漢江集團鋁業(yè)公司電解鋁分公司電解三車間QC小組--降低200kA電解鋁預(yù)焙槽的噸鋁直流電耗

1、2006年QC小組活動材料降低200kA電解鋁預(yù)焙槽的噸鋁直流電耗課題類型：現(xiàn)場型小組名稱：漢江集團鋁業(yè)公司電解鋁分公司電解三車間QC小組發(fā)表人：王宇1小組概況小組名稱：漢江集團鋁業(yè)公司電解鋁分公司電解三車間QC小組課題名稱：降低200kA電解鋁預(yù)焙槽的噸鋁直流電耗成立時間：2005年1月活動時間：2005年8月2005年11月小組成員：（見表1）表1 QC小組成員列表姓名性別文化程度職務(wù)組內(nèi)職務(wù)王宇男碩士技術(shù)員組長仲丹男大專廠房主任副組長向建江男大專車間主任組員簡單軍男大專車間副主任組員陳力先男大專車間副主任組員2選題理由2.1選題意義2005年7月，市場AI2O3價格攀升至4700元/噸，

2、造成生產(chǎn)成本的進一步提高，同時 鋁錠單價卻一直在16700元/噸徘徊；電解三車間五萬噸生產(chǎn)系統(tǒng)，系外購協(xié)議供電模式，電價為0.345元/度，使得五萬噸相對于原鋁業(yè)公司3+2系統(tǒng)生產(chǎn)成本又進一步提高；目前，我公司AI2O3供應(yīng)日趨緊張，整個十萬噸系統(tǒng)隨時會面臨斷糧”的危險，公司于2005年9月對我車間40臺電解槽進行停槽處理，這無形給我車間形成一種壓力；我車間自2005年初以來，電流效率持續(xù)下滑，噸鋁電耗持續(xù)上升，槽工作情況逐漸 呈惡化趨勢，如不及時解決，可能會使槽技術(shù)條件嚴(yán)重破壞。面對上述困境，電解三車間不得不在這次 QC活動中尋求一條穩(wěn)定生產(chǎn)，節(jié)能降耗，提 產(chǎn)增效的途徑，來為企業(yè)創(chuàng)造更多利潤

3、，實現(xiàn)更多價值。2.2選定課題降低200kA電解鋁預(yù)焙槽的噸鋁直流電耗3現(xiàn)狀調(diào)查從圖1可以看出，三車間一區(qū)在 2005年57月，噸鋁直流電耗明顯上升，7月時噸鋁直流電耗達(dá)到 13509.12kWh/t-AI，比設(shè)計指標(biāo) 13397.00kWh/t-AI 高出 112.12kWh/t-AI。13550135001345013400圖12005年57月一區(qū)噸鋁直流電耗情況3活動目標(biāo)3.1目標(biāo)確認(rèn)噸鋁直流電耗達(dá)到設(shè)計要求 13397 kWh/t-AI （見圖2）。I 1355013500W k 13450耗電 13400流直 13350鋁噸 13300活動前目標(biāo)值圖2目標(biāo)柱狀圖3.2目標(biāo)依據(jù)五萬噸噸

4、鋁電耗設(shè)計值為13397 kWh/t-AI，只要通過良好的技術(shù)條件擺布，嚴(yán)格的生 產(chǎn)運營管理，完全可以達(dá)到目標(biāo)要求；一區(qū)直流電耗于04年12月05年2月平均噸鋁直流電耗達(dá)到13426 kWh/t-AI，非常 接近設(shè)計目標(biāo)；五萬噸系統(tǒng)設(shè)計先進，后期管理嚴(yán)格有效，為后面正常生產(chǎn)提供了良好的基礎(chǔ)；4原因分析經(jīng)過小組討論分析，認(rèn)為造成一區(qū)噸鋁直流電耗偏高的主要原因可能有以下幾個方面（見圖2）：5.要因分析我們繼續(xù)對上節(jié)中的末端要因進行鑒定，并排除了一部分影響因素，最終要因確認(rèn)結(jié)果如表2所示：表2要因確認(rèn)表項確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法確認(rèn)要求結(jié)果確認(rèn)人是否要因目末端要因分析計算各直接從計算機終效應(yīng)系數(shù)0.28 次

