通过对铝电解槽阴极炭块组装压降与炉底压降关系进行分析，指出了电解槽阴极炭块组装压降与运行炉底压降存在正相关性，为进一步探索降低电解槽压降提供了思路。
众所周知，铝电解槽的电能消耗(以下简称电耗)只与电解槽的平均电压和电流效率两个因素有关，降低吨铝电耗，必须降低电解槽平均电压或者提高电解槽电流效率。本文重点从如何降低电解槽电压降的炉底压降出发，分析阴极炭块组装压降与电解槽炉底压降的关系。
1 铝电解槽炉底压降
铝电解槽的炉底压降又称阴极电压，它包括阴极炭块压降、阴极炭块与阴极钢棒连接压降、阴极钢棒压降三部分，基本上各占三分之一。需要指出的是，炉底压降不仅与阴极内衬材料有关，而且也与筑炉质量、焙烧、启动及电解槽的生产维护有关，但炉底压降主要影响因素还是阴极炭块组本体的三部分压降。
1.1 阴极炭块压降
阴极炭块电压降与炭块自身的电阻率有关，电阻率越大则电压降越大。按电压降从大到小的阴极炭块依次为无烟煤基炭块、石墨质炭块、石墨化炭块。同时，阴极炭块电压降会随着温度的升高而降低，也会随电解槽生产时间延长而逐渐降低。
随着铝电解槽向大型化方向的发展、电流强度的不断强化和单位产能的逐渐提高以后，各大铝电解生产厂家已开始全面推广和使用高石墨质阴极炭块、石墨化阴极炭块。
1.2 阴极炭块与阴极钢棒连接压降
阴极炭块与阴极钢棒的连接根据连接物的不同有三种方法，第1种是浇铸磷铁，第二种是糊料扎固，第三种是细炭粉或高导电性的诸如TiC和TiB2粉与热固性树脂混合制成导电胶。目前国内普遍应用的是扎糊技术，即将阴极炭块、阴极钢棒、钢棒糊加热到一定温度，按照一定的施工工艺完成阴极炭块组的组装工作。在阴极炭块和阴极糊料一定的条件下，扎糊施工工艺质量直接影响着炭块与钢棒连接压降大小。
随着电解槽生产时间的增长，槽底逐渐隆起，阴极钢棒变形，或由于阴极钢棒被腐蚀，炭块与阴极钢棒之间的缝隙会增大，阴极炭块与阴极钢棒连接压降就会增大。
1.3 阴极钢棒压降
阴极钢棒电压降只取决于阴极钢棒的尺寸和温度，温度升高电压降会有所升高，在恒定温度下，阴极钢棒尺寸确定后电压降基本不变。
随着电解槽生产时间延长，阴极钢棒被腐蚀而导电面积减小，会使阴极钢棒压降增大。
1.4 降低炉底压降分析
通过以上所述可知，影响电解槽炉底压降的因素较多，降低炉底压降必须做好材料选取、施工、生产各方面细节工作，如:选择高导电率的阴极炭块、钢棒糊料、阴极钢棒材料，生产维护尽量避免出现炉底结壳沉淀、保持技术条件稳定避免出现病槽等引起炉底破损等。因为阴极炭块与钢棒组装质量越高，炭块与钢棒间的连接强度就能保证，钢棒才不易松动，炭块与钢棒间的测量电阻就越低。所以，在选定了阴极炭块、糊料及钢棒之后，提高阴极炭块与钢棒连接组装施工质量能够降低阴极炭块与阴极钢棒连接压降，也就成为降低炉底压降的重要措施。
2 铝电解槽阴极炭块组装压降与炉底压降分析
严格控制阴极炭块组组装施工质量，降低阴极炭块组压降可以降低投入运行的电解槽炉底压降，但一直以来，只有定性认识，没有定量指标分析，不考虑其它任何影响因素，以下对阴极炭块组压降与炉底压降进行比对分析。
2.1 阴极炭块组装一般要求
根据铝电解槽设计筑炉规范要求，阴极炭块组装后导电性能一般为:用2000A直流电以炭块工作面和阴极钢棒露出端为两极，其电压平均值不大于350mV(室温下)，否则进行重新组装。
2.2 分析样本选择
为了分析阴极炭块组装压降与电解槽转入生产后的炉底压降之间的关系，本文以某公司300kA大修电解槽阴极炭块组装压降和电解槽投入运行后的炉底压降为对象，采集相关数据进行比对分析。此300kA电解槽有25组阴极炭块组，每组阴极炭块组有4根阴极钢棒，每槽共计100根阴极钢棒。
根据新修电解槽阴极炭块组装压降测试信息和电解槽投入运行后的炉底压降测试情况，选取了12台电解槽为分析样本，这12台电解槽的阴极炭块组装压降、炉底压降及测试距通电天数见表1。
2.3 数据分析
2.3.1 炉底压降与阴极炭块组装压降比值
