电解铝的质量管理（精选11篇）
电解铝的质量管理 第1篇
1) 技术装备水平比较落后。我国铝行业的技术结构呈现两极化:一方面, 近年来大型铝生产企业通过技术改造, 先进的技术装备得到了较为广泛的应用, 生产技术装备水平已经接近国际水平;2003年, 我国16Ok A以上电解槽的产能超过了539万t, 达到全部产能的65%, 经济技术指标均达到或接近了国际先进水平;另一方面, 由于“九五”期间众多小型电解铝厂的建成投产, 在我国的电解铝产能中, 落后的自焙槽电解系列的产能仍占很大比重;在国际上的电解工艺向大型化、自动化、规模化、节能环保方向发展的同时, 我国的电解工艺水平仍有部分产能停留在人工化、污染较重的水平上。
2) 行业集中程度较差。我国的电解铝行业具有生产企业众多、生产规模小、行业集中度低的特点。由于“九五”期间铝市场需求持续增长、电力工业进行结构调整, 国内部分地区出现了建设小电解铝厂的热潮。到2004年底, 我国电解铝企业为119家, 平均产能仅为约6万吨/年。其中, 目前年产量超过10万吨的只有23家。而世界其它国家或地区仅有电解铝企业120家左右, 平均产能达184万吨, 其中不乏规模接近50万t的超大型企业。
3) 资源的适应性较差。国内氧化铝产量只能满足国内电解铝生产需求的一半强, 其余的由进口补充, 由于中国对氧化铝日益增长的巨大需求, 使得国际氧化铝价格飞速上涨。又由于我们的企业绝大多数缺乏中长期的战略发展规划, 没有或者未保持与海外氧化铝供应商的长期合同关系, 氧化铝是通过国外现货市场随机采购, 价格相对较高, 供货不稳定。
4) 产品结构不合理。我国电解铝产量虽然发展较快, 但是高附加值产品的开发和生产发展速度缓慢, 部分铝产品仍然依赖进口。目前, 国外电解铝生产企业除了生产标准重熔铝锭外, 主要生产压延轧制用铝板锭、挤压用圆锭、电线电缆用线杆、铸造用铝合金等高附加值产品。而我国电解铝生产企业则仍以生产重熔用铝锭为主, 产量占总产量的87%, 高精度铝板带、A356铸造用铝合金等产品仍依靠进口, 我国铝工业的产品结构函待调整。
5) 生产成本上升。廉价的人力资源是中国的比较优势, 因此在电解铝单项成本的比较中, 人工费用中国的电解铝工业占优, 可是其余部分如氧化铝、电力、铝用阳极的成本却大大高于西方大企业。据统计, 2003年中国的原铝成本远远高于全球五大铝业公司之一的加铝。而现在, 我国廉价人力资源的竞争优势正在逐步丧失。
2 提高电解铝的质量管理措施
2.1 加强设备装备技术, 预焙铝电解阳极自焙保护环的应用
为了充分利用有效高度的阳极, 延长阳极使用周期, 降低成本;同时避免电解质浸入熔化钢爪, 使原铝品位下降。开发应用了阳极钢爪自焙碳素保护环。阳极钢爪保护环是由一固定成型用的铝箔环和保护环原料组成。安装时, 首先将铝箔在阳极钢爪上围成圆柱状, 接头处铆接, 把铝箔环放正, 然后将配好的碳素原料加入环内, 加压抚平, 换极时正常吊装到电解槽上, 在铝电解过程中逐渐与阳极块烧结为一体, 成为满足工艺要求的碳素保护环。预焙铝电解阳极自焙保护环的应用, 在延长阳极使用周期, 降低成本的条件下, 保持了原铝的品位, 避免了电解质浸入熔化钢爪, 从而避免了原铝的铁含量上升的情况发生。
2.2 规范工艺生产管理, 提高电解铝的质量
在铝混合炉中直接用流态铝与合金元素对掺, 生产各类铸造用铝合金, 因其工序简便并具有成本优势, 故为各电解铝厂普遍采用。搅拌是合金生产工艺的必要工序, 搅拌的目的在于使炉内合金成份和温度均匀化, 它看来似乎是一种简单的操作, 但是在工艺过程中是很重要的工序, 因为它直接关系到合金成份是否能获得精确的控制, 进而影响合金产品的质量。在铝合金生产中应用电磁搅拌是国内铝熔铸行业的一项新技术, 这项技术利用电磁力采取非接触形式, 对炉内的合金液进行充分的搅拌, 可加快合金元素的扩散速度, 使合金液的化学成份趋于一致。彻底消除了搅拌工具的熔蚀, 对合金液的二次污染, 有利于提高炉热效率和产品质量。
2.3 通过纠正、预防措施, 达到持续改进的目的
一是及时采取纠正措施, 消除产品和质量管理体系已发现的不合格及原因。针对生产过程中发现的不合格品, 由责任部门通过不合格原因的调查, 进行原因分析, 制定纠正措施。最后, 还要进行纠正措施的验证, 对其有效性进行评价;二是及时采取预防措施, 消除产品和质量管理体系潜在的不合格及原因。通过顾客对产品质量的意见、投诉或抱怨, 进行产品检验、产品质量监督抽查、质量记录等等, 收集潜在不合格信息并分析原因, 通过生产协调会、质量评价分析会、群众性的质量管理活动 (如QC小组) 制定预防措施。最后, 进行预防措施的实施和验证, 以评价预防措施的结果是否达到了预定的要求;三是通过有效的改进, 实现产品质量、质量管理体系的持续改进, 以增加顾客的满意度。通过收集信息, 如产品质量检验、过程控制等信息, 并对信息进行分析, 查找可能产生不合格的原因并制定改进措施。
2.4 提高技术创新能力, 树立“全员参与”质量管理的理念
积极探索和采用新技术、新工艺、新材料、新方法, 依靠科技进步, 通过技术创新的手段, 深入推进电解铝质量管理工作。努力提高全体员工的技术业务能力和质量意识, 经常性地开展各类岗位技术培训和质量管理知识培训, 对员工进行岗位技能、质量意识、职业道德、以顾客为关注焦点的意识和敬业精神的教育, 使全体员工能够自觉地、积极主动地参与企业的质量管理活动, 不断地提高工作效率和工作质量, 进而保证最终产品的质量。
3 结论
总之, 铝是仅次于钢铁的第二大金属, 广泛应用于包装、建筑、交通运输、电力、航空、舰船等领域, 在国民经济与国防建设中具有极其重要的战略地位, 提高电解铝的质量具有重要的现实意义。
摘要：电解铝的质量管理是一个长期的过程, 应从加强设备装备技术、规范生产工艺管理、加快检验分析技术进步、提高技术创新能力等方面采取有效措施。本文针对我国电解铝工业质量管理存在的问题, 分析我国电解铝工业质量管理现状, 对提高电解铝的质量管理进行了探讨。
关键词：电解铝,质量管理,铝工业
参考文献
[1]全面质量管理.中国有色金属工业总公司内部资料.
企业电解铝设备管理与维修探讨论文 第2篇
维修制的基础是预防维修，它的核心内容是定检。维修制把推行全员参与设备管理作为重点、根据设备的运行状态进行“望、闻、问、切”式的预防性管理，实现设备高效率运行，达到提高生产效益的目标[5]。定检的目的是对设备进行检查诊断，早期发现具有不良征兆的部位，及时准确地了解设备的运行技术状态，迅速处理设备故障和异常现象，防止过维修和欠维修，减少设备的故障率，使设备的维护费用维持在较低水平。这种设备管理方法可以有效保障设备在正常的技术状态下实现安全高效运行。所以，以更科学、更经济的全员维修制为核心的设备管理模式能满足日益高效的生产管理对设备运行的苛刻要求。这种设备管理方法有以下好处：（1）定检员每天按照排定好的计划开展定检工作，对设备的日常运行状况比较清楚。（2）对检查出来的问题及时制定解决方案，为设备检修做好准备工作。（3）对每一个定检员划分好了责任区，很好对定检员的工作情况进行检查考核，促使定检员认真工作。（4）发现设备的缺陷能有针对性的提出解决办法，通过改造消除设备缺陷，减少设备故障的高发点。修理念认为，大部分设备在使用寿命之内是可以安全的进行生产，随着使用寿命的不断的损耗，企业电解铝设备将会出现各种故障，根据具体的工业参数，首先要确定就是在生产过程中，最容易消耗的的设备元件是那些，然后根据相对应的元件消耗设定日期进行系统的更换。还要对设备进行突发性故障排除预案，一般设备都会因为超负荷的工作，所导致工作疲劳，最终可能产生一系列的生产故障。对于此类故障应该提前做好预案，根据预案设定的解决方法进行处理和维修。还有一种故障是突发故障，由于人为因素或者是其他不确定性因素造成的故障，此类故障是无法通过预案或者是检测能够预防的，这种不可控因素也是多种多样的，但大多数是因为人为的操作不当或者是细节把控不到位所造成的。突发这类事件时，首先要停止生产，避免更大的损失，然后进行系统的排查，在修复完毕后要及时对工艺参数进行校对和修正，防止因为维修过程中，造成的工艺参数的变化。现代企业的各项管理效率在不断提升，管理理念中对命令执行的准确性和时效性越来越重视，利用高效的计算机信息技术进行管理是杜绝人为因素影响的重要手段。使用计算机进行信息管理具有高可靠性、检索迅速、查找方便、存储量大、保密性好、成本低等特点。与手工进行数据管理相比，计算机辅助设备信息管理的效率极高。因此结合维修管理方法和计算机信息管理形成的维修管理模式，对设备管理中的大量数据进行储存、分析、传递等等，可以极大的提高设备管理效率，在保证设备安全稳定运行的前提下延长设备使用寿命，使维修费用得到降低。
4结语
本文对企业电解铝设备管理与维修模式进行了研究，希望通过本文的研究能够为企业电解铝设备管理与维修提供理论依据。
电解铝的质量管理 第3篇
【关键词】 管理信息系统；电解铝企业；精细化管理；内部市场
一、内部市场化改革的意义
随着市场经济体制的逐渐完善和国有企业改革的不断深入，电解铝企业已走向市场，直面激烈的市场竞争。要想在优胜劣汰的市场竞争中生存下去，原有的管理方式已经不能满足要求，如何提高效率、降低成本，已经成为电解铝企业不得不认真思考的问题。实行内部市场化管理模式就是引入市场机制，在企业内部模拟市场经济，以价格为纽带，制定价格体系。以企业内部各部门和单位作为经营主体，通过内部市场来调配生产资源、激励员工，从而达到提高整个企业经济效益的目的。
内部市场化管理的基本内涵是：将企业内部各生产系统、各单位以及单位的各班组，各道工序，用市场用户的关系加以链接，使各系统，各单位，上道工序所提供的产品或服务，转化为用内部价格所衡量的价值和为下道工序所认可的商品，实行有偿往来结算。内部市场的作用一是合理配置资源，二是使各部门和单位组成的市场主体能够自主经营。内部市场化管理的基本特征是：管理理念科学化、经营意识自主化、经营关系市场化、现场管理精细化、经营成果透明化。
二、内部市场化管理信息系统的基本功能
1.系统功能划分
内部市场化管理信息系统是根据电解铝内部市场化运作流程和组织结构设计的，在企业内部划分若干专业市场，如资金市场、产品市场、开拓运输市场、电力市场、设备市场、物资市场、安全市场、劳动力市场等。各单位提供的产品和服务以测定的内部市场价格进行结算，各项收入减去各项支出是该部门的可分配收入，再按照本部门人员绩效考核结果计算个人收入。整个运作过程体现了成本控制、预算管理、收益核算、绩效评价等现代化的管理思想，打破了以往大锅饭式的分配方式，收入与绩效挂钩，调动了职工的积极性。信息系统是市场化运作的基础平台和支撑，按照功能大致分成八个子系统。
下面简要介绍各模块的主要功能：
2.模块功能介绍
职工考核模块主要将职工每天工作量用一定的指标考核并且将工作量以得分形式统计。比如生产班组的小组长按照出勤、标准化、安全、准时、素养、清洁等指标考核，输入得分与扣分，每个职工得分总和作为收入分配的系数，体现按劳分配原则。职工可以从系统中及时查询自己每班次得分和按天、周、月累计的得分情况，做到公平透明。
个人核算模块主要根据工作量计算工资，计件工资实现日清日结，岗位工资实现月清月结。内部市场体系建立以后，职工是市场主体对生产经营的控制与核算的关键环节，以往工资与绩效不挂钩，职工积极性不高、效率低。现在职工每日工资可以及时反映劳动成果，充分调动了积极性。在实施过程中，系统可以设定职工每月基本工资，其它部分由计件工资组成，再加上奖罚，计算出职工最终月工资。
