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提高煅后焦合格率 煅烧车间QC小组 发表人:张紫光 煅烧是炭素预焙阳极生产的第一道工序，其煅后焦煅烧是炭素预焙阳极生产的第一道工序，其煅后焦 质量的好坏，从根本上影响炭块质量质量的好坏，从根本上影响炭块质量, ,尤其是煅后焦比电尤其是煅后焦比电 阻高阻高, ,将会提高电解压降将会提高电解压降, , 直接增加吨铝电耗直接增加吨铝电耗; ;而且不合格而且不合格 焦的重复生产焦的重复生产, ,将造成资源能源的浪费将造成资源能源的浪费, ,与公司提倡的节能与公司提倡的节能 减排减排, ,资源节约型的生产理念背道而驰，同时煅后焦质量资源节约型的生产理念背道而驰，同时煅后焦质量 的稳定性得不到有效的保证的稳定性得不到有效的保证, ,容易引起生阳极质量的波动容易引起生阳极质量的波动 。因此不断优化煅烧工艺，稳步提升煅后焦质量，是我们。因此不断优化煅烧工艺，稳步提升煅后焦质量，是我们 小组一直以来的追求，同时为下道工序提供优质产品的质小组一直以来的追求，同时为下道工序提供优质产品的质 量承诺。量承诺。 前前 言言 小小组组名称名称 煅煅烧车间烧车间 QCQC小小组组 TQMTQM学学时时4040小小时时 成立成立时间时间19991999年年1212月月注册号注册号YLQC200YLQC200 5-08 5-08 本次活本次活动动 时间时间 20062006年年1212月至月至 20082008年年1 1月月 课题类课题类 型型攻关型攻关型 课题课题 名称名称 提高煅后焦合格率提高煅后焦合格率 小组简介小组简介 表一 小组简介 制表：字茂刚 2006年12月3日 小小 组组 成成 员员 简简 介介 组组内内职务职务 姓姓 名名职职 务务学学 历历组组内分工内分工 组长组长 阳可斌阳可斌车间车间 主任主任本科本科策划策划 副副组长组长 茶茶进进忠忠车间车间 副主任副主任本科本科策划、策划、实实施施 申国富申国富车间车间 副主任副主任本科本科策划策划 组员组员 字茂字茂刚刚车间车间 技技术员术员大大专专策划、策划、检验检验 张张紫光紫光车间车间 技技术员术员本科本科实实施、施、统计统计 王王维维兵兵车间车间 技技术员术员中中专专具体具体实实施施 李德李德伟伟班班组长组长中中专专具体具体实实施施 余文云余文云班班组长组长大大专专具体具体实实施施 李金英李金英班班组长组长大大专专具体具体实实施施 蒋蒋庆辉庆辉班班组长组长本科本科具体具体实实施施 小组简介小组简介 表二 小组简介 制表：字茂刚 2006年12月3日 选题理由选题理由 提高煅后焦质量提高煅后焦质量 理由二 理由一 理由三 理由一：质量考核指标的要求。 在质量指标比电阻考核中要求：煅后 焦比电阻560mm2/m，合格率达 98%；煅后焦53030mm2/m的质量 稳定性达到85%。2006年合格率仅为 93.99%,稳定性为81.4%。 选题理由 理由二：节能减排的要求 节能减排是企业生存和发展的必然要求。合格率低，造 成大量不合格焦重复生产，大幅增加车间能耗。车间一 年要生产合格煅后焦13.8万吨,按93.99%的合格率计算, 那么每年就有8293.8吨的不合格焦,这些不合格焦是不能 进入下道工序的,必须重复进行再生产,它的能耗成本是 8293.8(1575.5-1150) =352.9万！ 选题理由 |理由三：理由三： 比电阻高，将提高电解比电阻高，将提高电解 压降，增加吨铝电耗。压降，增加吨铝电耗。 选题理由 （一）、煅后焦合格统计（一）、煅后焦合格统计 1 1、20062006年煅后焦平均合格率统表：年煅后焦平均合格率统表： 现状调查现状调查 表三 合格率统计表 制表：字茂刚 2007年1月2日 月份月份1 1月月2 2月月3 3月月4 4月月5 5月月6 6月月7 7月月8 8月月9 9月月 1010月月 1111月月 1212月月 合格率合格率 93.793.7 9 9 92.392.3 9 9 89.89. 