电解系统残极返还率是指报告期内电解生产阳 极消耗剩余 的残极与换极换人 的阳极重量 间的比 率 ， 可 以简单地用原铝液 阳极净耗与毛耗 的比值来 计算 。计算公式为 电解系统残极返还率 ％ 筹 x 10 0 ％k g ／t 一报 告 期 阳 极 块 毛 耗 3 4 阳极组装块石油焦单耗 。阳极组装块石油 焦单耗的计算公式为 阳极组装块石油焦单耗 k g ／ t 等 t ㈩ 报 告 期 组 装 块 产 量 ⋯ ⋯ 一 5 煅后焦实收率。煅后焦实收率是反映石油 2 4 中 固 有色冶 金 A 卷生产实践篇 轻金属 焦经过煅烧后 ， 所得煅后焦情况的指标 。计算公式 如下 煅后焦实收率 ％ t 枷。 ％ 报告期生石油焦耗用量 ⋯ ⋯ 一 1 ． 2 电解铝用石油焦单耗的提出及计算 电解铝用石油焦单耗是指报告期 内电解铝 阳极 消耗对应 的石油焦 的总量 。由于处在不 同的工艺 中， 可采用推算的方法进行计算 。根据 以上公式 ， 可 以推导出电解铝用石油焦单耗指标的计算方法 电解铝用石油焦单耗 1 一 生阳极配比中沥青含量一 残极返还率 电解铝阳极净耗 煅后焦实收率x l 0 0 0 6 简化为 电解铝用石油焦单耗 电解铝 阳极净耗 阳极组装块石油焦单耗 7 2 电解铝阳极净耗 、 组装 阳极石油焦 单耗 、 电解铝石油焦单耗的关系 一 般来说 ， 国内生 阳极系统 的配比多为焦炭与 沥青 比8 6 1 4 2 ， 国外煤沥青添加量一般在 1 5 ％～ 1 7 ％， 如 原 联 邦德 国汉堡 铝 厂煤 沥青 添 加 量为 1 5 ％， 南非铝业公司阿芦沙斯铝厂煤沥青添加量为 1 6 ％， 加拿大阿尔肯铝业公司某铝厂煤沥青添加量 为 1 4 ％～ 1 9 ％t 。 国内部分电解铝企业原铝炭阳极毛耗 、 净耗及 预焙阳极组装块石油焦单耗见表 1 。 表 1 原铝炭阳极毛耗 、 净耗及 预焙 阳极组装块石油焦单耗 k g ／ t 根据表 1 中数据 ， 按照以上公式计算 出各企业 的残极返还率及电解铝用石油焦单耗 ， 见表 2 。 从 以上数据可 以看 出电解铝 阳极净耗 、 组装 阳 极石油焦单耗 、 电解铝石油焦单耗三组数据 的关系 ， 即只有电解铝阳极净耗和组装阳极石油焦单耗都降 表2 残极返还率及电解铝用石油焦单耗 低时 ， 电解铝石油焦单耗才可能降低 ， 电解铝 阳极净 耗和组装阳极石油焦单耗中单纯一个指标的变化并 不能代表电解铝生产中阳极消耗的真实水平。 3 采用电解铝石油焦单耗指标的现实 意义 对于我 国电解铝企业而言 ， 铝用石油焦单耗指 标的提出， 改进了传统的统计评价指标 ， 从而把统计 报表改进为综合性统计报表 。 1 过去常常将 电解铝生产和阳极生产分开来 进行 比较 ， 应用铝用石油焦单耗指标改变了传统意 义上分开比较衡量企业某一方面经营业绩的传统思 维方式 ， 而是用一种更为科学、 客观的标准去对待整 个公司在该方面的经营业绩 。通过该指标的计算和 比较 ， 衡量企业生产经营的综合管理水平。 2 有利于企业问的对 比和企业 的对标 。企业 指标的先进 ， 不仅体现在电解生产的各种指标上 ， 也 反映在阳极的各种指标上 ， 如 有些企业 阳极石油焦 单耗指标 比较先进 ， 但阳极返还率较高 ， 电解生产 阳 极净耗 比较高。利用电解铝石油焦单耗指标 ， 可更 好地进行企业 间的对标 ， 赶学先进 ， 同时通过差异分 析 ， 优化流程 ， 查找管理环节 中的不足和差距 ， 更好 地改进管理。 电解铝石油焦单耗指标的提出仅是一种统计指 标和评价指标的探索 ， 从理论上来讲 ， 可综合反映配 套 阳极生产系统 的石油焦单耗情况 ， 也可反 映电解 生产中铝用 阳极消耗的情况 ， 但在实际应用 中由于 企业间的差异存在一定 的局限性。 4 结语 目前 ， 在 电解铝主要技术指标计算 中， 仅从电解 铝冶炼环节反映电解槽 阳极消耗。对于配套有炭素 系统的电解铝企业 ， 用 电解铝石油焦消耗指标使 电 解 、 炭素系统实现了指标统一。长期采用电解铝石 油焦消耗指标 ， 可反映企业的电解和炭素生产的融 2 0 1 2年 2月 第 1 期 杨明忠 电解铝企业铝用石油焦指标的探讨 2 5 - 合程度 ， 使 中间产品趋于稳定 ， 利于生产组织的内部 优化。 [ 参考文献] [ 1 ] 中国有色金属工 业协会． 中国有色金属 工业指标体 系[ M] ． 北京 冶金工业 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 王平 甫 ， 宫振 ． 铝 电解 炭 阳极 技术 一 [ M] ． 