市场化结算模块包括收支录入、收支结算、直接结算、链式结算、部门费用预算、收支台帐与表报分析等功能，主要实现各部门的预算与收支管理。这是内部市场化特色的集中体现，各部门独立结算，一个部门的收入来自另一个部门的支出；本部门收入扣除支出是盈利，也即该部门员工工资的来源。每个部门都自觉控制成本、杜绝浪费，部门间如果出现纠纷可以申请仲裁，由内部市场部执行。信息系统允许各电解铝企业根据自己的情况设定收支科目。系统还提供各种收支报表，可以随时了解部门收支明细和预算执行情况。
物资管理模块主要是材料核算和仓库管理；材料核算系统主要完成网上申领材料和各种查询功能；仓库管理系统管理仓库中材料的收、发、存情况，实时统计库存和消耗。物资管理是电解铝企业生产运作的重要环节，电解铝企业日常生产所需要材料有上千种且用量巨大，是生产成本的主要组成部分。以往电解铝企业对于材料管理不规范，浪费情况严重，内部市场化体制下，生产单位的材料消耗计入该部门的支出并且设定计划和限额，超过限额的材料单价上调。所有材料的领用、审批都通过计算机网上完成，消耗情况可从信息系统中及时查询，这种做法在降低生产成本上效果显著。
工程核算模块主要是将部门收支细化到工程。通过制定工程单价可以按照价格进行内部竞标，承揽工程的部门将工程收入计入部门收入，材料、水电、设备租赁、其它部门服务费等计入部门支出，通过系统可以查询每个工程的收入和费用明细，及时控制。该模块为市场化结算、物资管理、资产管理等模块提供数据。
资产管理模块主要维护重要资产的信息，比如各类大型设备，它们价格昂贵、使用寿命长、计算折旧。需要对其进行注册、申领、审批、监控、维修、报废等全过程的跟踪管理，杜绝浪费和非正常损耗。设备租赁、修旧利废管理也是该模块的重要功能。
安全管理模块主要实现安全隐患跟踪管理以及职工的安全培训管理。安全管理是电解铝企业的重中之中，内部市场中专门设立了安全市场，将安全隐患的检查、整改情况计入部门收支：发现一个隐患计安监部门收入，同时计被查部门的支出。使用经济手段促进检查部门和被查部门对安全隐患排查工作高度重视，提高职工安全生产的意识。该模块将安全隐患进行细分，按危害程度为每种隐患设定不安全指数，根据安监部门每天例行检查的结果和被查部门隐患整改情况统计汇总，得出部门不安全指数。该指数体现各部门安全管理现状，上级部门以此为据进行奖励和处罚。
系统维护模块主要负责用户、部门、职工等基础数据的维护和权限管理。信息系统应用涉及部门众多，权限管理比较复杂。系统权限分为常规权限和特殊权限两大类，常规权限包括用户模块和用户部门两种，限制某个用户只能使用系统设定的若干模块功能和指定的部门数据；特殊权限包括用户材料、用户科目、用户级别等，限定不同用户可以操作的数据范围，通过这种设计可以大大减少系统数据错误，保证安全性。
三、信息系统对电解铝企业内部市场化改革的作用
1.信息系统保障内部市场化运作对信息的需求
内部市场化是一种精细化管理，它要求科学决策。汪中求教授认为中西方管理的一个重要区别是中国传统文化使管理者重整体轻细节，而西方文化更强调细节，通过追求细节的完美达到整体最优。在这一点上，中国企业需要向西方学习，电解铝企业尤其如此。实行内部市场化以后，各级管理者需要处理的信息量成倍增加，例如统计职工每日工资、计算各种材料消耗、跟踪设备使用情况，这些工作都涉及大量数据，原有手工处理模式已无法满足要求，建立管理信息系统，使用信息技术来保证各部门对信息的需求是必然选择。
2.信息系统保证内部市场化改革的效率和公平
内部市场化改革的目的就是提高企业效率、获得竞争优势。利用信息系统替代手工可以大幅提高数据处理的速度和准确度，同时使每个职工及时获取需要的信息。实行日清日结的计件工资后，每个职工每天都可以查询自己的工作表现和收入情况，上级对职工的奖罚也有据可循，激励措施更加有效，真正做到按劳分配。部门作为独立经营主体促使其自觉控制成本，各单位自通过修旧利废、节能降耗等措施大幅降低了成本。工程竞标在各采掘、辅助单位中引入内部竞争，使效率高的部门脱颖而出，增强了自主经营的意识。管理部门用“数据说话”代替过去的主观评价，更加公平、透明。
3.信息系统实施促进电解铝企业管理思想变革
国有企业思想观念落后是影响信息化建设的一个重要因素。特别是企业决策者墨守成规，惧怕承担变革和使用新技术带来的风险，对如何运用信息技术提高管理水平缺乏深入研究，对信息化建设结果急功近利。有的企业领导认为只要花钱买来设备和技术，建立起计算机网络，就会有效益，当没获得预想效果时，就草率的将信息系统搁置一边，没有认识到企业信息化是一个长期、复杂的过程，需要对企业原有管理方式进行深刻变革。通过实施内部市场化管理信息系统，电解铝企业员工从上到下都接受了一次现代化管理思想的教育。
4.信息系统实施促进基础设施改善和人员素质提高
实施内部市场化管理信息系统需要企业在人员和基础设施上进行较大投入。电解铝企业信息化水平差异大，大多数电解铝企业已经具备了基础的信息平台，有信息系统实施的经验。内部市场化管理信息系统几乎涉及电解铝企业的每一个部门，要求建立一体的网络化平台，对关键部门原有信息系统进行集成，实行人员、物资、设备、统一编码。更为重要的是提高员工素质，引进和培养信息系统专业人才。电解铝企业职工操作信息系统需要一定专业知识，因此必需制定严格的培训计划，对操作人员集中培训，考核上岗，各级领导也应该带头学习相关知识，了解系统操作。因此，信息系统实施会改善基础设施、提高人员素质。
参考文献：
[1]杨中，赵林根等.市场化精细管理——开滦（集团）自主管理创新实践.煤炭工业出版社，2007
电解铝的质量管理 第4篇
通过对中国电解铝工业质量管理现状的分析, 主要存在以下的问题:
1.1 行业集中程度较差
我国的电解铝行业具有生产企业众多、生产规模小、行业集中度低的特点。由于“九五”期间铝市场需求持续增长、电力工业进行结构调整, 国内部分地区出现了建设小电解铝厂的热潮。到2004年底, 我国电解铝企业为119家, 平均产能仅为约6万吨/年。其中, 目前年产量超过10万吨的只有23家。而世界其它国家或地区仅有电解铝企业120家左右, 平均产能达184万吨, 其中不乏规模接近50万吨的超大型企业。
1.2 技术装备水平比较落后
我国铝行业的技术结构呈现两极化:一方面, 近年来大型铝生产企业通过技术改造, 先进的技术装备得到了较为广泛的应用, 生产技术装备水平已经接近国际水平;2003年, 我国16OKA以上电解槽的产能超过了539万吨, 达到全部产能的65%, 经济技术指标均达到或接近了国际先进水平。另一方面, 由于“九五”期间众多小型电解铝厂的建成投产, 在我国的电解铝产能中, 落后的自焙槽电解系列的产能仍占很大比重;在国际上的电解工艺向大型化、自动化、规模化、节能环保方向发展的同时, 我国的电解工艺水平仍有部分产能停留在人工化、污染较重的水平上。
1.3 产品结构不合理
我国电解铝产量虽然发展较快, 但是高附加值产品的开发和生产发展速度缓慢, 部分铝产品仍然依赖进口。目前国外电解铝生产企业除了生产标准重熔铝锭外, 主要生产压延轧制用铝板锭、挤压用圆锭、电线电缆用线杆、铸造用铝合金等高附加值产品。而我国电解铝生产企业则仍以生产重熔用铝锭为主, 产量占总产量的87%, 高精度铝板带、A356铸造用铝合金等产品仍依靠进口, 我国铝工业的产品结构函待调整。
1.4 资源的适应性较差
国内氧化铝产量只能满足国内电解铝生产需求的一半强, 其余的由进口补充, 由于中国对氧化铝日益增长的巨大需求, 使得国际氧化铝价格飞速上涨。又由于我们的企业绝大多数缺乏中长期的战略发展规划, 没有或者未保持与海外氧化铝供应商的长期合同关系, 氧化铝是通过国外现货市场随机采购, 价格相对较高, 供货不稳定。
1.5 生产成本上升
廉价的人力资源是中国的比较优势, 因此在电解铝单项成本的比较中, 人工费用中国的电解铝工业占优, 可是其余部分如氧化铝、电力、铝用阳极的成本却大大高于西方大企业。据统计, 2003年中国的原铝成本远远高于全球五大铝业公司之一的加铝。而现在, 我国廉价人力资源的竞争优势正在逐步丧失。
2 加强设备装备技术, 提高电解铝的质量
加强设备装备技术, 是有效提高电解铝质量的途径之一。我国的大型预焙槽技术已经走上成熟, 从物理场的模拟技术、氧化铝超浓相输送技术、烟气干法净化技术、计算机监测和控制技术到配套的大功率供电电源及高性能的多功能天车和碳素技术等都上了一个新台阶, 达到或接近世界先进水平。加强设备装备技术, 是提高电解铝质量的可靠保证。通过引进先进的设备装备或通过企业内部的技术改造, 加强设备装备技术, 来提高电解铝的质量。下面举两个小例子进行说明。
2.1 预焙铝电解阳极自焙保护环的应用
为了充分利用有效高度的阳极, 延长阳极使用周期, 降低成本;同时避免电解质浸入熔化钢爪, 使原铝品位下降。开发应用了阳极钢爪自焙碳素保护环。阳极钢爪保护环是由一固定成型用的铝箔环和保护环原料组成。安装时, 首先将铝箔在阳极钢爪上围成圆柱状, 接头处铆接, 把铝箔环放正, 然后将配好的碳素原料加入环内, 加压抚平, 换极时正常吊装到电解槽上, 在铝电解过程中逐渐与阳极块烧结为一体, 成为满足工艺要求的碳素保护环。预焙铝电解阳极自焙保护环的应用, 在延长阳极使用周期, 降低成本的条件下, 保持了原铝的品位, 避免了电解质浸入熔化钢爪, 从而避免了原铝的铁含量上升的情况发生。
2.2 电磁搅拌技术在铝合金生产中的应用
在铝混合炉中直接用流态铝与合金元素对掺, 生产各类铸造用铝合金, 因其工序简便并具有成本优势, 故为各电解铝厂普遍采用。搅拌是合金生产工艺的必要工序, 搅拌的目的在于使炉内合金成份和温度均匀化, 它看来似乎是一种简单的操作, 但是在工艺过程中是很重要的工序, 因为它直接关系到合金成份是否能获得精确的控制, 进而影响合金产品的质量。在铝合金生产中应用电磁搅拌是国内铝熔铸行业的一项新技术, 这项技术利用电磁力采取非接触形式, 对炉内的合金液进行充分的搅拌, 可加快合金元素的扩散速度, 使合金液的化学成份趋于一致。彻底消除了搅拌工具的熔蚀, 对合金液的二次污染, 有利于提高炉热效率和产品质量。
2.2.1 三种搅拌方式的比较
目前, 在铝合金生产中采取的搅拌方式主要有人工搅拌、机械搅拌和电磁搅拌。在我国大部分厂家采用人工搅拌方式。几种搅拌方式的特点如下:
人工搅拌。需关闭热源, 开启炉门操作, 炉热损失大, 劳动强度大, 需较长时间才能达到成份及温度均匀, 且存在搅拌工具熔蚀对合金液的污染问题, 合金成份较难控制, 质量不稳定。但操作简单, 无搅拌制约条件, 各项费用较低。
机械搅拌。搅拌效果同人工搅拌类似, 但各项费用要高于人工搅拌, 只限于人工难以操作的场合使用。
电磁搅拌。采取非接触方式搅拌, 不需关闭热源和开启炉门, 炉热损失小, 不存在搅拌工具、熔蚀对合金液的杂质污染问题, 搅拌效果好, 搅拌效果优于人工和机械搅拌。但投资大, 需对铝混合炉进行配套改造, 搅拌器功率因数低。其中, 电磁搅拌技术用于铝合金生产, 在提高合金产品质量, 节省能源降低成本方面成效显著, 适合在电解铝厂推广使用, 具有较好的经济效益。
2.2.2 电磁搅拌技术的优点
提高热效率、降低能耗, 应用电磁搅拌不用关闭热源, 开启炉门, 炉热损失大为减少, 使炉保温状况得到显著改善, 提高了炉热效率, 缩短了合金熔炼时间, 降低了能耗, 节约了电能, 降低了生产成本。
消除了二次污染, 电磁搅拌采用电磁力对炉内合金液进行非接触搅拌, 避免了搅拌工具在铝液内熔蚀, 对合金液的铁污染。在实际生产中, 可降低合金原料的品位, 降低产品原料成本。