7373 89.89. 3535 96.96. 0909 93.93. 4848 93.93. 7 7 98.98. 2424 98.98. 3737 99.99. 7676 91.91. 7777 91.91. 2525 煅后焦比煅后焦比电电阻阻 （ mmmm 2 2 /m /m ） 总测总测 次数次数不合格次数不合格次数 合格率合格率 （% %） =560=5608463846350950993.9993.99 表四 合格率统计表 制表：字茂刚 2007年1月2日 现状调查现状调查 图二 折线图 制图：张紫光 2007年1月2日 2 2、20062006年煅后焦的质量稳定性年煅后焦的质量稳定性 现状调查现状调查 焦焦质质量的量的稳稳定性定性 （ mmmm 2 2 /m /m ） 总测总测 次次 数数 超超标标 次数次数 稳稳定性（定性（% %） 5303053030846384631573157381.481.4 结论一结论一：20062006年煅后焦总的合格率为年煅后焦总的合格率为93.99%,93.99%,稳定稳定 性为性为:81.4%,:81.4%,因此必须优化煅烧工艺因此必须优化煅烧工艺, ,才能才能 达到目标要求达到目标要求. . 表五 质量稳定性统计表 制表：字茂刚 2007年1月2日 （二）对（二）对20062006年影响煅后焦质量因素统计如下：年影响煅后焦质量因素统计如下： 现状调查现状调查 序号序号项项 目目频频 数数频频 率率 累计累计 百分比百分比 1 1 窑况波窑况波动恶动恶 化化23123150505050 2 2 参数控制不合理参数控制不合理15915935358585 3 3 粗、粉粗、粉过过渡段渡段505011119696 4 4 取取样样不不规规范范1414 3 3 9999 5 5 其其 它它 7 7 1 1 100100 6 6 合合 计计461461100%100% 表六 不合格原因统计表 制表：字茂刚 2007年1月12日 100% 其它其它 取样不取样不 规范规范 粗粉料粗粉料 过渡段过渡段 参数控参数控 制不合制不合 窑况窑况 波动波动 231231 50%50% 85%85% 159159 96%96% 5050 20062006年煅后焦不合格原因分析排列图年煅后焦不合格原因分析排列图 现状调查现状调查 99%99% 1414 7 7 图一 排列图 制图：张紫光 2007年1月12日 500 400 300 200 100 频数 N=461 结论二：结论二：参数控制参数控制 不合理以及窑况波动不合理以及窑况波动 恶化是造成煅后焦质量恶化是造成煅后焦质量 偏指标低的主要原因，偏指标低的主要原因， 此两项占了不合格焦此两项占了不合格焦 的的85%85%，只要对这两项，只要对这两项 加以控制就能加以控制就能 提高煅后焦合格率提高煅后焦合格率。 活动目标活动目标 ( (一一) )目标值目标值: :将煅后焦合格率提高到将煅后焦合格率提高到98% 98% 9898 % % 93.99%93.99% 图二 目标值 制图：张紫光 2007年1月20日 （二）目标可行性分析（二）目标可行性分析 活动目标活动目标 理论依据 从理论上讲从理论上讲, ,在同在同 等物料质量等物料质量, ,同等同等 煅烧温度煅烧温度, ,设备不设备不 出故障的理想煅出故障的理想煅 烧条件下烧条件下, ,煅后焦煅后焦 100%100%合格。合格。 成员素质成员素质 成员中有三名国 家认证的炭素技 师，两名厂内炭 素工程师，在回 转窑研究上有十 年经验并且获得 三个国家专利。 技术水平 从现状调查可看出 ，有三个月合格率 在98%以上,且在 2005年的QC课题中 ,在比电阻570的 条件下，合格率从 95%提高到98.5%。 