5、/槽 日，1槽月效應(yīng)系端讀取效應(yīng)個數(shù)，0.3次/槽日仲丹否過高數(shù)再進行計算略低效應(yīng)電壓分析月平均直接從計算機終2高效應(yīng)電壓端讀取，并平均30 35V32V，正常王宇否對槽電解質(zhì)用樣模對槽電解分子比不3合理取樣送質(zhì)檢質(zhì)取樣，并用分光2.322.38,略咼仲丹否中心檢驗鏡進行測量對槽電解質(zhì)用樣模對槽電解Al 2O3濃度簡單4過高取樣送質(zhì)檢質(zhì)取樣，并用分光1.5 2%1.8 %，正常軍否中心檢驗鏡進行測量對槽電解質(zhì)用樣模對槽電解氟鹽含量簡單5不合理取樣送質(zhì)檢質(zhì)取樣，并用分光<9%8.6%，正常軍否中心檢驗鏡進行測量電解質(zhì)溫測量月平均利用熱電偶進行6度過高電解質(zhì)溫度測量954 C950 土C,正

6、常仲丹否測量各槽月電解質(zhì)水利用鐵釬和直尺19.60 ±2cm,7平均電解質(zhì)21.0cm王宇是平過低水平測量并月平均過低鋁水平過測量各槽月利用鐵釬和直尺19.25 ±2cm,8低平均鋁水平測量21.0cm過低王宇是測量各槽極利用彎鉤鐵釬和3.73.8cm,過9極距過低距直尺對各極測量4.0cm低王宇是檢查爐底起利用操作工具摸鐵釬在爐底滑10槽底破損皮，沖蝕坑情槽底動時，無明顯障新槽，爐底正常仲丹否況礙和凹凸現(xiàn)象續(xù)表2要因確認(rèn)表項確認(rèn)人是否要因目末端要因確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法確認(rèn)要求結(jié)果槽底沉淀檢查爐底情利用操作工具摸11無結(jié)殼和沉淀槽底干凈仲丹否結(jié)殼況槽底上槽陽極檢查新極和殘極新極

7、合格新極合格率為檢查陽極組簡單12組裝質(zhì)量澆鑄環(huán)面外觀情率92 %，殘極88.7%，殘極異是裝質(zhì)量軍合格率低況合格率97%常率為93.3 %生產(chǎn)原料查找相關(guān)質(zhì)對生產(chǎn)原料取樣生產(chǎn)原料必須生產(chǎn)原料無任陳萬13否問題量標(biāo)準(zhǔn)手冊送質(zhì)檢中心檢測符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)何問題先供電不夠檢查電流變直接從計算機終電流必須穩(wěn)定陳萬14供電正常否平穩(wěn)化記錄端上讀取維持在200kA先槽控箱自各種數(shù)據(jù)必須檢查槽控箱直接從計算機終陳萬15控系統(tǒng)誤正常，無修改參正常否控制記錄端上讀取先控制問題數(shù)、誤控問題槽型，磁場檢杳槽型和符合穩(wěn)定生產(chǎn)陳萬16設(shè)計不合磁場設(shè)計情調(diào)查設(shè)計圖紙設(shè)計工藝良好否的需要先理況槽上部系打殼卜料出現(xiàn)檢查打殼下現(xiàn)場