电磁搅拌对铝合金熔体均匀化有一定的作用。电磁搅拌力作用于铝合金熔体, 使铝合金元素的溶解动和加强, 提高传热效果, 加速各种物质的熔合作用, 缩短高熔点合金元素的熔化时间。
电磁搅拌对减少铝合金熔体夹渣有一定的作用。
总之, 使用电磁搅拌器对铝熔池内铝熔体进行非接触式搅拌, 可以减少人的干扰因素, 可以使熔体质量稳定;并且节约能源, 降低生产成本。随着我国铝工业界对产品内部质量要求的不断提高, 电磁搅拌技术将会得到推广和应用电磁搅拌器也将成本熔化炉和保温的标准配置件。
摘要：铝是仅次于钢铁的第二大金属, 广泛应用于包装、建筑、交通运输、电力、航空、舰船等领域, 在国民经济与国防建设中具有极其重要的战略地位。然而, 我国铝工业生产中存在很多问题, 使得电解铝的质量很难得到保证。笔者就加强设备装备技术, 提高电解铝质量提出了自己的看法。
关键词：电解铝,质量管理,铝工业
参考文献
[1]中国有色金属工业总公司内部资料, 《全面质量管理》
电解铝的质量管理 第5篇
关键词 能源消费；回弹效应；技术进步；索罗模型；CES生产函数
中图分类号 F062.1 文献标识码 A 文章编号 1002—2104（2012）10—0144—07 doi：10.3969/j.issn.1002—2104.2012.10.021
2001年，中国电解铝产量仅为283万 t，占世界电解铝产量的115%，但自进入21世纪10年来，中国电解铝企业投资强度及发展速度极为惊人。与2001年比，2010年，我国电解铝产能增加了近6倍，产量也增加了近5倍，同期世界电解铝产能增加了近2 400万 t，其中，中国占了75%。众所周知，电解铝是典型的能源密集型产业。高能耗问题一直是电解铝企业关注的焦点，在近10年的发展中，电解铝企业致力于节能技术研究及应用，并取得了明显的效果。与2001年相比，我国电解铝直流电耗从14 085 kWh/tal下降到2010年的13 258 kWh/tal[1]，近三年，该指标还在继续优化，最佳指标已达到12 450 kWh/tal的良好水平。但同期，我国电解铝平均用电价格也在不断上涨，按目前我国电解铝最优综合能耗指标13 500 kWh/tal测算，虽然我国电解铝综合能耗指标下降了近2 000 kWh/tal，但电解铝电耗成本却上涨了近1 500元/t。由于电价的持续升高，电解平均用电成本占总成本的45%，比发达国家限定的最高用电成本25%高出20%。显然能源价格增长已严重影响企业经济效率。但与此同时，我国电解铝产能在不断增长，能源消费总量也在上升。那么，技术进步是否带来了电解铝能源的回弹效应呢？电解铝用电价格的攀升对电解铝能源消费又起到了什么样的作用呢？本文分析推导了二级嵌套式CES生产函数模型的参数估计过程和该模型测算技术进步引起电解铝能源消费回弹情况的公式，并利用它对我国电解铝能源消费回弹效应情况进行了实证研究。
本文主要包括以下几个部分的内容：①国内外能源回弹效应研究进展；②能源消费回弹效应的定义；③技术进步引起的能源消费回弹效应模型的构建；④技术进步引起的我国电解铝能源消费回弹效应的实证研究；⑤政策建议。
1 国内外能源消费回弹效应研究进展
“回弹效应”受到广泛关注是在20世纪70年代的石油危机之后。为应对能源短缺的问题，经济、环境、能源、工程等各个领域的专家学者纷纷展开对节能的研究。能源保护论者和环境保护论者主张能源效率是减少能源消耗的有效手段，个体能源效率的改善或多或少会减少能源支出，全部个体的加总表现为经济总体能源消费减少，因此，节能应当主要依靠科技进步。但更多的学者持相反的观点，认为在能源领域存在回弹效应。国外对能源回弹效应的研究较多，最先研究回弹效应的是Khazzoom[2]，首次提出能源效率的提高不一定会导致能源需求下降，而且可能导致能源服务的增加，从而使能源消费的实际减少与单位能源服务所消耗能源的减少并不是同比例变化。其中以Saunders [3]的研究成果最为显著，其文章主要详细介绍八种函数在回弹效应的研究中的应用，从理论上推导出每种函数的短期回弹效应、长期回弹效应的计算公式，为能源经济学领域的研究人员提供理论保证。Birol和Keppler[4]指出技术进步无疑是降低能源强度、提高能源效率的有效手段，但同时也产生了回弹效应，因此，充分利用价格手段调节，促使消费者更多地选择其他要素而非能源，才能真正实现能源的节约。Bentzen [5]采用時间序列估算了美国制造业部门能源消费的回弹效应，其用超对数函数估算出美国制造业能源的回弹效应大约为24%，这一数据仅为所研究的所有期间能源回弹效应的一半左右。Terry Barker et al[6]用MDM—E3模型估计英国的宏观回弹效应，其所用的模型是多部门、动态性的，所以考虑了部门间随时间变化的相互作用。研究表明就英国目前的能源效率政策来说，到2010年回弹效应大约是27%。Vikstrom[7]用CGE分析瑞典的情况得出，基于历史数据，模拟非能源生产部门的能源效率提高15%、能源生产部门提高12%的情况，然后与真实数据对比，在很高的置信度下，得出的回弹效应为60%左右。Washida[8]研究日本所有部门的能源效率提高1%之后的回弹效应，得出类似的回弹效应35%—70%。国内对能源回弹效应的研究还处于起步阶段，对其研究的文献少之又少。刘源远[9]使用省级面板数据对我国能源回弹效应进行了估算，发现回弹效应存在下降趋势，这是国内关于能源回弹效应较全面的文献。周勇等[10]首次对能源回弹效应进行了研究，采用1978—2004年的宏观时间序列数据估算了我国能源回弹效应，发现我国宏观经济层面的能源回弹效应大概在30%—80%左右，认为技术引起能源消费回弹效应分为硬技术引起的回弹效应和软技术引起的回弹效应。陈凯等[11]对中国钢铁行业进行实证研究，发现钢铁行业平均回弹效应高达13047%，提出：依靠增加能源税或者在技术进步的基础上保证钢铁行业用能价格的相对提高，实现与资本生产要素的替代。
肖 序等：技术进步对中国电解铝能源消费回弹效应的影响
中国人口·资源与环境 2012年 第10期综上国内外回弹效应的文献表明：①技术进步未必能减少能源消耗；②价格、税收等调控手段是提高能效的必要补充；③回弹效应程度可以作为检验技术进步与其他能效调控手段配合效果的指标。但关于测算方法上，则是柯布道格拉斯生产函数（C—D）应用较多，采用CES函数的极为少见，主要是因为CES函数进行数据回归较难，但是CES函数有其独特的优越性。从函数自身来讲，在C—D函数中，弹性是恒定不变的，然而在CES函数中，其弹性是可变的，而且与技术系数K/L有密切的关系。在C—D函数中，一般假设其替代弹性为单位替代弹性，即弹性为1。但是在CES函数之中，虽然也假设替代弹性不变，但是不是单纯的假设为1（当ρ趋向于0时，由此可以退化成C—D生产函数，此时替代弹性等于1）。由此推断，CES函数比C—D函数更符合实际。为了提出更符合实际的数学模型来探讨基于电解铝能源效率优化下的能源消费回弹效应，本研究拟引入了CES函数，并结合相关研究推导了二级镶嵌式CES生产函数模型以及与索罗模型相结合的基于技术进步的能源回弹效应测算方法，并进行了实证研究。
2 技术进步引起的能源消费回弹效应定义
为了定义技术进步引起的能源消费回弹效应，本文先采用Khazzoom[2]能源消费回弹效应定义基本原理，利用图1来解释能源消费回弹效应的含义。
图1 回弹效应示意图
在图1中η0到η1表明能源效率的提高，随着能源效率的提高，能源消费量减少，假定能源消费量从E0下降到E2，ab是名义能源节约的数量，然而在现实生活中，能源消费者增加能源服务需求量，能源服务需求量从S0增加到S1 ，AB是实际能源节约量，CD是能源回弹量。则能源回弹效应为能源回弹量和名义能源节约量的比例，在图1中表示为E2E1/ E2E0。
但关于技术进步引起的回弹效应的测量及解释，还得借助于新古典经济增长理论，按照索罗余数的方法计算技术进步贡献率，进而估算由技术进步引起的能源消费的回弹效应。
下面对技术进步引起的电解铝能源消费回弹效应相关术语加以定义及推导：
能源强度，即单位产品能耗，是衡量能源效率的主要指标。设定样本电解铝总产出为Y， E为能源消费量（万吨标准煤），EI为能源消费强度（吨标准煤/吨电解铝），η为技术进步贡献率，R为能源回弹效应。则t年的能源消费量为Et=Yt×EIt。在t+n年的经济生产活动中，经济产出为Yt+n，但该年经济单位因为技术进步，使能源强度下降为EIt+n，能源总消费量为Et+1=Yt+1×EIt+1，则因为技术进步降低了能源强度而节约的能源量为：
ΔE=Yt+1×（EIt—EIt+1）
（1）
技术进步一方面减少了生产过程中能源的消费量，另一方面也促进了经济增长，而经济的扩张又反过来会增加生产过程中的能源消费量。令ηt+1为t+1年技术进步对经济增长的贡献率，则 ηt+1×（Yt+1—Yt）为t+1年由于技术进步带来的经济增长量。技术进步促进的经济增长所产生的新的能源需求量QE为：
（2）
因此，t+1年技术进步的回弹效应为：
（3）
R>1，表示回弹效应大于100%，此时产生“回火效应”（Backfire effect），此时技术进步引起的能源的消费量大于能源的节约量，技术进步的提高不但没能促使能源的节约，反而引起了更多的能源消费量；R=1，表示完全回弹效应；0 在公式（3）中，只要测算出技术进步贡献率，回弹效应便能够测算，由技术进步引起的能源消费的回弹效应如图2所示。 如图2所示，Yt+1×（EIt—EIt+1）表示能源节约量，ηt+1×（Yt+1—Yt）×EIt+1表示技术进步带来的能源消费量，则技术进步引起的能源消费的回弹效应为技术进步带来的能源消费量和能源节约量的比值。 3 基于CES能源消费回弹效应测度模型推导 为了推导二级镶嵌式CES生产函数模型，先引入Arrow等在1961年提出的CES函数基本形式，该函数方程如下： 图2 技术进步引起的回弹效应 （4） 其中，Y表示产出， A是效率参数，K是资本，L是劳动，a和b分别表示份额参数， 0 σ=11+ρ （5） 突破了C—D生产函数替代弹性固定为1的限制，具有更好的灵活性。这里替代弹性σ应该是正值，表示投入要素之间是互相替代的，所以参数ρ的范围应该为— 1< ρ<∞ 。 为了有效描述资本K，劳动力L和能源E之间不同的替代性质，本文的CES 生产函数采用三要素二级嵌套的形式，在理论上可以有以下三种不同的嵌套形式： （8） 本文引用吕振东[12]等推算的能源模型。在一般CES生产函数的基础上推算出二级镶嵌式CES生产函数模型。 式中：Y表示产出，A是效率参数，K是资本， L是劳动力， E是能源消费量，a和b分别表示份额参数， 0 由于二级嵌套式CES较复杂，无法直接进行回归分析，本文采取李子奈给出的方法[13]，如下：令： （13） 用逐步回归方法得到： （14） 其中lnY为被解释变量，lnK，lnE，lnL，（ln（K/E））2，（ln（K/L））2为解释量，lnA为常数项，a，b，ρ，ρ1，m 是待估参数，得到（14）式，可以根据该式计算出各个变量的系数。 基于（14）式，利用索罗余值法求解技术进步对经济增长的贡献率，所谓索罗模型就是除去资本和劳动增长对经济增长的贡献后，剩余部分认为是技术进步对经济增长的贡献。但索罗模型存在缺陷，从其定义我们可以看出，该方法把劳动、资本以及技术进步作为经济增长的全部要素，这对于现实经济的增长是一个非常过于严格的假设，从模型中我们可以看出除了劳动、资本、能源以外还有两个二次项式，直接忽略会影响结果的正确性，因此我们分别把它们看作劳动力、资本对经济影响的综合因子和能源、资本对经济影响的综合因子。