成功 参数控制参数控制 不合理不合理 窑况恶化窑况恶化 原因分析原因分析 人为因素人为因素 设备缺陷设备缺陷 原料偏析原料偏析 启停窑控制启停窑控制 不合理不合理 操作不规范操作不规范 调整不及时调整不及时 窑内热损失窑内热损失 投料波动大投料波动大 粉料热交换差粉料热交换差 温度控制不好温度控制不好 故障应急不当故障应急不当 自然条件对自然条件对 控制的影响控制的影响 工艺不熟练工艺不熟练 操作经验差 风管不合理 计量称误差 内衬表面平整石油焦粉料偏析 操作方法不当 引风机故障 停机操作控制 云铝自然风大 图三 关联图 制图：张紫光 2007年1月20日 要因确认要因确认 序序 号号 未端未端 因素因素要 要 因因 确确 认认 确认确认 方法方法 确认确认 时间时间 负负 责责 人人 判定判定 结果结果 1 1 操作经 验差 跟班调查 情况分析得出:班组个别职 工存在对窑况的预判断能力较弱， 调整不及时而影响质量的情况情况。但 结过 班组辅导 ，已能及时的调整窑况。 现 场 确 定 2007 年1月 字王 茂维 刚兵 否 2 2 风管设 计不合 理 石油焦在窑内主要靠自身燃烧及窑头喷 入煤气进 行 加热，而原设计 回转窑二、三次风的设置布局与 实 际生产不吻合，使石油焦内排出的挥发 份来不及 燃 烧就抽往窑尾沉灰室内燃烧，使窑内温度下降， 在 实际 操作中为了保证煅后焦质量而过分依赖煤气 燃 烧来提高窑内温度，但煤气压力与流量波动较 大 容 易导致煅后焦质量不合格。 观察 分析 2007 年1月 茶字 进茂 忠刚 是 表七 要因确认 制表：字茂刚 2007年1月24日 序序 号号 未端未端 因素因素要 要 因因 确确 认认 确认确认 方法方法 确认确认 时间时间 负责负责 人人 判定判定 结果结果 3 3 石油 焦粉 料偏 析 延迟石油焦粒度在煅前仓内 容易产生偏析 在颗粉交替段会引起窑内工 艺参数的变化但通过改变原 料上料方式后得到了很好的 控制。 调查 分析 2007 年1月 字茂刚 王维兵 否 4 4 操作 方法 不当 起停过程中由于窑内温度较 低会导致大批物料不合格， 但可以通过调整物料在窑内 的停留时间，增加物料的辐 射热（通过投料量调整）， 使不合格数降至最低，在正 常情况下，起停发生频次少 不是要因 。 记录 分析 2007 年1月 李金英 余文云 李德伟 蒋庆辉 否 要因确认要因确认 表七 要因确认 制表：字茂刚 2007年1月24日 要因确认要因确认 序序 号号 未端未端 因素因素要 要 因因 确确 认认 确认确认 方法方法 确认确认 时间时间 负责负责 人人 判定判定 结果结果 5 5 对工艺 不熟练 对岗位24名人员进行考核, 其中第一次 考核结果不合格6人次，第二 次2人次。 考试 验证 2007 年1月 字茂刚 否 6 计量 设 备误 差 计量称的设计配置不合理， 显示不准确，容易引起窑况 的波动和恶化。 测量 验证 2007 年1月 茶进忠 张紫光是 7 7 内衬表 面平整 石油焦在窑内的受热源主要 来自高温烟气的辐射、对流 和内衬的传导，而由于内衬 浇注料表面较为平整，使粉 料在窑内的翻滚效果比颗粒 料差，其热量来源主要是颗 粒料的传导，因此容易引起 窑况的波动。 测量 分析 2007 年1月 阳可斌 茶进忠 字茂刚 是 表七 要因确认 制表：字茂刚 2007年1月24日 要因确认要因确认 序序 号号 未端未端 因素因素要 要 因因 确确 认认 确认确认 方法方法 确认确认 时间时间 负责负责 人人 判定判定 结果结果 8 8 引风机 故障停 机操作 控制 锅炉引风机故障停机会引起 窑内负压降低而使窑内废烟 气得不到及时置换影响石油 焦燃烧，会导致部份物料不 合格，但可以通过调整投料 量、窑速使不合格数降至最 低，且发生频次少不是要因 。 记录 分析 2007 年1月 李金英 余文云 李德伟 蒋庆辉 否 9 9 云铝自 然风大 云铝自然环境之一就是风大 ，容易引起负压的波动，但 在实际操作中可以根据情况 适当增减引风机负压来来调 整，且发生频次较低，不是 主要原因。 