从表1可以看出，这12台电解槽阴极炭块组装压降平均为184mV，炉底压降平均为288mV，炉底压降测量距通电时间平均为30天。炉底压降测量时电解槽生产电流为310kA，折算到每根钢棒平均3100A，因阴极炭块组装压降测试电流为2000A，不考虑其它任何因素，炉底压降应为阴极炭块组装压降的1.55倍。下表2列出了炉底压降与阴极炭块组装压降的比值情况。
从表2可以看出，12台样本槽实际电解生产条件下炉底压降与阴极炭块组装压降比值平均为1.57，与理论比值 1.55非常接近;比值最大为1.76，最小为1.30，它们与理论比值偏差在13.5%～16.1%。说明电解槽运行条件下的炉底压降与阴极炭块组装压降关联性非常大，不考虑温度变化、电解生产影响等因素，理论计算的压降比值与实际测量的比值基本吻合。
表1 电解槽阴极炭块组装压降、炉底压降等信息表
2.3.2 阴极炭块组装压降与炉底压降关系趋势
为了分析阴极炭块组装压降与炉底压降比对关系趋势，对12台样本槽的压降趋势比对结果做出图示，见图1。
表2 炉底压降与阴极炭块组装压降的比值情况
图1 电解槽阴极炭块组装压降与炉底压降数值的比对趋势
从图1可以看出:电解槽阴极炭块组装压降与运行炉底压降基本存在正相关性，即阴极组装压降越大(小)，运行后炉底压降越大(小)。
3 结语
青山湖绿道环线总长约为43 km，在选线过程中发现环湖一带有较多的原有机耕路，约占绿道线路总长的30%，在绿道实际建设中，设计师对该部分机耕路进行二次利用，并借道部分市政道路，以更低碳、生态化的手段进行建设，并针对湖面浅滩地带等生态敏感性区域因地制宜地设置了栈道，保留青山湖自然的气息(图4)。
(2)电解槽阴极炭块组装压降与运行炉底压降存在正相关性，阴极组装压降越大(小)，运行后炉底压降越大(小)。
(3)新建和大修电解槽设计确定了阴极炭块、糊料和阴极钢棒等，阴极炭块组装压降成为影响电解槽炉底压降的关键因素，提高阴极炭块组装工作质量，可以实现降低阴极炭块组装压降，为电解槽提供了降低运行电压的有效途径
铝锭生产成本构成因素有哪些？
国内铝锭市场的期货价格自1995年年中达到20900元/吨的较高价后逐级下跌，供大于求的市场格局已是不争的事实。在铝锭价格持续低迷的情况下，铝价还有多大的下跌空间是许多市场人士关注的焦点问题。
铝锭的生产成本构成
生产成本是指企业生产出一定数量的某种商品所支出的物质资料和劳动报酬的总和，即商品价值构成中的C＋V部分。我们先来分析一下铝锭的物耗成本：
电解铝的冶炼厂家生产铝锭所耗费的物质资料主要有三种：1?氧化铝；2?电费成本；3?阳极糊（阳极碳块）。另外还有氟化盐等，但他们所占成本较小，一般每生产一吨铝锭只耗用200～300元。下面主要分析在近期市场价格下，上述三种物质所耗用的成本：
1．氧化铝成本
一般来讲，每生产一吨铝锭需耗费2吨氧化铝，随着越来越多的生产厂家采用先进技术和加强技术改造，目前大多数厂家生产一吨铝锭耗费氧化铝约在1.93吨～1.98吨之间，虽然这一比例随着各个厂家的努力还会有下降的趋势，但下降的幅度会很小，我们可理解为常量。这样，氧化铝的价格变化就决定了这方面的成本。目前，氧化铝的市场价格维持在2100元上下，我们取每生产一吨铝锭耗费1.95吨铝锭为常数，可以计算出目前氧化铝所耗的费用为4100元左右。
2．电费成本
这一部分的成本涉及到两个变量，一个是每一度电的电价高低；另外一个变量为每生产出一吨铝锭所耗费的电量的多少。电解铝行业耗电量很大，由于生产技术装备水平的差异，各生产企业每生产一吨铝锭所耗费的电量差异较大，目前国内大体在14000kwh－16000kwh之间，我们取大多数厂家耗电量的中间值15000kwh，而近两年国内电解铝生产厂家的平均电价为0.34元左右，则每吨铝锭的电费成本为5100元左右。
3．阳极碳块（阳极糊）成本