对（14）式求导，计算出资本存量、劳动力、能源、两个综合因子对经济增长的影响。由此计算出技术进步贡献率。设Ek、El、Ee、Eke、Ekl分别表示资本、劳动力、能源、两个综合因子对经济的贡献率。 （20） 把（20）式代入（3）式，就可以求解除能源的回弹效应。 4 中国电解铝能源消费回弹效应实证研究 近几年，国家和企业都在致力于电解铝节能技术研发推广及应用，电解铝企业在短时间内也经历了自焙槽—预焙槽—大型节能预焙槽的技术革新，与1996年比，我国电解铝单位综合电耗下降了近2 500度，与2001年比，综合电耗降幅近1 000度，但与此同时，电解铝用电价格和电解铝产能都在急剧增长，电解铝能源消费总量也急剧膨胀。为了更好的反映电解铝技术效率与能源消费回弹情况及关系，本研究选取我国电解铝1996—2011年15年的数据作为研究样本，主要投入产出指标包括能源、资本、劳动力以及产量，数据来源于有色金属工业协会。按照以上推导的能源回弹效应模型，对我国电解铝能源消费回弹效应进行了测量。测量分析结果见表1。 从表1中可以得到，全国电解铝各要素的相对系数较高，说明存在自相关。如果采用普通最小二乘法进行回归，结果会产生偏差，因此采取岭回归对式（14）进行分析也更为精确。根据岭迹图，确定岭参数值为015，此时变量系数趋于稳定，对应的方差膨胀因子值均趋向于1，表明多重共线性已经很弱。用DPS软件进行回归，得到计算结果见表2。 我们把表2的数据分表代入（15）、（16）、（17）、（18）、（19）求出各自的贡献率，然后将结果代入（20）式中求出电解铝的技术进步贡献率。我们将技术进步贡献率的结果代入到（3）式，这样我们就能求得电解铝能源消费的回弹效应。结果如表3所示。 从表3中我们可以得到，全国电解率的能源强度呈现递减的趋势，这说明企业注重提高能源的使用效率，这在前面的研究中我们也可以得到。但是我们可以从能源回弹量可以得到，全国电解铝的能源使用量出现了回弹量，这说明回弹效应的存在，在表中，2002年、2004年、2005年这三年的回弹量出现负值，说明电解铝在这三年未出现回弹量。能源效率的提高会减少获取同等能源服务所需要的能源投入，但由技术进步引起的能源效率的提高往往会伴随着能源需求的增加，因此会抵消部分由技术进步引起的潜在能源消费减少，即所谓的回弹效应。定义表明：如 表1 全国电解铝各投入要素的皮尔森检验 果某一年份相对于基年的技术进步贡献率为负值；如果某一年份经济增长量相对于基年的差为负值；如果某一年份相对于基年的技术进步贡献率为正值，而能源强度相对基年变化大，即技术进步没能带来能耗强度的降低；这几种情况计算出的能源回弹效应值是无效的，不具有经济意义。由此可知，2002年、2004年、2005年、2009年这四年的技术进步贡献率为负值，所以这四年的结果不具备经济意义，我们在此剔除这四年的结果。从回弹效应的值我们可以得到，全国电解铝行业存在回弹效应，并且回弹效应较大，前几年回弹效应值较小，说明随着企业注重效率，不断改进技术，技术的进步促进了电解铝行业效率的提高。但是随着时间的推移，技术进步带来的能源节约量逐渐减少，反而出现了技术进步带来的能源的消费量大于能源的节约量，出现了回火效应（2007—2011年）。 5 结论与政策建议 从以上研究表明，目前，虽然近几年我国电解铝单位能耗得到了不断的优化，但与此同时，我国电解铝行业也产生了较大的能源消费回弹效应，甚至产生了回火效应。 表3 1997—2011年技术进步引起的全国电解铝能源 消费回弹效应 面对我国电解铝目前存在的状态，作者认为，企业和国家应该从以下几个方面，进一步致力于在提高电解铝能源消费效率的同时，遏制电解铝产能的无序发展，以保障国家能源的合理利用。 51 企业层面上，要进一步加强节能技术研发及应用，研究制定更好的发展战略，合理引导企业战略转型、结构调整以及存量优化 （1）要进一步加强电解铝节能技术研发及应用。虽然近几年我国电解铝在节能技术上取得了很大的成效，但相对理论能耗来说，还具有较大的差距，企业应该致力于能给电解铝生产节能带来革命性突破的技术研发，比如惰性阳极技术、低温控制技术、生物冶金技术等。 （2）要加强战略规划及管理。战略，顾名思义，要求一个企业的发展要具有前瞻性、要能运筹帷幄，要避免以往那种头疼医头、脚疼医脚的现象，要对企业发展规模、产业布局以及产品方向进行长远系统规划，并制定保障措施。 （3）要强化结构调整工作。从产业链角度来看我国电解铝发展，与国外相比，很明显我国电解铝很大一部分还是以铝锭形式出售，而国外，大部分电解铝直接转化为了加工材，不仅大大减少了运输费用，而且还大大降低了电解铝的重熔能耗，电解铝企业一定要致力于下游产业链的管理。 （4）要进一步降低存量资产能耗、优化存量资产效益。由于外部条件的变化，主要是电价的上涨，导致我国不少电解铝企业存量资产产能得不到应有的发挥，这对企业和国家来说，都是很大浪费，也是很大的难题，企业应该从技术突破、管理创新、政策争取以及兼并重组等多方面优化存量资产。 52 國家层面上，要进一步加大力度控制电解铝产能发展，研究出台更好的政策，合理引导企业新老更替、区域迁移以及结构优化 （1）科学合理的制定总量控制目标，并切实加强总量调控。国家相关政府部门应该组织权威机构，加强铝材消费市场研究，从国民经济发展必要性和使用中具有高社会效益等角度，分鼓励（比如航空航天、轨道交通等）、限制、淘汰类（比如一些可用更低能耗生产又具有同等实用价值的产品），制定铝产品生产名录，并对其需求情况进行分析、调研及预测，以此科学合理的确定我国电解铝发展总量控制目标。在这一科学目标下，在制定有效的控制政策。 （2）要进一步加快淘汰落后产能。对于一些生产技术指标落后，投产周期过长（超过设计生产期）的生产线，要严格限定淘汰时间，并只能在具有建设条件的地方，实行同产能规模重建，而避免以往出现的多次置换、增倍重建的现象。 （3）短期内（5—10内）应该以优化盘活现有存量资产为主，不宜过早鼓励电解铝企业向能源相对丰富的新疆、内蒙等西部、北部地区转移。截至2010年，我国已经形成电解铝产能约2 200万吨，此时新疆仅100万吨（但“十二五”规划1 000万吨），甘肃、青海、内蒙合计500万吨，可见，虽然这三个地区近几年电解铝产能有很大幅度增长，但大部分形成的产能还在中部、东部或其他地区，而且这些产能将近有800万吨投产年限不到10年，距离淘汰时间尚早，如果此时就让大规模的电解铝转移到西部、北部地区，势必导致国家和社会资源没有得到合理的配置，所以作者认为，应该暂时放缓电解铝向西部、北部迁移的步伐，以便新旧产能能够更好的衔接。 （4）鼓励铝、电企业之间加强兼并重组，以减少社会资源的浪费。由于铝电之间的相互制约，导致企业企图以所谓的“煤电铝”一体化发展模式来规避这个问题，但同时，如果管理不善，很容易促使产生重复建设问题，其结果就是导致产能过剩，社会资源得不到充分的利用和发挥。所以，作者认为，国家应该加强鼓励铝、电行业之间的兼并重组工作，以进一步优化存量资产，发挥存量资产的作用。 （5）加强再生铝回收系统管理及政策制定。虽然电解铝在原生环节是典型的高耗能产业，但是在再生环节能耗却大大的降低，废铝的内在价值能否通过再生环节转移到新产品上，并获得原有的价格，很大程度取决于废铝能否有效的分类回收。如果能从产品上严格金属牌号标志、流转过程跟踪记录、加强分类回收管理等方面建立健全金属回收体系，将能有效的提高我国电解铝再生的效率，大大降低原生铝生产能耗。 （编辑：田 红） 参考文献（References） [1]席灿明电解槽高效节能新技术综述[J]中国铝业，2010，（12）：2—9 [Xi Canming，Review of New Technology of Saving Energy of Aluminum Cell[J] China Aluminum monthly，2010，（12）：2—9] [2]Khazzoom J D Economic Implications of Mandated Efficiency Standards for Household Appliances[J] The Energy Journal，1980，11（2）：21—40 [3]Saunders H D Fuel Conserving （and using） Production Functions[J] Energy Economics，2008，30：2184—2235 [4]Birol F， Keppler J H 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improved the efficiency of energy consumption of the aluminum industry， but on the other hand， the everincreasing cost of energy has been reducing the economic efficiency of electrolytic aluminum During the same period， the combination of the two factors has caused both the production capacity and the total amount of energy consumption of our country’s electrolytic aluminum to increase dramatically So， can technological progress really bring about the rebound effect of energy consumption of aluminum？ This paper， which is grounded on the theory of Neoclassical economic growth， has estimated the contribution rate of technological progress of China’s aluminum enterprises from 1996 to 2011 on the basis of the twolevel Mosaic CES function according to the Solow model Furthermore， by making use of the above results this paper also estimates the rebound effect of energy consumption of aluminum enterprises in China The empirical results show that the technological progress is the main factor which has brought about both the increase of energy consumption efficiency and the rebound effect of energy consumption of our country’s aluminum enterprises Besides， with the electricity price of electrolytic aluminum in China rising constantly in recent years， the absence of adjusting policies has caused the state of disorder of the aluminum industry We need effective policies to regulate the aluminum industry so as to optimize the allocation of aluminum resources， to promote the healthy development of the aluminum industry and to minimize waste of resources and energy 加强成本管理, 要放开视野, 注重全面。