北京 冶金丁 业出版 社 ， 2 0 0 2 ， Di s c us s i o n o n i nde x e s o f pe t r o l e um c o k e i n e l e c t r o l y t i c a l um i nu m e n t e r pr i s e rANG Mi n g - z ho ng Abs t r ac t I n v i e w o f t h e s h o r t a g e o f e c o n o mi c e v a l ua t i o n i n d e x e s o f c a r b o n a no d e c o n s u mp t i o n i n d o me s t i c a l u mi n um i nd u s t r y a t pr e s e n t ，t he a no d e c o n s u mp t i o n i n e l e c t r o l y t i c a l umi n um e n t e r pr i s e wi t h a n o d e p r o d uc t i o n s y s t e m wa s c o mpr e h e n s i v e l y e v a l u a t e d b y u n i t c o n s umpt i o n i n de x e s o f p e t r o l e um c o ke ， a nd t he r e a l i s t i c s i g n i f i c a n c e o f t h i s e v a l u a t i o n s y s t e m i n pr o d uc t i o n ma n a g e me n t wa s p r e s e n t e d ． Ke y wo r ds e l e c t r o l y t i c a l umi n um e n t e rp r i s e ；pe t r o l e u m c o k e f o r a l u mi n u m；e c o no mi c e v a l u a t i o n ；a n o d e c o n - s ump t i o n 美科学 家研 究发现 多铁性材料可将热直接转化为 电 从 1 8 2 4 年开始 ， 工程师们就已学会利用液体水和气体水之间的相变来发 电。现在 ， 美国科学家开始探 索使用名为多铁性材料 的金属合金发生“ 相变” 来直接将热转化为电。美国明尼苏达大学的理查德 詹姆斯 领导的团队希望利用多铁性材料 中 自然出现的相变代替水 的相变来发 电， 他表示 ， 让水沸腾和冷凝需要庞 大的压力容器和热交换器。 多铁性材料一般都拥有铁磁性 、 铁 电性或铁弹性。铁弹性的天然展示就是相变 ， 即一种晶体结构会突 然变形为另一种 ， 这种相 变被称为马氏体相变。詹姆斯 团队研发出马氏体相变数学理论 ， 并借此找到了一 种方法 ， 可系统地协调多铁性材料的组成来打开和关闭该相变。 一 般而言， 金属会 打开磁性 ， 但磁滞现象会 阻碍其发生。詹姆斯表示 “ 关键是操纵合金的组成 ， 使发生 马 氏体相变的两个 晶体结构能完美地共处 ， 这样 ， 相变 的磁滞现象会显著减少 ， 可逆性大大增加 。为 了确保 磁滞下降 ， 我们需要真的看到被协调合金 内出现完美的接 口。 ” 为此 ， 詹姆斯和 比利 时安特卫普大学材料科学电子显微镜实验室 因为使用 电子显微镜研究相变而著 名 的尼克 斯库瑞沃斯携手 ， 对赫斯勒合金家族中的“ 成员” 进行了实验 。赫斯勒合金由 1 9 世纪德国采矿工 程师康拉德 赫斯勒首先制成 ， 尽管组成该合金的金属都没有磁性 ， 但其却拥有惊人的磁性 ， 也有马氏体相变。 詹姆斯 团队改变 了赫斯勒合金 N i 2 M n S n的基本组成 ， 让其 变身 为 N i 4 5 C o 5 Mn 4 0 S n 1 0 。詹姆 斯表示 “ N i 4 5 C o 5 Mn 4 0 S n 1 0 是一种令人惊叹 的合金 ， 低温相没有磁性 ， 但高温相却拥有强磁性 ， 就像发 电厂中发生 相变的水一样。如果用小线 圈环绕该合金 ， 并通过相变加热它 ， 磁性 的突变会在线圈产生 电流。在这一过 程中， 合金会吸收一些潜热 ， 将热直接变为电。 ” 这项技术将具有深远 的影响 ， 人们有望不再需要为发电厂配备庞大的压力容器 、 运送和加热水的排水 设施 以及热交换器 。而且 ， 这一原理也适用于地球上很多温差小 的热源。詹姆斯说 “ 我们甚至能使用海洋 表面和几百米深处的温差来发 电。 ” 科学家们也研制出了这种设备 的薄膜版本 ， 其可用于计算机 中， 将计算机排 出的废热转化为 电给电池 充电。詹姆斯强调说 ， 这只是马氏体相变用于能源转化的诸多应用中的几个 。这两个相位除了磁性不同之 外 ， 还有很多物理属性也不同， 可用于用热发电。