8、手動控制槽0.16 次/槽 日,陳萬17統(tǒng)問題頻問題頻率控制是料系統(tǒng)控箱并進行檢杳頻率過高先率過高在0.08次/槽日車間監(jiān)督查找相關(guān)管檢杳電解車間考考核機制必須監(jiān)督考核機制向建18否力度不夠理辦法核機制健全咼效完善兀i=r江操作規(guī)程查找相關(guān)規(guī)檢查電解槽操作操作規(guī)程必須向建規(guī)程存在盲點19適用于200kA是不完善程規(guī)程漏洞，不完善江預(yù)焙槽6對策計劃針對上面的6個要因，QC小組制定相應(yīng)的對策表如下（見表 3）:表3 對策表序號要因現(xiàn)狀目標(biāo)措施地點時間負(fù)責(zé)人電解質(zhì)水平均電解質(zhì)僅為電解質(zhì)水平1.局部壓小面，向建江1調(diào)整至19.5現(xiàn)場2005.9平過低19.60cm22cm2.槽內(nèi)灌電解質(zhì)仲丹鋁水平調(diào)整

9、鋁水平過平均鋁水平僅為1.調(diào)整單日岀鋁量，2.槽王宇2至19.5現(xiàn)場2005.9低19.28cm內(nèi)加鋁渣簡單軍22cm極距平均僅為調(diào)整至4cm提高電壓（配合鋁水平的王宇3極距過低調(diào)整進彳）現(xiàn)場2005.93.73.8cm左右調(diào)整進仃）陳萬先pill R口栩新極合格率1.通過生產(chǎn)部與陽極組上槽陽極組裝質(zhì)量新極合格率為88.7 %，為92%以上，裝車間協(xié)調(diào)解決，2.換極仲丹4殘極合格率人員在陽極上槽前對陽現(xiàn)場2005.9合格率過殘極合格率為93.3%控制在97%極外觀進行辨別，3.定期陳萬先低以上測量陽極碳鋼壓降1.組織車間維修班對損上部打殼下料系統(tǒng)打殼下料岀現(xiàn)問題頻控制在0.08壞位置進行及時維

10、修，2.陳萬先5定期對槽上部結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場2005.9冋題頻率率為0.16次/槽日次/槽 日保養(yǎng)，3.定期檢查上部結(jié)簡單軍過冋構(gòu)的工作情況大部分操作規(guī)程仍沿1.制定200kA預(yù)焙槽操操作規(guī)程用原60kA自焙槽及完善各項規(guī)作規(guī)程，2.增修各工段辦公向建江6114.5kA預(yù)焙槽時制定2005.9不健全的規(guī)程，同時一些輔助章制度考核條例，3.制定其他輔日十莖炳1室簡單軍性規(guī)章制度尚未建立助條例7對策實施7.1試驗計劃為了更好的了解兩水平對生產(chǎn)技術(shù)各項指標(biāo)的影響，同時避免試驗失敗時帶來的過多的經(jīng)濟效益損失，QC小組經(jīng)過商議決定從一區(qū)中抽出 9個試驗槽（701709# ）分為3組分 別進行對比研究。三組試

11、驗槽采用不同工藝技術(shù)條件，其中第一組（ 701703# ）電解質(zhì)水 平/鋁水平調(diào)整為19.5/19.5，第二組（704706# ）調(diào)整為21/21，第三組（707709# ）調(diào) 整為22/22。7.2實施一：電解質(zhì)調(diào)整對于電解質(zhì)過低的槽（電解質(zhì)水平 < 18cm可以采取直接從電解質(zhì)較多的槽內(nèi)取出電解 質(zhì)補入的方法。而對于其他槽，槽小面較空的位置處可以利用多功能天車采取局部壓小面的方式加以解決，但需注意一周內(nèi)壓小面次數(shù)不宜超過2次，小面壓過后要注意在該處補充足量的電解質(zhì)塊，并在其上覆蓋 20cm左右的AI2O3覆蓋料，以加強該處的保溫。7.3實施二：鋁水平的調(diào)整保持平穩(wěn)的調(diào)整原則由于電解槽