一方面, 企业为使产品在市场上具有强大竞争力, 成本管理就不能再局限于产品的生产过程, 而是应该将视野向前延伸到产品的市场需求分析、相关技术的发展态势分析, 以及产品的设计;向后延伸到客户的使用、维修及处置。按照成本全程管理的要求, 就会涉及到产品的信息来源成本、技术成本、后勤成本、生产成本、库存成本、销售成本, 以及对客户的维修成本、处置成本等成本范畴。对所有这些成本内容都应以严格、细致的科学手段进行管理, 以增强产品在市场中的竞争力, 使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。如在产品设计阶段推行价值分析。另一方面, 随着市场经济的发展, 非物质产品日趋商品化。与此相适应, 成本管理的内涵也应由物质产品成本扩展到非物质产品成本, 如人力资源成本、资本成本、服务成本、产权成本、环境成本等等都将影响到企业的成本利益。 2008年国家将继续加大对高耗能企业宏观调控力度, 同时企业又面临电费和原材料涨价, 尤其是电解铝行业经营形势更不容乐观。我们要充分考虑市场环境及自身设备装备情况前提下, 加大市场开拓力度, 努力生产适销对路产品, 节能降耗挖潜增效, 强化生产过程成本控制, 拓展企业生存空间, 探索出一条全新的成本管理理念, 为企业服务。下面我结合自己的工作经验及公司的实际情况, 谈铝业生产过程成本控制几点体会。 成本控制是所有企业都必须面对的一个重要管理课题。企业无论采取何种改革、激励措施都代替不了强化成本管理、降低成本这一工作, 它是企业成功最重要的方面之一。铝行业不仅处于国家宏观调控的最前沿, 还面临着氧化铝、氟化盐、电采购价格无话语权的尴尬局面, 企业生产经营举步维艰, 这更体现出对生产过程成本控制的重要性, 我认为以下几方面是铝业公司成本控制的关键点。 一、保证电解槽技术条件稳定, 提高电流效率 电流效率指的是实际生产出来铝产量与理论上的铝产量的百分比数。目前我公司实际电流效率设计值为93%。计算公式:铝液的电流效率:铝液的实际产量/铝液的理论产量X100%, 从公式中可以看出, 提高电流效率是增加产量的有效途径。因此我们必须分析降低电流效率的主要原因并采取针对措施来提高电流效率, 在铝电解中影响电流效率的主要因素是电解和运输过程铝二次氧化损失, 钠离子在阴极析出挤占铝离子析出导致空耗电, 阴阳极局部短路、电解槽边部漏电, 出铝过程中抛撒损失等。针对此我们一要合理组织生产, 缩短运输时间, 减少原铝接触空气的时间;二是加强电解槽巡检、巡视次数, 避免短路、漏电现象发生:三是细化原料供应合同, 从合同上约束供应商提供高质量的原材料, 减少钠离子进入电解槽的机会;四是摆布好电解槽技术条件, 降低电解温度, 实践证明低温电解是提高电流效率最有效的途径;五是逐步摸索出各种槽型最佳的铝液水平和电解质水平, 保证电解槽平稳运行, 避免炉底沉淀, 提高热稳定性, 降低电解温度, 提高电流效率。 二、采取行之有效的措施降低各项单耗 2008年国家加大了宏观调控政策力度, 电和原材料涨价, 因此内部挖潜, 降低各项单耗显得尤其重要。 (一) 氧化铝 在电解铝生产过程中氧化铝 (AL:0。) 经过化学反应后, 构成产品实体。氧化铝理论消耗量1.889吨[ (27×2+16×3) /27×2=1.889], 但实际生产过程中, 氧化铝的浓度在98.5%左右, 且在加料过程中会有飞扬损失, 捞碳渣、换阳极含有带出损失, 所以生产1吨铝, 实际需要氧化铝在1.93-1.95吨之间。由于其构成产品实体, 单耗压缩空间较小, 在实际工作中, 向氧化铝储塔输送氧化铝时, 有一部分氧化铝会散落在氧化铝库中 (称之为落地料) , 而在电解槽自动下料过程中, 有一部分氧化铝会飞扬到地沟中 (称之为脏料) , 如果不加以利用, 落地料和脏料均构成产品单耗。针对此种情况, 我们可以单独划出几台电解槽 (称之为母槽) , 用于消耗落地氧化铝和脏料生产低品质的原铝, 用低品质的原铝生产合金棒或者与高质量原铝勾兑成合格产品, 此举是降低单耗有效途径, 能够有效降低产品成本。 (二) 氟化盐 氟化盐主要是氟化铝和冰晶石, 氟化盐的主要作用是调节电解槽技术条件, 使电解生产在正常的生产技术条件下运行, 是电解生产中的溶剂, 不参加化学反应, 故理论上是不消耗的, 但是实际生产中存在着挥发及添加方法不当等原因造成物理损失。挥发的氟化盐通过烟气净化系统进行回收, 形成载氟氧化铝重新输送到电解槽中, 在实际生产过程中氟化盐单耗在25-30公斤左右。在电解操作过程中我们研究合理的添加方式, 减少飞扬损失, 提高净化系统运行工作质量, 回收废气中的氟化盐, 达到降低单耗的目的。 (三) 阳极碳块 在电解铝生产过程中, 阳极碳块参与化学反应, 是我公司的主要辅料, 一般阳极碳块毛耗在530公斤左右, 由于阳极碳块是通过磷生铁溶化为铁水与导杆组装在一起构成电解槽的阳极, 所以有一部分阳极碳块在实际工作中不参与化学反应, 形成残极 (我公司目前每块残极重量在130-150公斤之间) , 因此如何降低残极重量是降低碳块单耗最直接的途径。在实际工作中, 一是加装碳素保护环, 使每块碳块提高有效利用高度5公分, 以我公司240KA电解槽为例, 提高碳块有效利用高度5公分, 意味着每块碳块有44公斤碳参与化学反应用于生产原铝, 即残极量减少44公斤, 二是在电解槽技术条件允许前提下, 增加阳极碳块高度, 提高阳极碳块有效利用率, 降低单耗, 我公司240KA电解槽在设计阶段已经向设计院提出设计变更, 最大限度增加了阳极碳块的高度, 但我公司90KA电解槽2008年阳极碳块每块将提高4公分, 增加30公斤碳参与化学反应用于生产原铝。三是240KA电解槽缩小阳极碳块顶台, 提高阳极碳块利用率, 降低碳块单耗。 (四) 电费 我公司直接用于电解的直流电, 即外部购入的交流电经过整流变压器后转变为直流电, 由于电解槽型不同, 直流电单耗也不同, 每吨铝直流电耗基本在13000-13600度之间。电解槽直流电耗有三部分组成, 一是加热物料和反应过程所需能量, 即理论电耗;二是导电母线上的电能损失量;三是电解槽散热和其他能量损失, 在实际工作中, 只有理论电耗用于铝电解的反应过程, 即6320度左右, 也就是说在电解过程中只有50%左右的能量用于生产过程, 而50%左右的能量属于无功消耗, 如何降低无功消耗是降低直流电耗的突破方向。我认为以下几方面可以降低此部分消耗。 1. 提高整流效率, 降低直流电单耗 由于电解槽消耗的是直流电, 即交流电通过整流机组转化为直流电, 在此过程中需通过降低电压, 整流两个主要工作过程, 由于不同的整流机组整流效率不同, 因此我们在设计阶段就要充分论证, 采用先进的整流机组降低直流电单耗, 目前不同整流机组效率相差8%左右, 即在90%-98%之间, 因此设备选型十分重要。 2. 合理摆布电解槽效应系数, 降低直流电单耗 阳极效应是铝电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象, 当发生阳极效应时, 在阳极与电解质接触的周边上出现许多细小的电弧光, 槽电压上升到数十伏, 电解质停止沸腾, 并以小滴状在阳极周边上飞溅, 电解槽停止工作, 即只耗能不出铝, 需人工操作熄灭效应。阳极效应的正面作用是消除炉底沉淀、洁净电解质液、清理阳极底掌、自动调节热平衡等, 负面作用是烧坏侧部炉帮、烧穿槽壳, 熔体电解质过热, 降低效率, 并大量浪费电费。因此控制好效应系数和效应持续时间是降低电耗的主要途径。电解槽设计效应系数一般为1次/日左右, 但实际工作中控制电解质液洁净程度和炉底沉淀有利于降低效应系数, 有时可控制在0.2次/日以下, 以240 KA电解槽为例, 假设效应持续时间为5分钟, 电压升高至35v, 每个阳极效应耗电将达到700度左右 (240 KA×35v×5/60小时=700度) ;二是效应持续时间一般在5-8分钟左右, 强化职工培训, 提高电解工操作熟练程度可降低效应持续时间, 以240 KA电解槽为例, 当其发生阳极效应时, 电解槽电压升高至35v左右, 效应持续时间每降低1分钟, 将节约电140度左右 (240 KA×35v×1/60小时=140度) 。 3. 其他节电措施 由于电解槽生产过程中, 无功消耗达50%左右, 这就要求我们设计、安装、生产等各环节严把质量关, 以降低无功消耗, 如, 选用先进的槽结构和高质量的安装, 减少电解槽的散热;选用导电性能良好的碳块, 强化组装质量管理, 降低电阻等等。 三、合理组织生产, 降低铸造烧损率, 提高产品质量 由于原铝中含有杂质和铸造过程中发生二次氧化反应, 所以液态铝铸造过程中有一定的损失 (烧损率) , 一般在1%左右。铸造生产过程主要是原铝倒入混合炉, 进行净化、除渣和降温, 当温度降低到700-710度左右时, 通过溜槽导入到铸造机的模子中, 经冷却后成型, 在此过程中除渣会带出铝液, 采用废铝锭降温会发生二次烧损, 而铝液接触空气还将发生二次氧化反应, 采用科学合理的操作方式、合理添加降温铝锭、探索最佳铸造温度, 争取低温铸造是降低烧损率的有效途径。 每台电解槽生产的原铝存在质量差别, 铝品位在99.5%-99.85%之间, 由于原铝中含有铁、硅、铜等杂质且每台电解槽杂质含量和成分不同, 铝用户对铝中微量金属要求不同, 因此合理调配液态铝, 可提高产品质量, 生产出适销对路产品, 提高售价。 1.1 必要性 安装管理工作在电解铝车间安装中担负着中枢的作用, 犹如人体的血液、神经及消化等各类系统, 提供电解铝车间的传输、流通、舒适及安全的工作环境。由于安装管理种类及工项繁多, 各种设备布设方式各具有其独特性, 经常出现安装质量管理的问题, 导致变更设计、拆除重做、工期延迟以及品质不佳的状况发生。目前有关设备安装工程问题的探讨大多注重在其他工程与之间的设计问题, 较少针对设备安装工程各系统间的安装进行排序整合性进行探讨。因此, 有必要结合电解铝车间设备安装各系统安装图与界面管理方式, 建立套图整合原则, 并编拟设备安装工程排序逻辑, 找出有效的工项排序与安装管理模式, 提升安装工程的整体质量。 1.2 需遵循的原则 一是“安全性”, 指基于安装与使用安全考量, 如水管若在电管之上, 漏水将造成危险。二是“机能性”, 指该设备管道提供的机能是否能充分发挥, 如排水管若忽视排水坡度与排放通道, 将造成污废水排放功能不佳。消防设备与管道因为与消防法规及消防送审图例有关, 若工序排在后面, 造成原定空间被其他系统所占用, 而无法按图安装, 将影响日后消防检查与使用执照的取得。