目前世界上的电解槽的槽型分为自焙槽和预焙槽。相对应地，自焙槽所用的碳素阳极称为阳极糊，预焙槽所用的碳素阳极称为阳极碳块，由于阳极碳块要先经过焙烧，多了些工序，因此阳极碳块的价格相对较高。目前，一吨阳极糊的市场价格在1400元左右，而一吨阳极碳块的价格则在3000元左右，每生产一吨铝锭自焙槽耗阳极糊0.54吨，预焙槽耗碳块0.6吨，据此得出一吨铝锭所耗费的阳极糊成本为770元，阳极碳块为1800元，我们取两者的平均值，这方面的成本为1280元。
综上所述，我们可得出目前国内每生产一吨铝锭所耗费的社会平均原材料成本为250（氟化盐等）＋4100（氧化铝成本）＋5100（电费成本）＋1280（阳极糊成本）=10730元。这仅仅是制造成本当中较基本的直接材料费用，而一个企业要维持简单的社会再生产必须得支付企业人员的工资、管理费用、财务费用和销售费用、摊销机器厂房折旧费用、银行贷款利息及税金等，这些都应该计入企业的生产成本。目前国内企业这方面的成本占整个铝锭生产成本的20％左右，按近期铝锭市场价格13400元/吨计算，这方面的成本应该在2680左右。
铝锭生产成本构成中物质资料价格变化情况分析
1． 氧化铝的价格变化情况分析
近几年，氧化铝的价格波动比较频繁，较高价出现在1995年8、9月间的3300元，较低价曾到过1600元左右，大部分时间价格徘徊在2000元/T～2400元/T之间。
氧化铝的价格由其价值决定并受供求关系的影响，我国氧化铝工业生产采用的方法有烧结法、混联法和拜耳法三种，其中混联法占69.4％，烧结法占20.2％，拜耳法占10.4％，它们各自的单位制造成本见表一。
我们根据加权平均法得出目前国内氧化铝的单位制造成本为1453元/吨左右，如果再加上其他一些成本费用，国内氧化铝的生产成本大致在1600元/吨左右。而西方国家氧化铝的生产90％以上采用拜耳法，其生产成本平均为150美元/吨左右。国内、国际市场相比较，西方国家氧化铝更具竞争力，但差价不是很大。
经过40多年的建设，我国已建成六大氧化铝生产基地（另外一种说法是五大氧化铝基地，因郑州铝厂和中川铝厂同属中国长城铝业公司管辖，故有人将它们看作同一基地），它们的生产方法、1998年产量、现有产能、规则产能见表二。
由于氧化铝行业投资大、投资回收期长且受铝土矿资源分布限制，地方政府无力投资也不愿投资，国内氧化铝主要靠六大氧化铝基地供应，目前基本上已达到或基本达到现有产能，有些企业甚至已超过现有产能设计。而从现在到2000年拟扩建的两个企业由于资金有限，近期无力如期建设，国内氧化铝新增资源较为有限，预计1999年氧化铝的产量为365万吨。而1998年国产铝锭已达242万吨，1999年的产量超过250万吨将没有什么问题，按每生产一吨电解铝需要2吨氧化铝的比例计算，需求量将超过500万吨，再加上10％的国内氧化铝用于医药、轻工等非冶金行业，氧化铝的供需缺口将达150万吨左右，这一部分的缺口只能通过进口来弥补。这样，国际氧化铝的价格、国家的外贸政策的变化将直接影响国内氧化铝的价格。由于目前国际市场铝锭的价格处在低位，近期又有西方一些铝厂家宣布停产或减产，预计国际氧化铝的价格将维持在较低位置，同时国家基于我国进口量大的事实和为加入世贸组织作准备，也不会贸然采取提高关税的政策；另一方面，面对铝锭生产厂家生产成本过高的状况，国家行业主管部门也不会大幅提高氧化铝的价格。
2．电费成本变动情况分析
我国电费成本占铝锭生产成本的40％左右，和西方国家电费成本占25％相比相差较远。在国际、国内两个市场联动性越来越强的今天，如果电费成本占生产成本的比重还降不下来，势必会危及国内电解铝行业的生存与发展。
电费成本中涉及的一个变量是每单位的电价，目前国内电解铝行业的平均电价为0.34元左右，是国外同行的两倍，在国内大多数生产企业的技术装备水平很难一下子改变的情况下，降低电费成本较快捷的方法便是降低电价。目前电解铝行业要求降低电价的呼声很高，但这涉及到电力部门，需要国家统筹安排。在希望电力部门降低电价的同时，许多电解铝生产企业积极进行铝电合营，全行业呈现一种铝厂办小电厂、大电厂办小铝厂、电解铝厂和电厂相互参股的趋势。