12、熱容較大，調(diào)整效果的滯后性決定了必須采取保持平穩(wěn)”的調(diào)整原則。第2組電解槽8月4日9月29日的鋁水平調(diào)整曲線如圖3所示：時間/d圖3 8月4日9月29日第2組的鋁水調(diào)整曲線調(diào)整單日出鋁量按照上述原則，出鋁量的下達(dá)上應(yīng)與前期變化不宜過大（見表4）:表4出鋁量的調(diào)整測量鋁水平/cm18192021原出鋁量/kg1400150016001700調(diào)整后出鋁量/kg1350145015501650添加鋁渣考慮到鋁渣直接加在出鋁口處時會造成該處伸腿生長的問題，因此實際添加時主要是在換極期間，殘極取出后向內(nèi)添加適量鋁渣，但鋁渣體積與厚度必須有一定限制，否則會嚴(yán)重 影響到槽內(nèi)的能量平衡系統(tǒng)，同時也影響到換極進

13、度。等待鋁渣基本熔化后，再換入新極。7.4實施三：極距的調(diào)整極距的提高主要依靠提高設(shè)定電壓來實現(xiàn)，但是提高設(shè)定電壓一方面會使該槽生產(chǎn)總電耗增加，另一方面會使槽熱收入也相應(yīng)增加，因此調(diào)整極距時必須謹(jǐn)慎。QC小組經(jīng)過仔細(xì)分析研討后，認(rèn)為調(diào)整極距必須配合鋁水平的調(diào)整來進行。即在鋁水平調(diào)整過程中的56天里，分4次將極距由原先的3.7cm調(diào)整至4.0cm，而設(shè)定電壓由原先的4.144V調(diào)整至4.150V。7.5 實施四：上槽陽極組裝質(zhì)量的提高陽極組裝質(zhì)量問題不屬于我車間的管轄范圍， 但嚴(yán)格控制住來源的質(zhì)量異常率是保證 我車間穩(wěn)定高效低耗生產(chǎn)的基礎(chǔ)，因此 QC小組通過車間于2005年10月將關(guān)于電解三車

14、間陽極組裝質(zhì)量的問題與建議提交給電解鋁分公司生產(chǎn)部，來協(xié)調(diào)解決；除保證來源的質(zhì)量環(huán)節(jié)外，還需嚴(yán)格控制好新極上槽的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為此，QC小組針對陽極組裝質(zhì)量控制點以及檢測方法通過車間對各班長進行培訓(xùn)， 并要求各班長必須對當(dāng)班 上槽新極組裝質(zhì)量進行檢查，尤其是對外觀質(zhì)量如環(huán)面澆鑄不完整、環(huán)面堆坨問題，要上報 給車間進行處理；QC小組每月對槽上陽極碳-鋼壓降進行一次盤查， 對殘極鋼爪情況進行不定期檢查， 并作跟蹤記錄。該記錄作為對各班長考核的一項重要依據(jù)。經(jīng)過QC小組努力，11月份陽極組裝質(zhì)量獲得了較大的提高，達(dá)到了目標(biāo)要求（圖 4）。7.6 實施五：上部打殼下料系統(tǒng)的維護由于電解車間長期處于多塵高溫

15、的環(huán)境下，而上部打殼下料系統(tǒng)又屬于機械傳動設(shè) 備，極易損壞，因此必須經(jīng)常對該系統(tǒng)經(jīng)常進行檢查。車間要求各工區(qū)每 3 天對各槽上部打 殼下料系統(tǒng)進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題后及時報知槽修班處理；槽修班在接到工區(qū)通知后立即到達(dá)現(xiàn)場進行處理， 處理過后由工區(qū)根據(jù)槽修班維修進 度、維修質(zhì)量等填寫槽修班服務(wù)質(zhì)量驗收單 ，此項作為對槽修班考核的一項重要依據(jù)；QC小組要求槽修班定期分批對車間內(nèi)各槽上部結(jié)構(gòu)進行維護，以確保上部結(jié)構(gòu)的正 常運行。維護過后，維修人員需填寫維護記錄，并交與工區(qū)簽字。該記錄并同車間上部結(jié)構(gòu) 問題頻率作為對槽修班考核的一項重要依據(jù)。經(jīng)過QC小組努力，11月份上部打殼下料系統(tǒng)質(zhì)量獲得了較大的提高，