三是“与土建配合性”, 指工程进行中必须配合土建工程先行预埋水平管及垂直套管, 防潮、防水、隔震需先行安装的混凝土基座也必须配合套管及土建工程现行安装。四是“安装性”, 指各设备安装难易的程度, 也即设备空间冲突、设备空间冲突、设备尺寸过大或设备材质可挠度不佳、安装作业空间拥挤、设备排设过分拥挤、上层管道应现行安装等因素造成安装排序受影响。五是“经济性”, 指若未经有效整合所造成的成本增加。如:管道绕道引起的管道长度与材料增加, 从而导致安装成本增加。六是“效益性”, 指若未经先予有效整合而安装时必须弯曲管道, 造成压降与能量损耗, 而影响系统基本功能的有效呈现。因此, 设备安装时应考虑尽量减少弯曲而以直管配置, 若条件所限而必须选择弯曲管道时, 则应检查该系统效能是否受影响。此外, 设备周围通风换气条件也会影响设备实质效益, 也是安装界面整合时需注意的要项。七是“扩充性”, 指考量设备生命周期, 针对使用状况改变或设施更新导致产生设备扩充的需求性, 需在界面整合安排目前管道的配置时, 应适当考虑空间布设的分配, 以利于增加未来管道扩充的空间。八是“维护管理性”, 指设备的安排需考量在营运中的便于维护与保养。 2 电解铝车间设备安装管理的套图整合界面建立 2.1 等级划分 进行套图程序界面整合时, 为方便进行比较, 按照界面问题的轻重缓急, 可以三种等级进行分类, 第一级最重要, 为“基本需求与土建考量”, 包括的项目分别为“安全性”、“机能性”、“与土建配合性”三项, 第二级为“安装考量”, 包括项目为“安装性”, 第三级为“成本与维修考量”, 包括“经济性”、“效益性”、“扩充性”与“维护管理性”, 这三个等级依次组合为“三级整合排序逻辑”。“三级整合排序逻辑”即为套图程序界面整合的原则。管理套图时, 依次检查每一个设备冲突问题与排序整合的结果。 2.2 界面的应用 一是根据第一级, 设备安装原则如下所示:电管、弱电管均安排在水管的上方;排水管与排水坡度有关, 套图时必须先行检查, 以确保排水的顺畅;消防设备及设备安装以法规规定为主;电管与弱电管因为磁性干扰的考量, 不宜混在一起设备安装, 应该分别平行配置, 若因为空间拥挤位置必须一起时, 可采用上下平行重叠的方式设备安装, 上下管距应维持一定距离以上。二是根据第二级, 设备安装原则如下所示:管径尺寸较大的管道或材质安装性较差的材料在套图时应尽量放在最高层;套图时, 大型设备基座与设备安装应标示清楚, 并考量设备搬运动线及其他工种的安装动线;水平管道配置上下平行时以上下二层为主, 并利用上下错开以解决冲突, 方便日后维修检视。三是根据第三级, 设备安装原则如下所示:管道上下层数勿超过二层, 遇管道冲突时即应排除或利用上下层交错予以分开;管道应以直管配置及最短距离为原则, 尽量排除弯折或绕道方式, 符合经济与能源效益原则;套图时即应预留将来扩充的空间及维修空间, 并考量设备拆卸、更换、使用弹性。总体而言, 设备安装管理的套图工作也就是进行系统的界面整合, 整合的重点即是将来源端、传输端及端末三种设备以及各工项根据所有的空间条件以及“三级整合及排序逻辑“原则进行整合工作。当管道平面布设及垂直高程均获得解决后, 结合电解铝车间建筑结构图以进行顶层平面高度检查, 配合结构体开口位置确认及结构补强的检查, 以确定管道水平位置、高程配置及结构体安全。根据以上结果, 可进行整合界面图及结构整合界面图的绘制, 作为设备安装的套图程序界面整合成果。 3 电解铝车间机电器具安装管理 一是开关插座安装。在进行电解铝车间安装工程中开关、插座安装的时候, 必须严格的控制好电器的装置标高、位置以及固定件的离墙、固定间距、固定高度等等尺寸。上下层同一轴线的坐标误差不得大于50mm。同室的开关、插座标高必须保持一致, 允许的偏差在15mm之内, 而且开关或者是插座都不能够安装在门后。另外, 在同一单位工程中的开关方向应该保持统一, 绝对不能够出现两种以上的不同型号, 在一般情况下, 开关都应该以向下为开启。开关、插座、灯具接线时应在箱盒内, 方木、圆木内各留10-15cm长的余量。单相三眼插座接线时, 面对插座的右极应接相线, 左极接零线, 上面接地线。各种开关、插座内的接地线、相线、零线都必须严禁申联连接, 括了组合式开关箱或者是组合式插座箱, 而且接地线应该进行单独的敷设, 不准利用塑料护套线中的一根芯作接地线, 接地线的颜色则应该为绿、黄两种颜色, 不能够与相线、零线混淆。 二是电解槽安装的施工。首先是槽壳制作施工方法。槽壳的制作包括槽底板的拼接、侧面壁板、端面壁板、附件的制作及整体的组焊。其次是下料。所有材料在使用前要进行外观检查, 有裂缝、缩孔、气泡、重皮、夹渣等缺陷的材料不得投入使用。所用型材采用氧-乙炔焰切割。厚度小于20mm, 长度小于2400mm的板材用剪板机剪切, 其余割缝均用数控或半自动气割机切割。所有切割边缘的飞边、毛刺及熔渣必须清理干净。材料的平整工作应尽量采用机械进行, 变形较大的可采用加热矫正自然时效 (T≤320℃) 或翼缘矫正机矫正, 严禁直接锤击或急淬处理。平整后型材局部波状起伏应不大于1mm/m, 全长应不大于1/1000, 板带每米凹凸不平度应小于1mm。再次是摇篮架制作。作为承受槽体及上部结构重量的摇篮架, 其焊接技术要求很高。可采用CO2气体保护焊进行施焊, 较长的焊缝可采用间断焊法, 由中间向两端施焊, 以减小变形。 4 结论 总体而言, 本研究完成的具体成果有以下两点:一是建立“系统套图程序界面整合”的原则与方法, 也即分析系统来源、传输及端末等设备项目, 并分析界面冲突问题、建立设备安装管理界面冲突辨识与解决的方法、以“系统套图程序界面整合表”完成设备冲突界面的整合。二是建立“系统安装协调程序界面整合”的原则与方法, 产生合理的安装排序逻辑, 包括汇总系统各工种项目, 并建立“系统安装协调程序工作界面表”、在该工作表中以”5W+1H分析方法”厘清该工项的前置与后续作业、汇整以上分析的结果以产生合理的系统排序, 建立系统安装排序逻辑网图。通过完整的界面整合, 建立安装排序逻辑, 排除工程安装中常遇到的界面冲突与工序紊乱的问题, 将可提升设备安装的整体安装品质, 确保安装工程能如期如质顺利完成。 参考文献 [1]官大强.谈谈电气安装工程如何配合土建等工程施工[J].中国科技信息, 2005, (16) . [2]卢璐, 林凯.浅析建筑电气施工管理[J].民营科技, 2010, (08) . [3]毛永坚.浅论建筑机电设备安装施工管理[J].科技资讯, 2011, (24) . [4]次伟红.浅谈钢结构施工过程的质量控制[J].黑龙江科技信息, 2010, (08) . 1 焊接质量 1.1 不合格的主要原因 焊接质量的好坏, 直接影响到电解槽的槽周母线压降, 是影响电能消耗的重要原因, 应该尽量把好焊接质量关, 尽可能降低焊接压降。通过在电解槽大修施工现场观察发现, 焊接质量不合格主要有以下几个原因: (1) 焊工技术不过硬。电流和电压的调节不适宜, 造成焊接不透或夹渣、气泡。 (2) 焊工不严格遵守操作规程。某些施工现场曾发现有个别焊工1次焊接2块连接板, 这也是造成焊不透的原因。 (3) 焊丝选择过小。对于10 mm厚的铝连接板来说, 采用Ø1.6 mm的焊丝就不易焊透, 应该采用Ø2.0 mm且质量好的焊丝, 以保证焊接透且焊缝饱满平滑。 (4) 焊缝尺寸不合理。一般焊缝的大小应视连接板的厚度而定, 10 mm厚的连接板应保持5～10 mm的焊缝为宜, 该尺寸能够保证较好的焊接质量, 过大过小对焊接质量均有影响。 1.2 焊接质量的检验 除了加强施工管理, 减少因焊接造成的质量问题之外, 还可以通过质量检验的方法来提高焊接质量。焊接质量的检验有射线探伤法、电阻法等, 实际施工中由于施工现场的场地限制和设备限制, 一般通过撬板和通电后的短路实验来检测。①撬板是通过破坏的手段将焊接好的板撬开, 以检查其焊透率和夹渣、气孔情况, 是一种抽查手段。②通电短路实验主要通过测量其焊接点压降, 对不合格的焊接点、焊缝进行整改, 以满足正常生产的需要。 2 压接面质量 目前大型预焙槽大部分都采用多端进电, 也使压接面增多, 压接面质量的好坏影响到正常生产电耗的高低, 压接面处理一般都要经过铣、研磨、拉毛等工序。过去, 某些企业处理时先研磨后焊接, 再拉毛, 这种处理对压接质量有影响, 因为研磨后的工作面焊接后, 容易影响其表面平整度, 并会焊伤工作面等。所以, 在焊接后再研磨是较为合理的。以前研磨后再拉毛, 在安装前涂上一层导电膏, 以使其导电性能更好。但是导电膏长期使用后, 其导电性能将降低, 从而影响导电效果。解决这一弊端的关键是控制好压接面的拉毛质量, 同时在压接面两端焊接连接板, 将有效地降低压接面压降, 最大限度地不使用导电膏。 3 绝缘质量 绝缘质量好, 能提高电解槽的安全性能, 同时也能减少电解槽的漏电, 降低电耗。否则, 不但造成电耗增加, 在异常情况时, 甚至会造成更为严重的事故。控制绝缘材料的质量, 主要是加强对绝缘材料的质量检验, 由于铝业分公司没有绝缘材料检验设备, 只有通过后期绝缘测试来检查其使用效果。坚持从大型绝缘材料生产厂家进货, 并严格要求绝缘材料的绝缘等级, 才能保证电解槽的绝缘质量。 4 筑炉质量 4.1 原材料质量 选用好的原材料能明显地降低阴极压降, 提高电解槽质量, 延长电解槽的使用寿命。侧部碳块目前大型预焙槽一般都采用碳化硅结合碳化硅充填材料。这种材料能加强侧部抗钠侵蚀的能力, 同时能很好地散热, 较好地形成炉膛。保持电解槽的正常生产, 延长电解槽的使用寿命, 阴极碳块一般都尽量用石墨化程度高的碳块, 铝业分公司采用了高石墨化侧部碳块和阴极碳块 (石墨化程度越高, 抗钠的侵蚀性能越好, 线膨胀系数小, 电阻率小) 。这样, 不仅能延长电解槽寿命, 还能明显降低电耗。目前还开发出了在阴极上涂硼化钛层的技术, 硼化钛涂层能很好地改善铝水和阴极碳块的湿润性, 并且有理论认为, 铝液在硼化钛涂层中形成了一层致密的铝液膜, 能减缓钠的渗透。 4.2 阴极碳块组装质量 现在阴极组装一般用碳素糊料, 不用铁水浇铸, 组装时糊料温度和风压、以及压缩比控制都很重要, 且对阴极组装采用了检斤方法检验其组装质量。每组阴极应用多少糊料都有严格的规定, 并且对每组阴极碳块的电阻值进行测量, 把电阻值相近的阴极碳块装在同一电解槽上, 以使阴极电流分布更加均匀, 大修槽把电阻值相近依高向低自中间向两端铺筑, 由于目前铝业分公司采用的仍是中间灌铝液通电焙烧法, 对通电后的电流分布也是有益的。 4.3 筑炉工艺控制 筑炉工艺控制主要应控制好施工现场的风压、糊料温度、碳块温度、压缩比以及侧部安装质量。伸腿的质量对电解槽的影响较大, 从铝业分公司运行1 200 d的6台电解槽停炉情况看, 多数都是从阴极碳块端头与伸腿结合处渗铝的, 加强对伸腿的筑建质量管理, 对提高电解槽质量尤为重要。 5 焙烧启动质量 5.1 通电焙烧 目前, 郑煤集团铝业分公司的槽型还很小, 未采用焦粒焙烧, 仍然采用灌铝液焙烧的办法:通电前从中间向电解槽膛内灌入1.5～2.0 t的铝液, 使阳极潜入铝深度10～15 cm, 焙烧时间一般不少于72 h。此方法简便、易操作, 但由于新炉膛与铝液的温度相差很大, 对炉膛侧部碳块热冲击很大, 且有四角灌不到位情况出现, 致使电流分布不均, 形成偏流, 会导致红爪、熔棒情况的发生, 影响电解槽的寿命。 5.2 启动后灌铝时间 电解槽灌电解质后就视为启动了, 一般在灌电解质后12, 24 h或30 h后灌入第1包铝水。笔者认为, 为使槽膛受热均匀, 灌铝时间在30 h后较好。