降低电费成本的另一个途径是降低单位铝锭的耗电量。电解铝的电解槽型分为自焙槽和预焙槽，两者相比较，自焙槽具有工艺成熟、投资省、见效快的特点，老企业和新上马的中小企业一般都采用这种电解槽，目前我国铝锭产量中的一半是由这种工艺较为落后的自焙槽生产的，但这种工艺存在较明显的缺陷：首先是烟气敞开排放，严重危害生态环境和工人的身心健康；其次是技术指标落后、电耗高；第三是产量小、自动化程度低。预焙槽则刚好相反，具有环境污染小、技术指标高、电耗较低、自动化程度高等特点。仅耗电量一项，每生产一吨铝锭预焙槽比自焙槽少耗电1000度以上。
3．阳极碳块成本变化分析
随着自焙槽改预焙槽的市场要求和国家近三年内不准上马自焙槽的政策的出台，生产阳极糊和阳极碳块的碳素厂将要面临阳极糊需求量逐渐下调和阳极碳块需求量逐步增加的市场变化情况。从这个角度出发，这方面的成本将稍微上升，但将自焙槽改造成预焙槽需要一个过程，同时也需要面对碳素厂扩大阳极碳块产能的供应变化情况。短时间内价格上扬的条件尚不具备，这方面的成本比重将变化不大。
铝锭的生产成本构成
生产成本是指企业生产出一定数量的某种商品所支出的物质资料和劳动报酬的
总和，即商品价值构成中的C＋V部分。我们先来分析一下铝锭的物耗成本：
电解铝的冶炼厂家生产铝锭所耗费的物质资料主要有三种：1?氧化铝；2?电
费成本；3?阳极糊（阳极碳块）。另外还有氟化盐等，但他们所占成本较小，一
般每生产一吨铝锭只耗用200～300元。下面主要分析在近期市场价格下，上述三种
物质所耗用的成本：
1．氧化铝成本
一般来讲，每生产一吨铝锭需耗费2吨氧化铝，随着越来越多的生产厂家采用
先进技术和加强技术改造，目前大多数厂家生产一吨铝锭耗费氧化铝约在1。93吨
～1。98吨之间，虽然这一比例随着各个厂家的努力还会有下降的趋势，但下降的
幅度会很小，我们可理解为常量。这样，氧化铝的价格变化就决定了这方面的成本
。目前，氧化铝的市场价格维持在2100元上下，我们取每生产一吨铝锭耗费1。95
吨铝锭为常数，可以计算出目前氧化铝所耗的费用为4100元左右。
2．电费成本
这一部分的成本涉及到两个变量，一个是每一度电的电价高低；另外一个变量
为每生产出一吨铝锭所耗费的电量的多少。电解铝行业耗电量很大，由于生产技术
装备水平的差异，各生产企业每生产一吨铝锭所耗费的电量差异较大，目前国内大
体在14000kwh－16000kwh之间，我们取大多数厂家耗电量的中间值15000kwh，而近
两年国内电解铝生产厂家的平均电价为0。34元左右，则每吨铝锭的电费成本为51
00元左右。
3．阳极碳块（阳极糊）成本
目前世界上的电解槽的槽型分为自焙槽和预焙槽。相对应地，自焙槽所用的碳
素阳极称为阳极糊，预焙槽所用的碳素阳极称为阳极碳块，由于阳极碳块要先经过
焙烧，多了些工序，因此阳极碳块的价格相对较高。目前，一吨阳极糊的市场价格
在1400元左右，而一吨阳极碳块的价格则在3000元左右，每生产一吨铝锭自焙槽耗
阳极糊0。54吨，预焙槽耗碳块0。6吨，据此得出一吨铝锭所耗费的阳极糊成本为
770元，阳极碳块为1800元，我们取两者的平均值，这方面的成本为1280元。
综上所述，我们可得出目前国内每生产一吨铝锭所耗费的社会平均原材料成本
为250（氟化盐等）＋4100（氧化铝成本）＋5100（电费成本）＋1280（阳极糊成
本）=10730元。这仅仅是制造成本当中最基本的直接材料费用，而一个企业要维持
简单的社会再生产必须得支付企业人员的工资、管理费用、财务费用和销售费用、
摊销机器厂房折旧费用、银行贷款利息及税金等，这些都应该计入企业的生产成本
。目前国内企业这方面的成本占整个铝锭生产成本的20％左右，按近期铝锭市场价
格13400元/吨计算，这方面的成本应该在2680左右。