现场 分析 2007 年1月 阳可斌 茶进忠 字茂刚 否 表七 要因确认 制表：字茂刚 2007年1月24日 被确认为被确认为 要因的是要因的是 要因确认要因确认 风管设风管设 计不合计不合 理理 计量设计量设 备误差备误差 内衬表内衬表 面平整面平整 制定对策制定对策 序序 号号 要要 因因对对 策策目目 标标措措 施施 负责负责 人人 时时 间间 1 1 风管设 计不合 理 减少窑内 热量损失 无煤气煅烧 时间 90% 。 、改变二次 风方向 、缩短二、 三次风 管间距 字茂刚 茶进忠 2007年 2月 2 2 计量 设备 误差 设定投料量 使皮带称自 动调 控 减少波动实 现及时调 整 0.1t/h 、称重皮带 加重锤 、改为智能 控制 茶进忠 张紫光 2007年 3月 3 3 内衬表 面平整 改变回转窑 内衬的浇注 形式 提高粉料的煅 烧合格率 95% 1、使内衬浇 注料表面变 为台阶式 阳可斌 茶进忠 2007年 5月 表八 对策表 制表：字茂刚 2007年2月2日 二、三次风管在窑内的主要作用就是提供氧气与石油焦中排出的挥发 分充分混合燃烧来提高煅烧温度，实现对石油焦的高温热处理。因此二 、三次风管在窑内的设置部位和鼓入风向与量的要求较为严格。回转窑 在设计过程中对这一技术问题考虑不周，必须加以改进，我们把三次风 管从原来的4根增到5根并把二、三次风管之间的距离缩短2米同时改变了 二次风管的鼓风方向，使改进后的回转窑在石油焦大量逸出挥发分区域 得到及时而足够的氧气，使挥发份迅速燃烧来提高窑内煅烧温度。避免 挥发份来不及燃烧就抽往窑尾沉灰室内燃烧，使窑内温度下降的现象， 有效实现了少煤气或无煤气煅烧，避免了过分依赖煤气燃烧来提高窑内 温度所带来不足，大大降低了煤气的使用量，减少了回转窑各主要工艺 参数的波动给煅后焦质量带来的影响。改造结果如图所示： 一一窑内热量损失大窑内热量损失大 对策实施对策实施 预热段煅烧段冷却段 缩短2米 下料管 排料管 回转窑 进风 二次风 图四 改造示意图 绘图:张紫光 2007年2月3日 对策实施对策实施 烟 气 流 向 进风 三次风 一一窑内热量损失大窑内热量损失大 对策一由茶进忠、字茂刚负责实施，通过改变二次风对策一由茶进忠、字茂刚负责实施，通过改变二次风 向，增加一根风管，并将二三次管间距缩短向，增加一根风管，并将二三次管间距缩短2 2米。改造于米。改造于20072007 年年2 2月月1212日开始，日开始，2 2月月2525日完成，期间做了两次无煤气煅烧的日完成，期间做了两次无煤气煅烧的 试验，达到了无煤气煅烧时间试验，达到了无煤气煅烧时间98%98%，既节约了能源的消耗，又，既节约了能源的消耗，又 使合格率有了一定程度的上升。（如下图）使合格率有了一定程度的上升。（如下图） 对策实施对策实施 实实 施施 一一 效效 果果 评评 价价 图五 柱状图 绘图：张紫光 007年5月6日 二二计量设备误差计量设备误差 皮带的张紧力和转速会影响皮带称 测量的准确性，而皮带的张紧力会随运 行时间的推延而改变，且手动调整投料 量很难做到及时准确调控。从而导致皮 带称显示不准确，且波动较大，容易引 起工艺窑况的波动。因此我们在皮带上 安装了重锤装置，并改用转速相对较低 的电机来改变皮带的转速同时通过PLC 来实现自动控制投料量。有效使投料量 的波动控制在0.1t/h，大大改善了投 料量不稳定给窑况带来的影响。改造分 为两个步骤。改造结果如图所示： 步骤一 对策实施对策实施 改造前改造前 改造后改造后 图六 示意图 绘图：张紫光 007年5月6日 变频器 二二计量设备误差计量设备误差 步骤二 改造前，皮带称运行快且抖动大 计量误差0.5t/h 图七 绘图：蒋庆辉 2007年月25日 改造后，皮带称运行慢且较平稳 计量误差0.1t/h SLC500 上位机 对策实施对策实施 实实 施施 二二 效效 果果 评评 价价 对策二由茶进忠、张紫光负责实施，通过在称重皮带对策二由茶进忠、张紫光负责实施，通过在称重皮带 上加装重锤装置和在皮带上引入智能控制。改造于上加装重锤装置和在皮带上引入智能控制。