因为在焙烧时, 电解槽侧部没有被很好焙烧, 在灌入电解质后再对侧部焙烧, 灌铝时间稍晚些, 但电解质能较好地焙烧侧部灌入, 当出现裂纹缝隙时, 是电解质而不是铝液填充于裂纹中, 能延长槽寿命。 5.3 建立规整坚固的炉膛 启动后期的主要任务是让电解槽在高温、高分子比的情况下建立规整的炉膛。后期管理一般是3个月, 过长时间的高电压、高温、高分子比不但使能耗增加, 而且有的槽子在启动3个月后才开始建立炉帮, 而这时已不是高温、高分子比的情况下建立的炉帮, 达不到预期要求。从新筑和大修后投入的电解槽停槽情况来看, 部分槽阴极内膛侧壁结壳较少, 且在AB大加工面人造伸腿上沿、铝液和电解质液界面处, 侧块腐蚀严重, 形成断裂空洞带, 甚至全部散失。这是因为没有建立起坚固的炉帮, 致使复合碳块直接受到铝液和电解质液的冲刷, 腐蚀较快, 造成侧部渗漏。要建立好坚固的炉膛, 笔者认为应利用高温、高分子比建立炉膛及规整的炉帮进入正常生产, 以降低非正常期带来的能耗及管理难度。 6 结语 通过加强对电解槽焊接质量、压接质量、筑炉质量以及焙烧启动质量的控制, 必将提高电解槽质量, 降低能耗, 延长电解槽使用寿命。 参考文献 [1]邱竹贤.预焙槽炼铝 (第3版) [M].北京:冶金工业出版社, 2005. [2]张洪涛, 温铁军, 齐宁, 等.300 kA系列电解槽阴极破损的现象、原因及对策[J].轻金属, 2006 (5) :41-43 为顺应发展, 走出低谷, 国内众多电解铝企业纷纷加快转方式、调结构的步伐, 产业结构逐步向低碳经济转型, 产品结构逐步向高质高端调整, 还有一些较有实力的电解铝企业如:中铝公司、五矿集团、中国有色、中电投、神火集团、南山集团等极力瞄准海外铝土矿资源的动向, 大力实施“走出去”战略, 并已有了一些实质性的进展。 笔者结合自己多年从事电解铝行业市场调研分析和贸易工作实际, 就如何加快铝产业转型升级, 实现跨越发展进行了思考, 并得出观点。 一、从观念和思维上转变, 放眼全球看发展 (一) 要跳出国内看国际, 以全球视野看铝业 随着经济社会高速发展和铝产业国际化、资源化发展趋势, 中国铝业已不能局限于站在原有生产经营型企业的角度上看行业发展。要想适应新时期发展的要求, 就必须开拓眼界, 向世界一流企业看齐, 学习先进的管理方式、管理体制、管理理念和国际资源配置的远见和能力。只有这样才能更好地促使中国铝业进一步提高境界、找寻差距、找准方向, 制定和实施科学的发展战略。 (二) 跳出单一铝产业发展局限, 向国际化多金属资源产业迈进 我国铝土矿资源相对短缺, 而且90%以上的铝土矿资源为沉积型一水硬低品位矿石, 可开采利用的少。进入新时期, 我国电解铝产业相关资源进口的依存度逐年增加, 进一步压缩国内生产型企业的生存发展空间。铝产业要想跟上全球经济发展步伐, 形成与国际发展相匹配的产业规模和经济当量, 就必须大胆“走出去”, 积极在全球范围内优化资源配置, 主动参与国际产业分工与合作, 实现金属资源的多元化, 加快铝产业国际化进程。 二、积跬步行千里, 做实做好产业发展支撑 当前, 伴随着铝产业转方式调结构步伐的逐步加快, 管理机制、人才存量、技术能力和市场营销等方面纷纷凸显出与企业发展不相适应的突出问题, 成为了产业可持续发展的“短板”。要更好地适应产业发展变化, 就必须从打牢产业跨越发展的根基出发, 做实做好产业发展支撑。 加强企业管理创新, 为企业跨越发展提供坚强机制支撑。在当前全社会努力开展构建和谐社会的大背景下, 以十七大精神为指导, 企业迎来了新的发展机遇, 同时也面临着严峻的经营形势。企业管理是一种理念、一种文化, 管理机制的创新是顺应发展应对市场形势的必然需求。企业只有不断地深化创新管理, 才能更好地提高企业的应变能力, 在未来的竞争中立于不败之地。 (一) 要探索构建与产业发展相适应的管控体系 一方面是按照建立现代企业制度要求, 规范完善企业结构, 以明晰产权关系为主线, 推进制度创新和运行机制转变, 逐步建立权责明确、管理科学、激励和约束相结合的法人治理结构和内部管理体制。另一方面, 大力实施精细化管理, 将工作向管理机制层面重点从业务管理层面转化, 细化界定各个层面的职权事权范围, 再造管理流程。这样有利于清晰划分职权事权和考核, 有利于集中主要精力做好本职工作, 有利于提高工作效率, 增强责任意识。 (二) 健全完善经营风险防范机制 强化运营监控和预警, 完善重大风险报告制度。加强内控制度建设, 对各类风险管理权限进一步明确划分, 形成战略风险管理、法律风险管理、财务风险管理、投资风险管理等相关制度。加强境外资源投资管理和资本运作流程监控, 强化尽职调查, 严格决策程序, 防范重大风险。健全完善资金管理信息系统, 加强现金流量管理, 确保企业在快速发展阶段的资金链安全。深化实施全面预算管理, 实现发展规划和年度计划的有效衔接。 (三) 加强人力资源管理体系建设, 为企业跨越发展提供坚强人才支撑 现代企业面临着日趋激烈的市场竞争。市场竞争的实质, 其根本就是人才的竞争。一个企业是否能做大、做精、做强, 关键在于如何用人。那么, 电解铝企业怎样才能在人才竞争方面争得先机呢?笔者认为要以铝产业发展战略为依据, 采取“走出去、请进来”的方式, 健全完善相关工作机制, 强力引进和培养产业发展急需的高精尖端人才。 一要加大人才队伍建设力度。逐步建立健全适应电解铝产业发展的人力资源培训开发体系, 在满足岗位需求的基础上, 加大素质提升工程实施, 不断调整和优化知识结构和素质结构。深化培训开发模式研究, 不断改善培训开发手段。既注重专业知识和工艺理论的培训, 又注重实际操作技能的培训。 二要健全完善人才考核评价体系。建立科学的人才评价、流动、聘任和激励机制, 大胆引进国际级、大当量、层次高的资本运营、国际贸易、资源开发等职业管理和技术人才。对引进的各类人才推行聘用制和岗位管理制度, 建立以工作业绩为主的考核评价体系, 形成“能者上、庸者下”的用人机制。 三要深入推进分配制度改革。要积极探索多种分配形式, 建立基于市场的薪酬激励体系。坚持效率优先、兼顾公平的原则, 把按劳分配与按生产要素分配有效地结合起来, 联系工作业绩, 拉开工资分配档次, 实行一流业绩一流报酬, 特别岗位特殊待遇。如企业实行公司股份制改造或上市后, 要逐步建立产权激励制度。制定知识、技术、管理、技能等生产要素按贡献参与分配的办法, 推行股权、期权等中长期激励办法, 重点向创新人才倾斜, 留住人才。 (四) 加快推动自主创新和技术进步, 为企业跨越提供坚强科技支撑 目前, 铝产品消费主体已由传统的机械、电力、冶金等逐渐转向交通运输、建筑装饰、包装三大领域, 西方发达国家在这些领域消费比重已达70%, 我国铝的消费结构也在逐步向发达国家靠拢。经预测, 未来仅交通运输汽车制造铝材领域, 就有很大需求, 据悉到2015年中国汽车的产量将达到3800万辆, 需热交换铝材约36万吨 (含出口铝材及出口零部件的铝材) 。据欧洲铝协会估计, 欧洲汽车工业在今后十年的铝消费量将翻一番。美国能源部与铝业协会发布的铝工业战略规划提出, 五年内在汽车领域增加铝的用途40%。但所用铝管、板、带、箔材, 大部分为复合材料, 这些对于生产工艺技术研发提出了严峻挑战。这就要求铝产业深入实施“科技强企”战略, 注重科研攻关和先进技术引进吸收, 全面提升企业生产力水平和核心技术竞争能力。 一要着力提升企业自主创新能力。正确处理产业重点与结构调整, 科学合理确定科技创新的重点领域和重大项目, 集中抓一批带动性强、影响突出的关键共性技术及战略性和储备性技术的引进与开发。坚持自主创新与引进技术相结合。提高原始性创新、集成创新和引进、消化、吸收再创新为主要形式的自主创新能力, 充分利用企业内外部科技资源, 掌握一批具有自主知识产权的核心技术, 提高竞争力。 二要加大创新研发的投入。组建电铝技术研究所, 形成铝产业上下联动的科技支撑体系。对照国际公认的高新企业研发经费投入比例, 建立高质高端产品研发经费保障长效机制, 全面提升公司技术研发和科技创新能力。研发方向要确定为高精端铝型材加工工艺及核心, 及时研究, 重点对船舶铝合金用材的前沿技术、汽车铝合金构件、配件系列进行研发。 (五) 加强营销体系建设, 为企业跨越发展提供坚强的市场支撑 随着全球经济的稳定增长、全球化进程的逐渐深入, 铝贸易量大增。上海期货交易所 (SHFE) 已经成长为当今世界上仅次于伦敦金属交易所 (LME) 的第二大铝市场, 成为影响国际铝商的交易决策的重要因素。迹象表明铝产量位居世界第一的中国, 正逐步成为世界铝贸易的定价中心。这就要求电解铝企业要注重发挥信息资源整合效应, 提高集中管控能力。根据市场趋势灵活调整营销策略, 努力拓展市场销售渠道, 实现营销收益最大化。 一要加强和规范信息管理。以生产经营管理为对象, 将经营管理、办公自动化、电子商务等有机集成, 形成更大范围的资源共享, 建立高度集中的营销管理、物流管理、财务管理和资产管理等模式;并将生产过程控制、调度与管理信息综合, 形成基于综合信息的生产过程优化系统, 以调度为核心协调各部门的生产和管理, 最终构成企业整体资源优化系统, 提升经济运行质量。 二要注重营销管理创新。将单纯的产品销售和贸易结合起来, 形成贸易运作与实体销售同步开展, 追求公司利益最大化。在铝价上涨过程中, 下游消费企业预期价格上涨, 便会及时补充库存, 以此降低采购成本, 实体铝厂可放缓出货脚步, 以期获得更高利润;而贸易公司则可发挥商业本性, 囤积货物, 待价而沽。相反, 当铝价处于下跌趋势时, 消费企业往往会极力采取现用现卖策略, 减少铝锭采购数量, 降低企业库存。此时实体铝厂便会出现铝锭滞销, 库存积压, 经过一个阶段观察, 铝价回升无望且再也无法支撑资金链循环时, 便会被迫低价甩货, 以此实现资金周转;而贸易公司则占据信息优势, 可率先抛出手头库存, 抢占市场先机。因此, 铝产业要加大贸易运作力度, 充分利用国际国内铝锭在特定时期的价差, 积极探索国际贸易, 出口或进口铝锭, 实现由国内贸易向全球贸易的转变。 摘要：在后金融危机时代, 欧美等国际市场复苏缓慢, 铝业发展放缓, 产能受市场因素制约起伏不定。在这种情况下, 国家环保、能源等政策对电解铝生产的约束力度也在逐步加大。面对这种现状, 电解铝生产企业必须注重基础支撑, 注重发展质量。 关键词：电解铝生产,发展质量和效益,基础支撑 参考文献 [1]亚泰中研.电解铝研究报告2011-2015年全球电解铝市场现状调研分析及投资深度咨询报告[R].2010. 关键词：电解金属锰；电解液；除杂工艺；氧化除铁；锰矿原料 文献标识码：A 中图分类号：TF114 文章编号：1009-2374（2015）25-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.018 在进行电解金属锰的生产时，由于当前的锰矿原料的质量下降，传统的电解生产工艺已经不能保障电解液的质量，使得电解锰的电解液槽的稳定性变得极差，电流的效率也在不断下降，生产单位质量内的锰所需的硫酸锰溶液的含量过高，而锰金属的回收利用率却极低。而当前阻碍电解锰快速发展的主要因素是原材料低金属回收率以及燃料动力的低利用率，基于此，进行生产工艺的改革势在必行。 1 电解锰电解液的杂质 铁、铜、镍、钴等重金属在电解液中由于和锰的标准电位相同，因此会在电解过程中析出，各种金属在电解液中的含量如图1所示，而其与H+反应产生氢气，使得电流效率降低，使得锰金属的纯度降低，造成产品的不合格；含有碳、硫以及磷等杂质，这些物质会将二氧化硒中的硒离子还原成为硒物质，使得所添加的电解添加剂失去了应有的作用。