16、達(dá)到了目標(biāo)要求（圖 5）。80新極殘極00962 8 49 8 8 溝率格合0活動前目標(biāo)值 活動后2 a5 15a-0o o 日槽次率頻題問圖4活動前后陽極組裝碳塊合格率的變化圖圖5活動前上部結(jié)構(gòu)問題頻率的變化圖7.7實施六：操作規(guī)程的健全經(jīng)QC小組集中討論，編訂了200kA預(yù)焙槽操作規(guī)程對電解，出鋁，測量，抬母線 和天車等各項操作進行規(guī)范，主要涉及到對114.5kA預(yù)焙槽操作規(guī)程中變動的條款進行修改 和增刪，例如114.5kA預(yù)焙槽采用換極車來進行換極的操作，而200kA預(yù)焙槽則基本上采用多功能天車來完成換極的全部工作，兩種換極作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，因此必須將該處規(guī)程進 行修改。根據(jù)200kA

17、預(yù)焙槽操作規(guī)程制定工區(qū)考核條例，出鋁班考核條例，測量班考 核條例等一系列考核標(biāo)準(zhǔn)對工作人員操作質(zhì)量進行規(guī)范，使操作質(zhì)量直接與個人經(jīng)濟收入 掛鉤，同時為了使工區(qū)能夠很好的貫徹工藝技術(shù)調(diào)整政策，QC小組制定工區(qū)生產(chǎn)指標(biāo)考核辦法，決定對工區(qū)每月各項技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)條件都進行相應(yīng)的考核。制定值班巡視人員考評制度，安全生產(chǎn)考核制度，200kA預(yù)焙槽工藝規(guī)程等輔 助條例對車間生產(chǎn)人員行為進行規(guī)范。8.效果檢查8.1生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)過技術(shù)參數(shù)調(diào)整，9臺電解槽在7月后直流電耗指標(biāo)都有了一定程度的下降，但第 2 組在鋁水平保持在21cm的情況下，效果更為明顯（見圖6, 7）；第3組試驗槽在22cm鋁水 平高度下，電

18、耗并不是非常理想，而爐底卻因結(jié)殼沉淀等原因使?fàn)t底壓降明顯增大；第 1組 在19.7cm的情況下，也未能達(dá)到目標(biāo)值的要求。第1組第2組第3組匚調(diào)整前 目標(biāo)值 調(diào)整后圖6三組試驗槽調(diào)整前后技術(shù)指標(biāo)對比分析耗電流直鋁噸1350013450134001335013300132501320013509.17月目標(biāo)值11月圖7第2組試驗槽電耗下降情況8.2經(jīng)濟核算第2組試驗槽通過QC小組的努力，取得了優(yōu)良的成果。該方法準(zhǔn)備于明年在車間推廣運行，調(diào)整后11月平均噸鋁直流電耗比目標(biāo)約下降：13397.00- 13338.92= 58.08（kWh/t-AI ）,按照全車間100臺槽93%的電效（月平均原鋁產(chǎn)量 4636.051t）, 97.3%的整流效率和0.345元/度的電價計，年約節(jié)余資金：58.08*4636.051/0.973*0.345*12=1145677.3 （元）。9鞏固措施我們把第2組的工藝條件納入至200kA預(yù)焙槽工藝規(guī)程中作為一章，并且準(zhǔn)備在推廣之后對各工區(qū)嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作，并且在月底對工區(qū)技術(shù)條件和指標(biāo)進行考核。10.心得體會通過這次對比試驗，我們找到了電解鋁生產(chǎn)過程中兩水平控制過稱中的合理點，為后 期車間的推廣實施提供了詳實的參考；本次活動使小