改造于20072007年年 月月日开始，日开始，月月5 5日完成，完成之后，回转窑投料的波动日完成，完成之后，回转窑投料的波动 从大于从大于0.5t/h0.5t/h降为小于降为小于0.1t/h0.1t/h，投料的平稳对工艺有明显的，投料的平稳对工艺有明显的 好转，合格率也有明显的上升。（如下图）好转，合格率也有明显的上升。（如下图） 对策实施对策实施 图八 柱状图 绘图：张紫光 2007年月6日 三三 内衬表面平整内衬表面平整 车间在质量控制过程中不同粒级 的石油焦通过煅烧后其煅后焦质量存 在着一定的差异性，很难难做到均质 控制。其主要原因就是由于内衬浇注 料表面较为平整，使粉料在窑内的翻 滚效果比颗粒料差，其热量来源主要 是颗粒料的传导，因此容易引起窑况 的波动和煅后焦质量的不稳定。我们 在筑炉过程中改变了筑炉方式：把20 条浇注料表面浇注成锯齿形台阶，使 粉焦在窑内运动时起到很好的翻动作 用，有效改善了上述不足。改造结果 如左图所示： 改造前，窑 内衬平滑，底 部粉料不能被 充分煅烧。 改造后，窑内衬 呈齿状，底部粉 料翻动较好能充 分煅烧。 图九 窑内运动示意图 绘图：张紫光 2007年11月22日 对策实施对策实施 实实 施施 三三 效效 果果 评评 价价 对策三由茶进忠、阳可斌负责实施，通过创新性的改对策三由茶进忠、阳可斌负责实施，通过创新性的改 造，将回转窑的内衬型式由平滑改为台阶式，使所有的物料造，将回转窑的内衬型式由平滑改为台阶式，使所有的物料 在回转窑内接受相同的煅烧温度进行煅烧，改造时专门申请在回转窑内接受相同的煅烧温度进行煅烧，改造时专门申请 分厂停产改造。改造于分厂停产改造。改造于20072007年年月月日完成。合格率上升日完成。合格率上升 明显！（如下图）该项技术已申报国家专利。明显！（如下图）该项技术已申报国家专利。 对策实施对策实施 图十 柱状图 绘图：张紫光2007年月日 效果检查效果检查 经过 经过QCQC小组一年的努力，煅后焦合格率有了明显的上小组一年的努力，煅后焦合格率有了明显的上 升，将升，将20072007年回转窑的合格率情况统计分析如下：年回转窑的合格率情况统计分析如下： 1 1、20072007年煅后焦合格率统图表：年煅后焦合格率统图表： 图十一 年合格率 制表：字茂刚 2008年月4日 效果检查效果检查 表九 质量稳定性 制表：字茂刚 2008年1月4日 对策实施过程对策实施之后 月 份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10 月 11 月 12 月 合格 率 (%) 96. 26 96. 4 96. 82 97. 15 97.1 5 98. 68 99. 58 99. 76 99. 80 99. 46 99.1 5 99.0 2 平 均 15月平均合格率 ：96.756% 612月平均合格率： 99.35% 2 2、活动期间合格率统计表、活动期间合格率统计表 从上表可以看出，小组对策实施之后，合格从上表可以看出，小组对策实施之后，合格 率均在目标值之上，达到了小组的预期目标！率均在目标值之上，达到了小组的预期目标！ 75 165 90% 82% 70% 42% 14 20 46 69 100% 其它其它 取样取样 不规不规 范范 粗粉粗粉 料过料过 渡段渡段 参数参数 控制控制 不合不合 窑况窑况 波动波动 16 图十二 排列图 制表：字茂刚 2008年月24日 N=165N=165 序号 项 目频 次频 率累 计 1 粗、粉 过渡段 694242 2 取样不 规范 462870 3 窑况波 动恶化 201282 4 参数控制 不合理 14890 5其 它1610100 6合 计165100% 效果检查效果检查 、活动后不合格因素统计分析、活动后不合格因素统计分析 从以上分析图表可看出，窑况波动及参数控不合理已不是影响 从以上分析图表可看出，窑况波动及参数控不合理已不是影响 煅后焦合格率的主要因素，本次活动成功地解决了这两个问题！煅后焦合格率的主要因素，本次活动