过高浓度的氟会降低电流的效率，甚至还会导致极板的腐蚀，进而影响到锰金属的电积过程。砷元素是对电解过程影响最大的一种元素，当电解液中砷的浓度达到0.05g/L的时候，就会造成电流效率的快速下降，阻碍锰金属的电积，在阴极上还会产生黑色的物质，嚴重地影响了锰金属的质量。电解溶液中杂质数量的增加严重地影响了正常电解工作的开展，更会影响锰金属产品的质量，因此尽可能地减少电解液中的杂质数量，提升锰金属产品的纯度和基本质量是当前的冶金工作人员的首要任务。 2 电解金属锰生产中电解液除杂实验 2.1 选用的试剂和原料 在本实验中所选用的实际和原料主要包括以下种类：纯硫酸，纯氨水，工业级的液体SDD，无机硫化机A，阳极液的Mn离子浓度为14.06g/L，而硫酸的浓度wie28.59g/L，工业级的冶金锰粉，Mn2+浓度为16.3%的碳酸锰粉以及Mn2+浓度为31%的焙烧锰粉。 2.2 所使用的仪器和设备 所使用的设备包括电热恒温水浴锅，5000mL和3000mL的烧杯各一只，电动搅拌器一个。 2.3 所使用的试验方法 本实验中所采用的试验办法对比试验，即采用不同的除铁顺序进行试验，具体操作办法如下：在4000mL的烧杯中防止一定数量的电解锰阳极溶液，浸出液中Mn2+的浓度应当39g/L，加入542.5g的碳酸锰粉，然后按照酸矿比为0.53添加硫酸进行浸出，到碳酸矿粉达到浸出终点为止，浸出的时间大约为120min，浸出水浴的温度为55℃，在达到浸出终点之后，进行取样检测，检测溶液中Fe2+和H2SO4的含量，将反应后的溶液平均划分为四份，再分别进行试验，即增加锰金属含量为14%的焙烧矿，测定溶液的pH值为3，加入一定量的冶金锰粉进行氧化除铁。而另一个实验则在前面试验的步骤之下，在加入冶金锰粉之后，再加入焙烧锰粉来降低溶液中的余酸含量，冶金锰粉的含量应当和铁粉的含量相同，但是进行除铁的顺序却不同。另外，采用不同的除铁方式进行除铁，取两份含量相同的全碳酸矿粉浸出液和碳酸矿粉焙烧浸出液，在其中分别加入含量相同的液体SDD和液体的SDD+无机硫化剂A，然后观察各种重金属含量的变化情况。 3 电解金属锰生产中电解液化合除杂实验结果及工艺优化 3.1 不同的除杂方法对比 我们对所使用的除杂方法通过实验进行对比，我们所采用的试验办法是：取一定数量的全碳酸矿粉浸出液和碳酸矿粉以及焙烧矿的浸出液，分别加入相同体积和相同浓度的SDD以及液体SDD和无机硫化剂A的混合液，观察各种重金属含量的变化，针对实验的结果进行分析。浸出液中的钴、镍、铜、铅以及镉等多种有害物的含量基本相当，都基本达到了生产的工艺要求。而碳酸锰制备的硫酸锰中的锌的含量比焙烧矿的含量高出了两倍以上，而且SDD对锌的硫化作用极差，但是无机硫化剂A的除锌作用就比较明显。有资料表明，当电解液中的锌含量超过3mg/L的时候，就会对锰的上板以及电解槽产生较大的影响，极易造成爆板以及槽液碱化的现象。所以说，在使用SDD进行除杂的同时，需要混入无机硫化剂A进行除杂，也可以利用锌离子和硫离子容易结合成稳定的硫化锌沉淀物，以去除电解液中含有的锌离子，进而达到净化电解液的目的，提升电解液的电解效率，更可以减少电解液对焙烧材料的依赖程度，使生产的工艺更加简单，减少锰金属的生产成本。 3.2 不同的除铁顺序对比 对于电解液中含有的铁元素，我们采用不同的方法去除，所采用的试验办法如下：即取出4000mL的电解锰阳极液放置在烧杯中，当浸出液中Mn2+的浓度达到39g/L的时候在其中加入542.5g的碳酸锰粉，按照矿酸比列为0.53来添加硫酸，然后进行浸出，到碳酸粉浸出终点时停止，浸出的时间大约为120min，浸出时的水温大约控制在55℃左右，达到浸出终点之后取出所检测的样本，检测溶液中Fe2+以及H2SO4的含量，将反应之后的反应液平均分成四份，每份100mL分别进行实验，在实验1中加入焙烧矿，锰的金属量大约为14%，测定实验液的pH值大约为3，再加入一定量的氧化亚铁。在实验2中所进行的实验步骤和实验1相同，加入冶金锰粉之后再加入焙烧锰粉以减少余酸的含量，但是进行除铁的顺序有所差异。对于最终的实验结果进行分析和讨论，使用相同剂量的冶金粉，在添加焙烧锰粉进行余酸的清除之前先加入冶金锰粉所能取得的除铁效果会更好。对于氧化铁来说，必须在酸性条件进行，增加溶液中的H+浓度能够促进化学反应向着正方向去进行，提升二氧化锰的氧化效率。对于实验1所使用的浸出工艺来说，加入氧化的矿物质进行除铁时，溶液的酸碱度pH值大约为3。而根据化学反应原理可以知道，二氧化锰氧化铁的最佳酸碱度的pH值必须小于1.5。酸液的浓度越高，氧化矿的氧化能力和氧化效率就越低，所需要的氧化矿的数量就越大。所以说，在进行除铁之前加入一定数量的冶金锰粉能够有效地减少冶金粉的消耗量，大约1吨产品可以节约110块钱的投入，如果年产量为六万吨的话，每年可以节约8200吨的除铁冶金锰粉，即就是减少660万元的成产成本。 4 结语 在碳酸锰粉的反应达到终点之前先加入一定量的冶金锰粉进行氧化除铁，然后再加入焙烧来降低余酸的含量，这样的除铁效果更好。另外，使用一定比例的SDD和无机硫化剂A进行混合除杂，能够有效地减少溶液中锌和铅的含量，所获取的溶液的质量也比较稳定。以上所述的办法能够有效地减少全酸工艺中电解效率低下和槽况极易恶化的问题，为以后生产工艺的革新、生产成本的下降、对焙烧材料的依赖性的降低都提供了有力的帮助。 参考文献 [1] 周良才.铁镍钴等元素对金属锰沉积的影响[J].中国锰业，2012，10（1）. [2] 梅光贵，钟竹前，周元敏.硫铁矿（FeS2）与MnO2浸出的热力学与动力学分析[J].中国锰业，2012，22（1）. [3] 刘延军，谭中坚，廖胜群.中国电解锰产业发展趋势分析[J].中国锰业，2014，24（1）. 作者简介：韦忠实（1974-），男，广西大化人，中信大锰大新锰业有限公司工程师，研究方向：冶金。 关键词：电解铝,谐波,有源滤波器,过流 1 引言 随着国民经济的发展,铝材的需求越来越多,铝电解作为铝材生产的重要一环,需要大量的电力能源。因此供电系统在铝电解的过程中具有十分重要的地位。对其电能质量进行研究,有利于生产设备的安全、高效运行[1]。 本文结合徐州电解铝厂实际运行中5次滤波通道电容经常发生故障的问题,对整流电网进行测试与治理研究。 2 铝电解整流供电网特点 在铝电解的生产过程中主要是对熔盐进行电解来获得其含有的金属铝。因此其铝电解供电网具有以下特点。 1)谐波含量高: 由于电压和功率等方面的限制,目前铝电解所需要的直流电源大部分采用不可控的整流系统获得,不可避免的会产生很多高幅值的特征次谐波,在一定工况下有时还会产生非特征次谐波。 2)功率因数低: 铝电解供电网中包含有调压变压器、整流变压器,变压层数较多,无功需求大,导致功率因数较低。 3)用电量大供电可靠性高: 作为铝电解生产过程中的主要能源,需求量大,且对供电可靠性要求高,一旦停电,整个生产将停止,若停电时间长还会损坏电解槽。 3 测试与分析 3.1 电网结构 该电解铝厂电网结构如图1所示。 系统共3条进线,分别是西进线,东进线和厂内发电机组供电线路。3条进线通过断路器分别接入母线1和母线2。6台整流机组中1,3,5号机组接在母线2;2,4,6号机组接在母线1,2台动力变压器分别接在两端母线上。母线1与母线2采用并联运行方式,全厂的大部分负荷容量由厂内发电机组提供,厂发电机组为135 MW。整流变压器为江西变压器厂生产的型号为ZHSFPTB89000/110,额定容量89 000 kV·A,额定电流467 A,额定电压110/0.828 5 kV。整流机组为西安电力电子研究所生产,型号ZES-2×38 kA/1 000 V,每个整流机组包含2台整流器,单台整流器额定电流为38 kA,额定电压1 000 V。按N+1台原则选择整流机组,机组台数取6台,其中1台备用。正常时6台机组运行;当一组整流机组故障或检修时,其余5台机组仍能满足电解系列正常生产。每台机组均设有5,7,11次无源滤波通道。 3.2 测试数据 由于铝厂目前绝大部分负荷由厂内发电机组提供,因此将数据测试点设在发电机组升压变压器处。测试仪器采用美国的三相电能质量记录仪FLUKE1760。110 kV母线基准短路容量为750 MW,最小短路容量为1 500 MW,公共连接点的供电设备容量为584 MW,电压互感器变比为110 kV/100 V,电流互感器变比为1 200 A/5 A,表1为电压总谐波畸变率,表2为各次谐波电流值以及根据国标GB-T14549-1993可计算出各次谐波的国家标准,表3为1#整流器所对应的5次滤波支路主要谐波数据。 3.3 数据分析 根据国家标准GB-T14549-1993,110kV各相电压总谐波畸变率为2%,从测试数据可以看出各相电压总谐波畸变率均低于2%,公共连接点处的谐波均在国家标准范围之内,但5次谐波偏大。由于5次滤波通道在整流变压器2次侧与整流装置并联,分析其故障原因可能为过流引起,下面计算其实际流过的电流是否超过额定电流。电容额定容量0.7 Mvar,额定电压0.8 kV。 根据下式可计算出电容器的额定电流为 5次滤波通道中实际流经电容器的电流根据下式可以得出: 可以看出流经电容的实际电流远超过其额定值。 4 治理措施研究 要解决这个问题,一种方法是更换电容重新设计5次滤波支路。另外一种方法是撤销各整流器单独的滤波通道,在母线处进行集中治理。文章从第2种方法出发研究其治理措施。考虑到要对无功与谐波进行综合治理,项目中采用混合型有源滤波器系统对电网的无功及谐波进行补偿。其中无源滤波器承担大部分的谐波电流抑制和无功补偿任务,有源滤波器则用于改善无源滤波器的滤波效果和抑制无源滤波器可能与电网发生的谐振,保证电网的安全及生产的正常进行[2]。治理点设置在110 kV母线上,将各台整流器的无源滤波通道撤销。同时混合型有源滤波器设置5,7,11次滤波通道。连接图如图2所示。 电压源逆变器输出电压通过耦合变压器连接到无源滤波器的5次滤波支路的电感L5和电容C52两端(其中C51,C52 和L5 组成的5次滤波支路, L5与 C52调谐在基波频率。利用L5和 C52对基波谐振的特性,使基波电压极大部分降落在电容C51上,有源电力滤波器既不承受基波电压也不承受基波电流,极大地减小了有源滤波器的容量,降低了混合有源滤波器的技术难度和成本,实现了混合有源滤波器在大容量场合的应用[3]。文献[4]给出了无源滤波器优化配置的方法,文献[5]给出了有源滤波器容量的计算方法。利用这两种方法根据已测的数据,确定滤波通道的主要参数如表4所示,有源滤波器的参数如表5所示。 连接电感值为1 mH,直流侧电容取值为4 000 μF/1 000 V。耦合变压器容量为100 kV·A,Y-Y12连接方式,变比K=2。混合型有源滤波器投入后已稳定运行半年。图3为装置投入前后电流波形对比,可以看出治理效果良好。经过测量110 kV母线功率因数达到0.99,各相电压总谐波畸变率小于0.23%,电流总谐波畸变率低于1%。 5 结论 铝电解供电系统中,整流系统大部分采用多重化整流技术,造成各支路谐波严重而母线侧大部分谐波相互抵消。将混合型有源滤波器安装在母线上,不仅可降低各滤波通道的容量、提高功率因数,而且可以治理高次谐波,有效降低对公共电网的影响。 参考文献 [1]吴思波,丁恩杰.电解铝厂电网独立运行分析与实践[J].煤炭工程,2008(11):53-54. 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